Vidéo : Le système d’appareil à gouverner dans un navire

Nous connaissons tous l’utilisation d’un gouvernail, qui aide à faire tourner un navire selon les besoins. Les gouvernails constituent le système principal pour l’ensemble du mouvement et du contrôle des navires. Mais il ne faut pas oublier que l'action du gouvernail dépend d'un autre système pivot appelé mécanisme de direction.

Le système d'appareil à gouverner est un élément indispensable de la machinerie du navire depuis l'avènement des premiers navires actionnés à la main.

À mesure que les navires continuaient de croître en taille et devenaient plus rapides, des systèmes modernes facilitant l'effort humain ont été incorporés. Il existe deux types de systèmes d’appareil à gouverner couramment utilisés :

Le contrôle central des opérations de direction est assuré depuis la barre de n'importe quel navire, semblable à une automobile où le contrôle total de la « capacité de direction » du véhicule repose sur le volant du conducteur. La « force de commande » pour le virage est déclenchée par le volant de la barre, qui atteint le système de direction.

De nos jours, les systèmes électrohydrauliques avancés prédominent sur les navires, dans lesquels la pression hydraulique est développée par des pompes hydrauliques principalement entraînées par des moteurs électriques.

Les actionneurs assurent la coordination entre la pression hydraulique générée par les pompes (entraînées électriquement, bien sûr) et la mèche du gouvernail en la convertissant en une force mécanique, créant un moment de rotation pour le gouvernail. Les actionneurs sont désormais principalement entraînés électriquement par des unités de puissance.

Ces actionneurs, quant à eux, peuvent être de deux types :

Dans cette vidéo, nous discutons du mécanisme de direction hydraulique de type Ram.

L'appareil à gouverner à vérin est l'un des systèmes d'appareil à gouverner couramment utilisés et sa construction est assez coûteuse. Le principe de base est le même que celui d’un moteur ou d’un ascenseur à entraînement hydraulique.

Quatre vérins hydrauliques sont fixés aux deux bras du disque actionneur des deux côtés. Ces vérins sont directement couplés à des pompes hydrauliques à entraînement électrique, qui génèrent une pression hydraulique à travers les tuyaux. Ce champ de pression hydraulique dans les pompes transmet un mouvement aux vérins hydrauliques, ce qui correspond à l'actionneur agissant sur la mèche du gouvernail.

La sensation de rotation du gouvernail est guidée par l'action de la pompe hydraulique. La physique derrière sa fonction peut être mieux expliquée à l’aide de la figure suivante.

Ici, les cylindres notés 1 et 3 sont connectés au côté refoulement de la pompe. Cela génère une pression positive dans les cylindres de piston. Au contraire, les deux autres cylindres, 2 et 4, sont reliés du côté aspiration de la pompe.

Cela crée une pression négative dans les cylindres. Les forces résultantes créent un moment dans le sens des aiguilles d’une montre dans le gouvernail. Pour faire simple, les pressions positives et négatives des pompes génèrent des forces latérales sur les vérins, qui forment un couple pour faire tourner la mèche du gouvernail.

De même, pour tourner dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, l'inverse est effectué, c'est-à-dire que les extrémités de refoulement des pompes sont reliées aux cylindres B et D, tandis que le côté aspiration des pompes est relié à A et C. Cette pression inverse le débit des pompes hydrauliques est obtenu à l’aide de vannes de régulation actionnées depuis la timonerie.

L'agencement de l'appareil à gouverner à vérin produit une valeur de couple considérablement élevée pour une puissance appliquée donnée. La pression de l'huile hydraulique varie de 100 bars à 175 bars selon la taille du gouvernail et le couple requis.

L'efficacité des performances de l'appareil à gouverner dépend de certains aspects principaux. Ces exigences fondamentales auxquelles doivent invariablement répondre tous les appareils à gouverner sont guidées par des règles fixées par les sociétés de classification. Ils peuvent être brièvement décrits comme suit :

Conformément aux exigences SOLAS, tous les pétroliers de plus de 10 000 GRT et tous les autres navires de 70 000 GRT doivent être équipés d'un système de direction Safematic.

Des dispositions doivent être prises pour isoler le défaut et continuer à utiliser le système de direction en cas d'urgence. Pour éviter une panne totale du système de direction, des vannes d'isolement et de dérivation automatiques sont introduites dans le système.