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Navigation dans les glaces en eaux Canadiennes
Chapitre 5 : Conception et construction des navires pour la navigation dans les glaces

Table des matières


Chapitre 5 : Conception et construction des navires pour la navigation dans les glaces

5.1 Conception de la forme de la coque

5.1.1 Forme de la proue

La forme de la proue des navires de type est caractéristique des navires conçus pour la navigation en eau libre. Ces navires sont munis d'une étrave à bulbe, qui est particulièrement vulnérable à la glace épaisse de première année et aux vieux floes. Comme telle, l'étrave à bulbe ne sert qu'à chasser la glace, c'est-à-dire à la pousser loin du navire. C'est pourquoi les exploitants de navires de type ne doivent pas tenter de briser la glace de façon brutale. En ce qui concerne les brise-glaces, on peut décrire la forme de leur proue par leurs angles d'étrave, de dévers, de section longitudinale et de flottaison. Ces angles contribuent au déglaçage, à la submersion de la glace et au dégagement de la glace. Les tendances récentes en matière de conception des brise-glaces consistent à augmenter les angles de dévers et à diminuer les angles de flottaison, d'étrave et de section longitudinale.

On peut qualifier certaines formes de la proue des brise-glaces de classiques ou régulières en ce qu'elles représentent une amélioration progressive de leur résistance au déglaçage, tout en conservant la coque unie qui offre le moins de résistance en eau libre (figure 76). D'autres formes de proue peuvent être considérées comme non classiques ou irrégulières, puisqu'elles s'écartent nettement des formes de coque unie (figure 77). Dans des eaux couvertes de glace unie, l'expérience semble montrer que les meilleures formes classiques ont offert un rendement presque égal à celui des meilleures formes non classiques.

Image décrite ci-dessus

Figure 76 - Forme de l'avant classique d'un brise-glace

Image décrite ci-dessus

Figure 77 - Forme de l'avant non classique

5.1.2 Forme du milieu

Pour choisir la forme du milieu du navire, il faut considérer l'effet de ce choix sur la résistance, la manœuvrabilité, les coûts de construction et le port en lourd requis. La section médiane de la coque peut se caractériser par un angle de dévers (sur toute la profondeur ou localement), une forme droite et un effilement longitudinal.

5.1.3 Forme de la poupe

La forme de la poupe des brise-glaces est principalement dictée par le nombre d'hélices, qui est lui-même fonction de la puissance requise et des besoins opérationnels. La poupe doit assurer la meilleure protection possible aux gouvernails et aux hélices. Un certain nombre de possibilités s'offrent aux concepteurs pour procurer cette protection. L'arrière classique, qui est caractéristique des brise-glaces de la GCC, est arrondi pour maximiser le rendement du déglaçage par l'arrière, et est habituellement muni d'une oreille antiglace qui protège le gouvernail. Plusieurs brise-glaces ont une poupe inclinée à tableau qui permet aux fragments de monter à la surface bien en avant des hélices.

Plusieurs caractéristiques techniques peuvent être ajoutées à l'arrière d'un navire pour protéger les gouvernails et les hélices :

  • une oreille antiglace fixée à la coque juste au-dessus du gouvernail, pour le protéger durant les manœuvres de recul
  • des butoirs de gouvernail, pour protéger le gouvernail et l'appareil à gouverner contre les dommages durant les manœuvres de recul lorsque la glace risque de déplacer le gouvernail de sa position centrale
  • des tuyères, pour assurer une certaine protection aux hélices
  • des ailerons de déflexion, parfois ajoutés à la coque en vue de faire dévier les fragments loin des hélices
  • une plage de dégagement des glaces (ou jupe antiglace), qui fait saillie en coin à la ligne de flottaison (sous la coque du navire) en avant des hélices et remonte suivant une pente vers la ligne de flottaison en arrière de celles-ci pour éloigner les blocs de glace

5.2 Conception de la charpente

5.2.1 Poussée des glaces

Pour concevoir la charpente des brise-glaces ou d'autres navires destinés à la navigation dans les glaces, il faut connaître l'importance de la poussée des glaces sur laquelle influent la forme de la coque, le déplacement, la puissance, la vitesse, la concentration des glaces et le type glaciel.

La poussée des glaces qui s'exerce sur la coque d'un navire varie selon les parties de la coque touchées. Elle est plus intense à l'avant et généralement moins intense sur le fond. La figure 78 illustre les sections de la coque d'un navire de type. La recherche dans le domaine démontre que la poussée des glaces ne se répartit pas également sur la surface de contact entre la coque et la glace. Il semble que la forme de cette zone est elliptique et que la longueur du grand axe dépasse de 8 fois environ celle du petit axe. Pour ce qui est de la zone de contact de l'avant du navire, cette forme elliptique est pour ainsi dire symétrique des 2 côtés de l'étrave.

Dans la norme de I'International Association of Classification Societies concernant les Unified Requirements (disponible en anglais seulement) pour les navires de classe polaire, la coque du navire est divisée en zones reflétant l'ampleur des charges qui sont censées agir sur elles. Dans le sens longitudinal, il y a 4 régions : La proue (section avant), la proue intermédiaire (une transition entre les sections avant et médiane du navire), le milieu du corps (section médiane du navire) et la poupe (section arrière).

Image décrite ci-dessous

Figure 78 - Sections de la coque d'un navire de type

Version texte : Sections de la coque d'un navire de type

Un exemple de diagramme d'architecture de navire simplifié qui mentionne les principales sections de la construction d'un navire : arrière, médiane et avant. Une vue d'ensemble de la zone de ceinture de glace près de la ligne de flottaison par rapport à la région de l'avant (de la quille à l'étrave) où la coque est généralement renforcée en fonction de la classe de glace du navire.

5.2.2 Disposition de la charpente

La charpente d'un navire doit être conçue et disposée de façon à pouvoir résister aux forces qui s'y exercent globalement et localement. Le facteur général le plus courant à prendre en considération est le module adéquat de résistance de la poutre-coque pour les navires de cote glace la plus élevée en « situation d'échouement ». Cette situation peut survenir lorsqu'un navire effectue des manœuvres d'éperonnage d'un floe et que sa partie avant sort de l'eau pour se poser sur le floe. Les navires de cote arctique plus basse, les navires de type et les navires qui ne sont pas uniquement destinés à des opérations dans les eaux arctiques, comme ceux qui sont exploités dans les Grands Lacs ou d'autres eaux intérieures, n'ont pas nécessairement besoin d'un module de résistance plus élevée que les navires naviguant en eau libre, puisque les contraintes de flexion qui s'exercent lors des manœuvres normales n'excèdent pas celles d'une navigation par grosse mer. Chaque section de la charpente doit pouvoir résister à la flexion, au cisaillement, au flambage et au déjettement. Bien que les ruptures de flexion aient toujours été considérées comme les plus probables, l'expérience de la navigation dans l'Arctique démontre que le flambage et le déjettement des membrures sont des modes de rupture plus critiques. Un navire de type ne doit jamais être utilisé pour briser la glace avec son poids de façon si brutale que sa partie avant sorte de l'eau comme le ferait un brise-glace. Toutefois, un navire de type ballasté exposant une assiette excessive sur l'arrière peut coincer des floes sous sa partie avant à une distance considérable de la poupe. Le fond du navire peut facilement être endommagé si de gros floes sont poussés contre le bordé de fond, qui est en général moins résistant que la zone de bordé renforcé.

Dans une charpente classique de brise-glace, des maîtres-couples espacés d'environ 40 cm soutiennent le bordé extérieur. Ils s'appuient sur des serres longitudinales que supportent des porques ou des cloisons. Les racinaux de la charpente principale supportent les charges générales, alors que les maîtres-couples soutiennent les charges locales. Cette disposition est fondée sur l'hypothèse suivant laquelle la rupture initiale sera causée par l'affaissement des maîtres-couples; la portée de ces couples doit donc être courte, d'où la position des serres. Dans ce genre de charpente, la rupture provient habituellement du flambage et du déjettement des couples.

Des dispositions plus simples sont nées de la constatation que le flambage et le déjettement étaient les modes de rupture critiques. Elles prévoient que les plaques d'acier entre 2 ponts reposent sur de gros maîtres-couples dont l'espacement est plus grand que dans la disposition classique, dans l'hypothèse où la résistance de la membrane du bordé extérieur peut être prise en compte dans les calculs de la résistance. Les couples sont conçus pour résister à la flexion, au flambage et au déjettement, ce qui donne des couples plus lourds et rend les serres inutiles. La disposition de la charpente ainsi obtenue comprend des bordés plus minces et des maîtres-couples plus gros, mais très peu d'éléments et de liaisons, ce qui facilite la construction et réduit le coût.

5.2.3 Matériaux de construction et comportement à basse température

L'intégrité de la charpente requiert un choix approprié des matériaux de la coque. Les 2 principales catégories d'acier utilisées en construction navale sont les aciers à résistance normale et à haute résistance (en référence à leur limite d'élasticité inférieure). Dans ces 2 catégories, il existe plusieurs qualités d'acier qui se distinguent par leur composition chimique et d'autres propriétés mécaniques.

L'expérience démontre que le facteur critique des propriétés de la tôlerie des navires de cote arctique est leur résistance aux ruptures de fragilité dans les situations de basses températures et de charge élevée typiques des opérations dans les glaces. Pendant la conception, les basses températures représentent la condition ambiante la plus importante pour la sélection de matériaux résistants aux ruptures de fragilité. À basse température, la ductilité et la résistance aux ruptures diminuent; le fait que l'acier se fragilise augmente les probabilités de ruptures de fragilité catastrophiques. Ce phénomène est plus fréquent au-dessus de la ligne de flottaison, où l'acier est exposé à des températures de l'air très basses.

Les navigateurs à bord d'un bâtiment naviguant dans les glaces doivent connaître le type d'acier utilisé dans sa construction. Le plan de développement du bordé extérieur doit être à bord et clairement indiquer les qualités d'acier utilisées. Si un navire ne comporte pas d'acier résistant aux basses températures, il importe d'éviter les collisions avec des glaces dures lorsque la température de l'air est très basse ou lorsque le navire a été exposé à de très basses températures durant une longue période avant de naviguer dans les glaces.

5.3 Systèmes de propulsion

Les systèmes de propulsion des bâtiments destinés à la navigation dans les glaces doivent être fiables, souples (en tenant compte de la redondance) et faciles d'entretien. Ils doivent également avoir des rapports élevés de puissance-poids et de puissance-espace. Les 2 systèmes de propulsion qui prédominent dans les navires destinés à la navigation dans les glaces sont la transmission diesel-électrique avec hélices à pas fixe (caractéristique des brise-glaces) et la transmission diesel-mécanique avec hélices à pas variable. Les navires qui n'ont pas à effectuer de déglaçage sont généralement pourvus d'une transmission diesel-mécanique, avec ou sans hélices à pas variable. Les systèmes de propulsion les plus récents des brise-glaces comprennent des systèmes de propulsion Azipod immergés, qui sont très efficaces tant pour les brise-glaces que pour les navires de charge brise-glaces. En éliminant la nécessité de recourir au gouvernail, ces systèmes améliorent la manœuvrabilité des navires tout en écartant les risques de dommages au gouvernail.

5.3.1 Machines d'entraînement

Le choix de la machine d'entraînement dépend de la tâche à accomplir, de la zone d'opérations et de facteurs économiques. On trouve actuellement des moteurs diesel, des turbines à vapeur et des turbines à gaz dans les brise-glaces ou les navires destinés à la navigation dans les glaces.

Les moteurs diesel à régime moyen sont habituellement unidirectionnels et requièrent un appareil distinct pour la marche arrière, qui peut consister en une hélice à pas variable ou un système d'entraînement électrique. L'inconvénient majeur de ce système est l'absence de protection contre le surcouple. En revanche, des génératrices diesel à régime moyen ont été installées dans beaucoup de brise-glaces, parallèlement à des moteurs à propulsion électrique ou pour entraîner une hélice à pas variable au moyen d'un engrenage. Les diesels lents sont d'ordinaire accouplés directement à une hélice à pas fixe, bien que certains le soient à une hélice à pas variable. D'habitude, ces moteurs sont installés dans des navires destinés à naviguer uniquement dans des eaux à faible concentration de glace, dans des glaces fragmentées ou sous escorte. Par ailleurs, les turbines à vapeur sont unidirectionnelles et, dans les brise-glaces, un appareil de transmission électrique assure généralement la marche arrière. Mis à part les navires à propulsion nucléaire, très peu de brise-glaces sont dotés de turbines à vapeur. Les brise-glaces à propulsion nucléaire utilisent leurs turbines à gaz pour générer de l'électricité et faire fonctionner les moteurs à propulsion électrique, exactement comme les brise-glaces diesel-électriques classiques; seule la machine d'entraînement est différente. Les turbines à gaz sont également unidirectionnelles et la marche arrière se fait au moyen d'une boîte de mécanisme de changement de marche ou d'une hélice à pas variable.

5.3.2 Transmissions électriques

Les brise-glaces de la GCC sont habituellement équipés de systèmes de transmission électrique. Auparavant, il s'agissait le plus souvent de systèmes CA-CC, mais depuis peu, on utilise le système CA- stabilisateur toutes fréquences (FFC)-CA, où FFC désigne un stabilisateur toutes fréquences. Les brise-glaces commerciaux et les navires de charge sont généralement dotés de transmissions mécaniques.

5.3.3 Transmissions mécaniques

Les transmissions mécaniques se composent de réducteurs, d'embrayages et (peut-être) de volants. Dans les navires destinés à la navigation dans les glaces et qui sont dotés de moteurs diesel à régime moyen, de réducteurs et d'hélices à pas variable, il est normal de relier le moteur et le réducteur par un embrayage multidisque, par un coupleur hydraulique ou encore par les deux. Les volants ajoutent de l'inertie au système et sont utilisés aussi bien entre la machine d'entraînement et le réducteur qu'à l'arrière de ce dernier.

5.3.4 Arbres et organes de ligne d'arbres

Les accouplements d'arbres sont habituellement de 2 types. Dans le cas des hélices à pas fixe, la ligne d'arbres comprenant des brides intérieures forgées en une seule pièce à l'arbre est la plus courante. Lorsque l'hélice est boulonnée à l'arbre comme dans le cas d'une hélice à pas variable, une bride extérieure est fournie et l'accouplement intérieur est de type à manchon cylindrique avec injection d'huile. L'arbre d'hélice des brise-glaces doit être le plus court possible, et les moteurs de propulsion placés aussi loin que possible pour réduire les vibrations dans l'arbre et le nombre de paliers d'arbre requis pour y parvenir.

Habituellement, les brise-glaces de la GCC ont des paliers à douves de caoutchouc lubrifiés à l'eau. Des paliers à revêtement antifriction lubrifiés à l'huile ont été installés dans beaucoup de navires canadiens de cote arctique du secteur privé. Ces paliers n'ont pas posé de problèmes importants, mais il y a danger de rupture si le joint d'huile s'abîme et qu'il y a fuite d'huile.

D'après les statistiques, ce sont les problèmes liés aux joints d'arbre d'hélice qui ont immobilisé le plus de navires. L'utilisation des joints de type radial est très répandue dans les navires de cote arctique munis d'arbres de taille moyenne (jusqu'à 120 cm de diamètre environ) et à petit jeu de palier d'étambot. Les joints de type axial sont utilisés dans un certain nombre de brise-glaces et de navires de cote glace et ont été testés sur des arbres ayant jusqu'à 160 cm de diamètre.

Mise en garde : Ce sont les problèmes liés aux joints d'arbre d'hélice qui ont immobilisé le plus de navires.

5.3.5 Hélices

Les hélices à pas fixe sont utilisées dans la plupart des brise-glaces. Depuis 1966, en revanche, on utilise des hélices à pas variable dans un grand nombre de brise-glaces et de navires de charge brise-glaces. Les pales d'hélice des navires de cote glace sont habituellement en acier inoxydable et en bronze au nickel-aluminium. Les systèmes comportant une machine d'entraînement sans renversement, comme les moteurs diesel à régime moyen ou les turbines à gaz, seront généralement dotés d'hélices à pas variable pour la marche arrière. Les systèmes d'entraînement électrique et les diesels lents utilisent en général des hélices à pas fixe et la marche arrière se fait par inversion de la rotation des arbres.

Les tuyères augmentent souvent la propulsion et la protection des hélices et peuvent réduire les exigences de résistance des pales. Toutefois, en ce qui concerne les navires à faible tirant d'eau qui naviguent dans la mer de Beaufort, il est arrivé que ces tuyères se soient obstruées dans de la glace épaisse ou déformée (comme la glace empilée ou tourmentée). Le décolmatage à contre-courant des tuyères obstruées par les sarrasins prend beaucoup de temps et l'eau drainée à travers une tuyère obstruée peut causer de graves cavitations.

5.4 Systèmes de commande de gouvernail

Une analyse récente des dommages causés aux systèmes de commande de gouvernail des navires naviguant dans les glaces indique que, dans plus de la moitié des cas, ce sont les mèches de gouvernail qui se sont brisées. Dans 20 % des cas, il s'agissait de l'appareil à gouverner et dans 20 % des cas encore, des parties comme les aiguillots, les coussinets, les clavettes et les paliers. Les charges les plus élevées sur les systèmes de commande de gouvernail s'exercent lors des manœuvres en marche arrière. Le rythme de montée de la charge peut être si rapide que les soupapes de décharge, lors de la navigation en eau libre, n'ont pas une vitesse de réaction suffisante et que la poussée des glaces atteint alors des niveaux excessifs avant qu'elles ne deviennent efficaces.

Mise en garde : Il faut mettre la barre à zéro lors des manœuvres en marche arrière pour éviter que des charges élevées ne s'exercent sur l'appareil à gouverner.

Dans la plupart des brise-glaces, une oreille antiglace installée directement au-dessus et à l'arrière du gouvernail permet de le protéger. Des butoirs de gouvernail peuvent aussi être installés sur la coque pour immobiliser le gouvernail à 2 degrés au moins de la portée maximale de l'appareil à gouverner. Les brise-glaces de la mer Baltique utilisent 2 gouvernails lorsqu'ils sont dotés de 2 hélices, contrairement à ceux de la GCC, qui n'en ont qu'un seul lorsque l'appareil de propulsion est à 2 ou à 3 hélices.

5.5 Systèmes auxiliaires

Mise en garde : Le gel des systèmes du pont et de la salle des machines est le problème le plus fréquent dans les navires étrangers qui naviguent par climat froid et dans des eaux couvertes de glaces.

5.5.1 Refroidissement

La glace ou la gadoue peuvent pénétrer dans les caissons d'eau de mer ou dans les prises d'eau de mer, ce qui empêche l'écoulement de l'eau de mer vers le système de refroidissement. C'est un problème que connaissent la majorité des navires qui s'engagent dans des eaux couvertes de glaces, particulièrement lorsqu'ils sont en tirant d'eau lège. Sans eau pour le système de refroidissement, l'appareil propulsif fonctionne mal et risque de surchauffer, d'où des possibilités d'arrêt ou d'avaries importantes. Les navires naviguant dans les glaces doivent être conçus de façon à empêcher la glace d'obstruer les conduits du système de refroidissement.

Généralement, le circuit de refroidissement doit :

  1. maintenir un apport d’eau provenant d’aspirations situées le plus bas possible et le plus à l’arrière possible près du centre du navire
  2. utiliser des boites d’eau de mer qui devraient :
    1. être installées de chaque côté du navire
    2. être immergées le plus profondément possible
    3. être ouvertes à la mer sur une surface d’au moins 5 à 6 fois la section totale des prises d’aspiration desservies par le caisson de prise d’eau
    4. être munies, sur le bord du navire, d’une crépine ayant des perforations d’environ 20 mm de diamètre pour empêcher l’entrée de grosses particules de glace
    5. être munies d’une prise de vapeur à basse pression pour nettoyer la crépine
    6. être munies d’une conduite d’aération depuis la prise d’eau de mer qui soit de dimensions égales à celle de la conduite d’aspiration
  3. utiliser des dispositifs pour détourner l’eau de refroidissement réchauffée vers les prises et les crépines d’eau de mer
  4. permettre avec des moyens manuels de dégager les boites d’eau de mer en introduisant de la vapeur ou de l’air à basse pression
  5. permettre à la glace et la gadoue introduites dans le système de flotter librement à l’écart de l’aspiration des pompes en évitant d’agiter l’eau
  6. permettre l’utilisation permanente ou temporaire d’eau de lest de 2 façons :
    1. refouler l’accumulation de glace des crépines d’aspirations
    2. refroidir les moteurs comme moyen à court terme ou à plus long terme si une grande quantité d’eau est utilisable en circuit fermé
Image décrite ci-dessous

Figure 79 - Déglaçage utilisant les retours à la boite d’eau de mer et la crépine – Vue en section

Version texte : Déglaçage utilisant les retours à la boite d’eau de mer et la crépine – Vue en section

Vue en coupe longitudinale du schéma du système de refroidissement d'un navire. La boîte d’eau de mer est la prise d’eau de mer basse pour pomper l'eau froide dans les conduits des moteurs. Le rejet à la mer est située près de la ligne de flottaison et au-dessus de la prise d’eau de mer haute, cette dernière étant utilisée surtout en eaux peu profondes.

À gauche, la ligne de flottaison à l'extérieur de la coque du navire.

Le conduit de rejet à la mer des moteurs et la valve sont représentés juste en dessous de la ligne de flottaison.

En bas, dans la section centrale, la boîte de prise d’eau de mer haute avec la vanne et le conduit de raccordement.

En bas de la coque, la boîte de prise d’eau de mer basse avec les vannes et les conduits de connexion menant à la crépine avant de continuer vers les moteurs.

Mise en garde : L'obstruction des caissons d'eau de mer peut causer une surchauffe du système de refroidissement de l'appareil propulsif, ce qui oblige le navire à réduire son régime ou à arrêter complètement le moteur.

Il doit être possible de dégager les caissons d'eau de mer s'ils sont envahis par la glace. Plusieurs caractéristiques techniques peuvent atténuer ou éliminer ce type de problème :

  1. des prises d'eau de mer placées en haut et en bas de la coque, le plus loin possible les unes des autres
  2. des caissons d'eau de mer de type « chicane », qui permettront de résoudre le problème d'obstruction de la conduite d'aspiration. Ce principe, couramment utilisé dans les brise-glaces de la mer Baltique, est illustré sur la figure 80. La zone d'aspiration est séparée des prises d'eau de mer par une chicane verticale. La glace qui pénètre dans le caisson flotte vers le haut et ne devrait donc pas se diriger vers la zone d'aspiration
  3. des retours de dégivrage, pour amener la vapeur ou l'eau chaude d'alimentation en haut du caisson d'eau de mer où du frasil a pu s'accumuler, ou directement dans la zone d'aspiration du système de refroidissement obstrué
  4. la recirculation de l'eau des ballasts dans le circuit d'eau de refroidissement, pour permettre d'utiliser les ballasts comme refroidisseurs, ce qui permet de pallier un problème de blocage des caissons d'eau de mer. Il faut noter, toutefois, que bien qu'efficace, cette solution ne vaut habituellement qu'à court terme, à moins qu'on ne dispose de vastes quantités d'eau de ballasts ou que le navire ne soit doté d'un circuit de circulation périphérique (bordé extérieur), l'eau des ballasts recirculée risquant de devenir trop chaude pour agir en tant que liquide de refroidissement
  5. des moyens de dégager manuellement les circuits de toute obstruction par la glace devraient être fournis

Les navigateurs doivent être conscients de ces problèmes éventuels et des solutions qui s'offrent à bord.

Image décrite ci-dessous

Figure 80 - Solution de disposition de prise d'eau de mer

Version texte : Solution de disposition de prise d'eau de mer

Deux schémas simplifiés pour visualiser rapidement le fonctionnement des vannes et des conduits dans les dispositifs d'entrée d’eau de mer de type chicane lors de la recirculation de l'eau froide à l'intérieur et à l'extérieur du navire lorsque de la glace se forme dans le système.

Élévation : décrit la sortie de caisson d’eau de mer, où l'eau entre par la prise d’eau mer inférieure. Elle retourne au caisson par la valve de retour.

Section : décrit le côté du navire montrant la ligne de flottaison. Sous l'eau se trouve la « chicane » avec un évent au-dessus de cette ligne de flottaison pour permettre l'accumulation de glace de frasil à cet endroit au lieu d'aller dans les conduits du système. L'eau de refroidissement est recirculée vers le côté de la prise d’eau de la chicane. Cette chicane est connecté à la prise haute et basse d’eau de mer. La chicane est relié par des vannes aux aspirations de la pompe, aux réservoirs de ballast, aux conduits des moteurs.

5.5.2 Gel de tuyaux, de soupapes et de réservoirs

L'eau peut geler dans les tuyaux, les soupapes et les réservoirs, empêchant alors l'assèchement de la cale et la purge des ballasts et causant des dommages à la structure. Les coquerons avant et arrière sont particulièrement vulnérables au gel, puisqu'ils sont situés au-dessus de la ligne de flottaison et qu'ils sont souvent exposés à la température ambiante. Les ballasts latéraux qui s'étendent au-dessus de la ligne de flottaison sont aussi vulnérables au gel, et les ballasts remplis d'eau douce gèleront plus rapidement que ceux contenant de l'eau de mer. Si les ballasts sont comprimés et que de l'eau stagnante se trouve dans les tuyaux de dégagement d'air et les tuyaux de sonde, ceux-ci peuvent aussi geler, empêchant les ballasts d'être pompés. Le navire doit être conçu pour que les risques de gel soient réduits au minimum ou éliminés grâce à une disposition judicieuse des réservoirs et des tuyaux et à un choix approprié des soupapes et des systèmes de chauffage. Lorsque des températures très froides sont prévues, il faut tout mettre en œuvre pour purger les réservoirs et les canalisations qui pourraient geler.

Mise en garde : L'eau peut geler dans la tuyauterie d'assèchement de la cale et dans le circuit de ballastage et causer des dommages structuraux aux réservoirs.

Le système anti-feu est souvent exposé aux intempéries et doit être disponible en cas de besoin. Les options permettant de disposer du système anti-feu sont les suivantes :

  • purger le réseau principal d'incendie constitue la meilleure protection contre le gel, mais cela n'est pas toujours possible à réaliser
  • assécher à l'air comprimé le réseau principal d'incendie
  • remplir le réseau principal d'incendie d'un liquide (comme du glycol et de l'eau) dont le point de congélation est bas. Il s'agit de la solution la moins pratique
  • laisser le réseau principal d'incendie se déverser constamment à la mer pour maintenir la circulation. Cette solution est applicable seulement pendant des périodes relativement courtes à cause de l'accumulation de glace aux points de déversement lorsque les prises d'eau d'incendie sont laissées ouvertes

Les machines de pont hydrauliques, comme les guindeaux, les treuils, les grues de bord ou les bossoirs d'embarcation, entre autres, sont aussi vulnérables aux froids intenses. Les réservoirs hydrauliques, les pompes et les canalisations doivent être situés dans des zones chauffées sur le navire à proximité des machines qu'ils alimentent.

Les navigateurs doivent être conscients de ces problèmes éventuels et des solutions qui s'offrent à bord.

5.5.3 Élimination des déchets

Tous les navires produisent des déchets, qu'il s'agisse d'eau de ballasts contaminée, d'huiles usées, d'ordures ménagères ou d'excréments humains. Il faut évacuer ces déchets de façon sécuritaire et efficace ou les garder à bord jusqu'à ce qu'on puisse s'en débarrasser à terre.

En vertu du Règlement sur la sécurité de la navigation et la prévention de la pollution dans l’Arctique, dans les eaux arctiques, tout rejet en mer d'hydrocarbures, de mélanges d'hydrocarbures, de substances liquides nocives ou de mélanges contenant de telles substances à partir de tout navire est interdit.

Les rejets d'eaux usées dans les eaux polaires sont interdits, sauf s'ils sont effectués conformément à l'annexe IV de MARPOL à une distance minimale de 3 NM du plateau de glace ou de la banquise côtière et aussi loin que possible des zones où la concentration de glace dépasse 1/10. D'autres exceptions peuvent être applicables.

Mise en garde : Tout déversement dans la mer de mélanges de substances liquides nocives ou huileuses sera en infraction avec le Recueil sur la navigation polaire.

5.5.4 Chauffage du mazout

Dans les navires qui utilisent du mazout lourd ou intermédiaire pour leur appareil propulsif, il est normal de chauffer le mazout dans les soutes principales. On utilise habituellement des serpentins de vapeur et parfois des fluides thermiques. En général, les serpentins sont calibrés en fonction des basses températures survenant lors de la navigation dans l'Arctique ou dans des eaux froides, et un régulateur de température protège le circuit contre la surchauffe. Toutefois, il faut veiller à ce que le système de chauffage du mazout ne surchauffe pas lorsqu'on s'engage dans des eaux plus tempérées.

Mise en garde : Il faut veiller à ce que le système de chauffage du mazout ne surchauffe pas lorsqu'on s'engage dans des eaux plus tempérées.

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