Roulis paramétrique

Roulis paramétrique

Qu’est-ce que le roulis paramétrique?

Le roulis paramétrique (RP) est un phénomène complexe qui se produit lorsqu’un navire commence soudainement à osciller d’un côté à l’autre de façon importante et violente. Il est reconnu comme un problème depuis plus d’un demi-siècle. Bien que ce phénomène touche principalement les porte-conteneurs modernes et les porte-voitures, le RP peut également survenir sur d’autres types de navires.

Comment le roulis paramétrique se produit-il?

Lorsqu’un navire se déplace sur l’océan, il oscille naturellement d’un côté à l’autre. Lorsque le navire rencontre des vagues, la forme et le volume de la partie immergée de la coque varient : ils sont plus grands lorsque le navire est dans un creux de vague et plus petits lorsqu’il est sur une crête de vague.

Ce phénomène est illustré dans la figure 1 ci-dessous : à gauche, le navire se trouve dans un creux de vague; au milieu, il se trouve sur une crête de vague; et à droite, il se trouve à nouveau dans un creux. Le navire est le plus stable lorsqu’il se trouve dans un creux de vague. Par conséquent, lorsque le navire roule naturellement d’un côté et qu’il se trouve en même temps dans un creux (en bas à gauche dans le schéma), les forces qui le repoussent vers l’autre côté sont plus fortes que la normale. Si le navire se trouve sur une crête de vague au moment où il se redresse (en bas au centre du schéma), il se trouve alors à sa position la moins stable. Ainsi, le navire bascule vers un angle plus grand de l’autre côté (en bas à droite dans le schéma). Si ce grand angle coïncide avec un autre creux de vague, ces forces puissantes sont à nouveau générées, repoussant violemment le navire vers le premier côté, ce qui répète le cycle dans la direction opposée (de droite à gauche).

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Pour que ce processus s’enclenche et se poursuive, le rythme du mouvement naturel de roulis du navire doit coïncider avec celui de la rencontre des vagues. Les porte-conteneurs comme le ZIM Kingston sont particulièrement vulnérables à ces mouvements de roulis parce la surface de la coque sous l’eau entre le creux et la crête des vagues varie de manière plus radicale que pour d’autres types de navires, comme les pétroliers.

D’autres facteurs doivent être pris en compte et interagir « correctement » pour que le RP s’enclenche, dont les facteurs suivants :

• la façon dont le navire est chargé;
• la vitesse du navire;
• l’angle auquel le navire rencontre les vagues;
• l’état de la mer (la taille et la forme des vagues).

Ce type de mouvement de roulis se produit rapidement et peut être bref, mais peut mener à des situations dangereuses pour le navire et son équipage et provoquer des dommages à la cargaison, la perte de conteneurs et, dans des cas extrêmes, le chavirement du navire.

Visionnez la vidéo ci-dessous pour voir le modèle d’essai qui a été utilisé lors de l’enquête sur le ZIM Kingston (M21P0297) alors qu’il subit le roulis paramétrique.

Vidéo du modèle d’essai du ZIM Kingston subissant le roulis paramétrique

Le roulis paramétrique est-il un phénomène courant?

Le roulis paramétrique n’est généralement pas signalé, à moins qu’il entraîne des conséquences importantes telles qu’une défaillance de l’équipement et la perte de conteneurs, comme dans le cas du ZIM Kingston, ou des blessures graves. Il se peut aussi que les cas de fort roulis ne soient pas examinés ou analysés pour confirmer s’ils sont réellement liés au RP.

Les conditions nécessaires au déclenchement du RP sont très courantes. En raison de leur taille et de leur forme, les porte-conteneurs modernes, dont la coque étroite s’élargit pour devenir de grands ponts, sont particulièrement vulnérables à cet effet de roulis. Ces navires parcourent les océans du monde entier et sont donc exposés à un large éventail d’états de la mer, dont certains qui pourraient déclencher un RP.

Comment peut-on éviter le roulis paramétrique ou s’en sortir?

Puisqu’un navire peut se retrouver en situation de roulis paramétrique de manière très soudaine, il est important d’en distinguer les signes avant-coureurs et de disposer d’outils et de procédures permettant de prévoir et de surveiller continuellement l’état de la mer. La façon la plus courante d’éviter le RP est de changer la direction et/ou la vitesse du navire. Ces mêmes mesures doivent être prises si le RP a commencé; cependant, une fois qu’un RP a commencé, il se peut qu’il soit trop tard pour éviter les conséquences négatives.

Les gens de mer disposent d’outils pour évaluer le risque de RP, mais aucun n’est obligatoire. L’Organisation maritime internationale a publié récemment un nouvel ensemble de directives intérimaires qui feront en sorte de réduire au minimum le risque de roulis paramétrique et offriront une approche cohérente pour aborder ce risque dans toute l’industrie internationale du transport maritime. Toutefois, ces directives n’ont pas été achevées et, en attendant, les gens de mer et l’environnement continuent d’être exposés à des risques.

Facteurs communs relevés dans les événements liés au roulis paramétrique

À l’échelle internationale, plusieurs enquêtes et études ont été menées sur des événements de perte de conteneurs qui mettaient en cause le RP. Comme le montre le tableau 1, ces rapports indiquent plusieurs facteurs couramment associés à la surveillance et à l’atténuation des risques liés aux événements de RP sur les porte-conteneurs. Les rapports et les études soulèvent également de nombreux points qui se rapportent généralement à la vulnérabilité des porte-conteneurs face au roulis paramétrique, les conséquences négatives y étant associées ainsi que les défis à surmonter pour atténuer les risques.