Un guide technique sur les types d'ancres de navire, les critères de dimensionnement et les exigences de sélection

Les ancres marines sont des composants d'équipement essentiels pour les navires commerciaux, notamment les pétroliers, les vraquiers, les porte-conteneurs, les méthaniers et les navires offshore. Contrairement aux ancres pour petites embarcations, les ancres de navire sont conçues dans le cadre d'un système d'ancrage complet qui comprend des ancres, des chaînes d'ancre à maillons, des guindeaux, des bouchons de chaîne, des tuyaux d'écubier et des puits à chaîne.

Pour les grands navires, le choix de l’ancre n’est pas déterminé uniquement par le poids de l’ancre. La spécification correcte est basée sur les paramètres du navire, les calculs du numéro d'équipement, les exigences de la société de classification, les performances de maintien de l'ancre et la compatibilité avec le système d'ancrage complet.

Une ancre marine correctement sélectionnée doit fournir une puissance de maintien suffisante dans les conditions de fonctionnement prévues tout en répondant aux exigences structurelles et d'installation du navire.

1. Types d'ancres utilisées sur les grands navires commerciaux

1.1 Ancre sans stock

L'ancre sans stock est le type d'ancre le plus largement utilisé pour les navires commerciaux modernes.

Il est généralement installé sur :

· Pétroliers

· Vraquiers

· Porte-conteneurs

· Méthaniers

· Navires de soutien offshore

La principale caractéristique d'une ancre sans stock est la conception des douves articulées, qui permet aux douves de tourner par rapport à la tige. Cette structure permet une pénétration efficace du fond marin tout en permettant à l'ancre d'être facilement récupérée à travers l'écubier du navire.

Les conceptions courantes d’ancres sans stock comprennent :

· Ancre de salle

· Ancre Spek

· Ancre de piscine

· Ancre à haute puissance de maintien AC-14

Les avantages des ancres sans stock incluent :

· Structure compacte pour un rangement facile

· Performances de pénétration fiables

· Récupération efficace grâce aux tuyaux d'écubier

· Compatibilité avec les systèmes modernes de manutention des ancres

1.2 Ancre à haute puissance de maintien (HHP)

Les ancres High Holding Power (HHP) sont conçues pour offrir une plus grande capacité de retenue par rapport aux ancres conventionnelles du même poids.

Grâce à une géométrie de douve optimisée et à une capacité de pénétration améliorée du fond marin, les ancres HHP peuvent atteindre une efficacité de maintien plus élevée tout en réduisant le poids d'ancre requis pour une application de navire donnée.

Les applications typiques incluent :

· Grands pétroliers

· VLCC

· Porte-conteneurs ultra-larges

· Navires offshore

Par rapport aux ancres conventionnelles sans stock, les ancres HHP offrent :

· Rapport force de maintien/poids plus élevé

· Charge réduite de l'équipement d'arc

· Performances d’ancrage améliorées dans des conditions exigeantes

1.3 Ancre à très haute puissance de maintien (SHHP)

Les ancrages SHHP sont conçus pour les applications nécessitant des performances de maintien supérieures à celles des ancrages HHP standard.

Ils sont principalement utilisés pour :

· Grands navires offshore

· Navires spécialisés

· Applications nécessitant une capacité d’ancrage améliorée

Le choix entre les ancres ordinaires, HHP et SHHP dépend des exigences de conception du navire et de l'approbation de la classification.

2. Comment la taille de l’ancre du navire est-elle déterminée ?

Pour les navires commerciaux, la taille des ancres est déterminée selon les règles de la société de classification plutôt que selon la seule longueur du navire.

Le paramètre clé utilisé pour sélectionner l’équipement d’ancrage est leNuméro d'équipement (EN).

Le numéro d'équipement est calculé en fonction des dimensions principales du navire et des zones exposées au-dessus de la ligne de flottaison. Le calcul prend généralement en compte :

· Longueur du navire

· Largeur du navire

· Profondeur du navire

· Zone de dérive latérale projetée

· Autres paramètres de conception des navires spécifiés par les règles de classification

Sur la base du numéro d'équipement, l'équipement d'ancrage requis est déterminé, notamment :

· Nombre d'ancres

· Poids de l'ancre

· Diamètre de la chaîne d'ancre

· Longueur de la chaîne d'ancre

Les sociétés de classification fournissant des exigences pertinentes comprennent :

· Association internationale des sociétés de classification (IACS)

· Société de classification chinoise (CCS)

· Bureau américain de la navigation (ABS)

· Det Norske Veritas (DNV)

· Registre du Lloyd's (LR)

La spécification finale de l'ancre doit être conforme à la conception approuvée du navire et aux exigences de classification applicables.

3. Plage de référence générale du poids de l'ancre du navire

Le poids réel de l'ancre varie en fonction de la conception du navire, du type d'ancre et des exigences de classification. Le tableau suivant fournit les plages de référence générales pour les navires commerciaux.

Ces valeurs ne sont que des références générales. La spécification finale de l'ancre est déterminée par le numéro d'équipement du navire, la documentation de conception approuvée et les exigences de la société de classification.

4. Assortiment de chaînes à maillons d'ancrage et de goujon

Un système d’ancrage marin est composé de plusieurs composants interconnectés :

· Ancre marine

· Chaîne d'ancre à maillons clous

· Butée de chaîne

· Treuil

· Tuyau d'écubier

· Casier à chaîne

La chaîne d'ancre transfère les forces générées par le vent, les vagues et le mouvement du navire entre le navire et l'ancre.

Les grands navires commerciaux utilisent généralementchaînes d'ancre à maillonscar ils fournissent:

· Haute résistance à la traction

· Stabilité de la chaîne améliorée

· Déformation réduite sous de lourdes charges

· Longue durée de vie dans des conditions marines

Plages typiques de diamètres de chaîne d’ancre :

L'ancre, le diamètre de la chaîne, la capacité du guindeau et les dimensions de l'écubier doivent être conçus comme un système complet. Augmenter la taille de l'ancre sans tenir compte des autres composants peut affecter les performances opérationnelles.

5. Facteurs affectant les performances de maintien de l'ancre

La performance de tenue d’une ancre marine ne dépend pas seulement de son poids. Les facteurs clés comprennent :

Conception d'ancre

La géométrie des pattes, la conception de la tige et la capacité de pénétration influencent directement la force de maintien.

Les ancrages à haute puissance de maintien obtiennent des performances améliorées grâce à une conception structurelle optimisée plutôt que simplement en augmentant le poids.

Conditions des fonds marins

Différents types de fonds marins affectent les performances des ancres :

· Sable : offre généralement de bonnes performances de pénétration et de tenue

· Argile : la capacité de rétention dépend de la profondeur de pénétration et de la résistance du sol

· Boue : nécessite une géométrie d’ancrage adaptée pour une adhérence efficace

· Rocher ou fond marin dur : peut réduire la capacité de pénétration

Portée de la chaîne d'ancrage

L'angle entre la chaîne d'ancre et le fond marin affecte la force horizontale appliquée à l'ancre.

Une portée plus longue réduit généralement la charge verticale sur l'ancre et améliore les performances de maintien.

6. Sélection d'ancres pour différents types de navires

Pétroliers

Les pétroliers ont généralement un déplacement important et des zones de dérive importantes.

Les configurations courantes incluent :

· Ancrages HHP sans stock

· Chaînes d'ancrage à maillons de grand diamètre

· Systèmes de guindeau robustes

Le système d'ancrage doit supporter des charges environnementales élevées pendant l'attente, les opérations offshore ou les approches portuaires.

Vraquiers

Les vraquiers présentent généralement de larges dimensions de coque et des tirants d'eau profonds.

Les sélections d'ancres courantes incluent :

· Ancrages sans stock de type Hall

· Ancres Spek

· Ancres HHP pour les grands navires

Le système d'ancrage est conçu en fonction de la taille du navire, des itinéraires d'exploitation et des exigences de classification.

Porte-conteneurs

Les porte-conteneurs modernes ont une zone de dérive accrue en raison des conteneurs empilés au-dessus du pont.

Les exigences typiques incluent :

· Ancrages à haute puissance de maintien

· Chaînes d'ancre de grand diamètre

· Équipement de manutention d'ancres de grande capacité

7. Matériaux, normes de fabrication et certification

Les ancres de navire sont fabriquées à partir de matériaux en acier de qualité marine à haute résistance pour résister aux charges d'impact et à l'exposition à long terme à l'eau de mer.

Les considérations importantes en matière de fabrication comprennent :

· Contrôle qualité des matériaux

· Contrôle du processus de fonderie ou de forgeage

· Précision dimensionnelle

· Tests de propriétés mécaniques

· Exigences en matière de protection des surfaces

Pour les navires commerciaux, les ancres et les équipements connexes peuvent nécessiter l'approbation ou la certification de sociétés de classification reconnues, notamment :

· CSC

· ABS

· DNV

· LR

· B.V.

Les exigences de certification dépendent du type de navire, de l'administration du pavillon et des spécifications du projet.

8. Exemple : système d'ancrage pour un bateau-citerne de 100 000 DWT

Un bateau-citerne Aframax typique peut avoir la disposition d'ancrage suivante :

· Longueur du navire : environ 250 m

· Type d'ancre : Ancre sans stock HHP

· Poids de l'ancre : environ 15 à 20 tonnes par ancre

· Diamètre de la chaîne d'ancre : environ 100 à 120 mm

La configuration finale est confirmée par le calcul du numéro d'équipement et l'approbation de la classification.

Conclusion

La sélection des ancres pour les grands navires commerciaux est un processus technique impliquant le calcul du navire, les exigences de classification et la compatibilité des systèmes.

Les navires commerciaux modernes utilisent principalement des ancres sans stock et des ancres à haute puissance de maintien, car elles offrent des performances de maintien efficaces tout en répondant aux exigences d'installation des grandes structures de navires.

Une solution d'ancrage complète nécessite une bonne adéquation du type d'ancre, du poids de l'ancre, de la chaîne d'ancre à maillons, de la capacité du guindeau et de la disposition d'installation pour garantir des performances d'ancrage fiables tout au long de la durée de vie du navire.