Effet de carène liquide

Le mot carène vient du latin "carina", qui est la coque de la noix. La carène est aujourd'hui la partie immergée de la coque d'un navire, celle située sous le plan de flottaison (qui résulte de l'intersection de la coque et du plan d'eau sur lequel elle flotte). La carène, ouvrage sous-marin et donc partie active de la coque, se nomme aussi "oeuvres vives" du fait de cette activité.
Le "centre de carène" est le point d'application de la résultante des forces verticales de la poussée hydraulique qui s'exerce sur la coque du navire en eau libre.

L'effet de carène liquide caractérise le déplacement du centre de gravité d'un volume de liquide incomplet dans une citerne ou un compartiment incomplètement rempli du navire, sous l'effet des mouvements de celui-ci. Il peut provoquer une gite importante susceptible de s'accroître dangereusement dans certaines conditions de mer.

La position des centres de gravité de chaque citerne peut se calculer aisément, pour autant que l'on connaisse les dimensions de la citerne et ses formes, ainsi que la hauteur de l'eau à partir de laquelle des tables spécialement établies à la construction du navire ou tables d'épalement, donneront le volume de liquide correspondant.
Ce volume sera éventuellement corrigé de l'assiette et/ou de la gite. Un salinomètre donnera la densité de l'eau qui, multiplié par le volume corrigé de la température ambiante, donnera le poids indispensable à la détermination du centre de gravité.
Chacun de ces centres de gravité partiels se trouve à une certaine distance de l'axe vertical du centre de gravité du navire. Chacun introduit donc un couple de renversement dont la combinaison, ramené à l'axe longitudinal médian, donnera un couple résultant qu'il faudra ajouter ou retrancher au couple principal induit par le centre de gravité du navire incliné sous l'action des vagues. On voit bien que le couple final se modifie en fonction de la gite. Cette modification peut devenir dangereuse lorsque le couple de renversement se transforme en couple de chavirement. Le processus peut être éventuellement accentué par les vagues qui se pressent contre la muraille du navire, surtout si elles se synchronisent avec le roulis.
On notera que le calcul du couple de renversement pour le tangage, qui existe aussi, n'a aucun intérêt du fait du très grand moment d'inertie longitudinale du navire.

De même que les officiers de navigation du navire, l'expert maritime peut calculer les couples et les moments et d'en déduire la stabilité du navire, soit à l'appareillage afin de garantir une navigation sûre, soit à l'occasion d'une expertise sur chavirement (pour autant ici que le journal de bord ait noté l'état de remplissage des citernes et autres compartiments). Un exemple de la feuille des calculs qu'il faut établir est présenté dans la rubrique "Stabilité du navire" ci-contre.
L'excellent site du ministère canadien des transports présente un exemple illustré de l'effet de carène liquide d'un navire de pêche. Il est reproduit ci-contre.