Connaître les bases de la mécanique bateau, c’est appréhender le dispositif (moteur) qui produit le mouvement, le transmet ou le transforme et c’est également passer en revue le rôle du mécanicien, essentiel dans l’entretien, la maintenance et la réparation du système de propulsion.
Tous les navires sont constitués des mêmes éléments principaux : le flotteur (coque et pont), le système directionnel et le système propulsif, ce dernier se déclinant dans trois catégories. Pour une petite embarcation, on parle de propulsion humaine : le canoë, le kayak et le pédalo associés à l’aviron, la pagaie, les muscles, etc., alors que pour un voilier, on parle de propulsion vélique : action du vent dans la voile.
Les équipements de base de la mécanique bateau
Pour se déplacer sur l’eau, le bateau à moteur utilise un moteur naval composé : d’un inverseur (éventuellement), d’un arbre d’hélice, d’un propulseur ou appareil de propulsion (hélice) et d’un gouvernail, l’ensemble de ces équipements formant le système de propulsion du navire.
Le moteur actionne le propulseur et transforme l’énergie primaire fournie par le combustible en énergie mécanique et/ou électrique.
L’inverseur ou réducteur dans la mécanique bateau
Un inverseur (réducteur) est une boîte de vitesse avec trois options, qui permet d’inverser le sens de rotation de l’hélice : marche avant, marche arrière et point mort. Les commandes électriques ou électroniques apportent un fonctionnement souple de l’inverseur.
L’inverseur est indispensable dans la mécanique bateau, afin d’améliorer et d’optimiser le rendement de la propulsion.
Le propulseur ou système de propulsion dans la mécanique bateau
Le propulseur est un système mécanique embarqué qui transforme une énergie embarquée : l’hélice est entraînée par le moteur. Dans le cas d’une embarcation sans moteur, l’aviron qui utilise la force musculaire pour la faire avancer est un exemple qui illustre parfaitement le rôle du propulseur.
Pour que le bateau se déplace sur l’eau, il faut donc que le propulseur produise suffisamment de puissance. Si la force musculaire transmise à l’aviron n’est pas suffisante, l’embarcation n’avance pas.
Ce sont les caractéristiques des hélices qui conditionnent la consommation énergétique du moteur :: le nombre de pales (de 2 à 7), le diamètre, la surface, le pas (pitch), la matière (aluminium, inox, fonte). Le type d’hélice installé sur un bateau tient compte de la vitesse de rotation de l’arbre d’hélice mais aussi de la priorité entre poussée et vitesse.
Quelle que soit le type de navigation (plaisance, pêche, commerce, militaire, scientifique) le propulseur doit, tout en respectant un niveau de sécurité élevé, fournir une propulsion du meilleur rendement possible, réduisant ainsi la consommation de carburant. Pour les navigateurs, il assure une manœuvrabilité correcte du bateau et permet la manœuvre du bateau lorsque celui-ci est à l’arrêt ou à basse vitesse.
Cas particulier, le moteur à propulsion nucléaire
Le moteur à propulsion nucléaire nécessite l’utilisation d’un réacteur nucléaire pour alimenter en vapeur une turbine. C’est l’énergie mécanique de la turbine qui sert pour faire tourner la libre d’arbre du navire, soit directement par l’intermédiaire d’un réducteur (c’est la propulsion turbo-mécanique), soit par l’intermédiaire de l’électricité (c’est la propulsion turbo-électrique).
Note, ce type de propulsion produit l’électricité et l’eau douce à bord du bateau.
La propulsion nucléaire fournit une grande autonomie aux navire, tout en leur accordant une grande discrétion (sous-marins) en échange d’une compétence technique spécifique et d’un coût d’investissement élevé dans le temps.
L’arbre d’hélice dans la mécanique bateau
L’arbre d’hélice est une pièce mécanique qui relie le moteur à l’hélice. Dans le secteur maritime, on parle de ligne d’arbre, celle-ci transmettant la puissance du moteur aux hélices.
Sur les grands navires (commerce, pêche industrielle, marine militaire), les moteurs diesel sont très encombrants et pour plus de sécurité, ils sont répartis sur toute la longueur et la largeur du navire. Les lignes d’arbre relient alors chaque moteur à une seule hélice. Elles sont plus ou moins longues et inclinées selon des angles différents, ce qui rend leur installation compliquée.
Comme exemple, on peut citer le navire « Harmony of the Seas », doté de trois hélices et de trois lignes d’arbres, le tout étant alimenté par 6 moteurs diesel.
Le gouvernail dans la mécanique bateau
Le gouvernail est un équipement mobile qui contrôle la direction d’un bateau en mouvement sur l’eau ou dans l’eau.
Le safran est la surface immergée du gouvernail, génératrice d’une force latérale, tandis que la mèche de gouvernail est un prolongement en surface qui sert au contrôle en rotation. Le gouvernail est actionné par une barre franche lorsque les commandes sont manuelles ou par des câbles ou des vérins lorsque les commandes sont mécaniques.
Le gouvernail qui est positionné dans le jet de l’hélice a une efficacité supérieure lorsque le bateau est en marche avant, ce qui est majoritairement le cas.
Qui est en charge du bon fonctionnement d’un moteur de bateau ?
L’entretien et les réparations des moteurs de bateaux sont effectués par un mécanicien bateau. Cet emploi est accessible après une formation spécifique et l’obtention d’un diplôme type CAP, BEP ou bac professionnel de mécanique marine, automobile ou véhicules industriels. Une expérience professionnelle en mécanique bateau est également un critère d’accessibilité, quelle que soit le type de navigation : bateau de pêche, navigation de plaisance, navires marchands ou militaire, etc.
Pour optimiser sa formation, le mécanicien bateau peut obtenir des Certificats d’Aptitude à la Conduite En Sécurité (CACES) ainsi qu’une habilitation aux « risques d’origine électrique ». Ces derniers étant soumis à l’autorisation délivrée par un médecin, devant être régulièrement renouvelée.
Il est en mesure de réaliser l’entretien, la maintenance et la réparation des moteurs, des éléments de propulsions ainsi que des équipements annexes comme l’équipement de commande, etc. dans le respect de la réglementation et des règles de sécurité. Le mécanicien bateau peut aussi gérer l’installation des apparaux, ensemble des équipements dédiés à la manœuvre.
Le mécanicien bateau travaille à bord ou à terre, en fonction de la taille du navire et il est évident que si celui-ci dispose d’une salle des machines, le mécanicien est à bord. Dans ce cas, il rejoint l’équipage et doit être titulaire du Certificat d’Initiation Nautique (CIN).
Le mécanicien bateau doit logiquement être en mesure de déplacer les bateaux, voire d’effectuer des manœuvres.
