DEDICACE

                                                                                                    

•	A Dieu et à Jésus-Christ son Fils
•	La Grande Famille Balerwa;
•	Mes promotionnaires ;
•	Ainsi qu’à tous ceux qui me sont chers.

Je dédie ce modeste travail

Syaitsutswa Patrick

REMERCIEMENTS
Je ne saurai parfaire ce modeste Projet de Fin de Cycle sans exprimer mes sentiments de gratitude à/au :
•	Dieu le Père Tout Puissant pour son Grand Amour ;
•	L’ULPGL (Université Libre des Pays des Grands Lacs) pour ce cadre de formation ;
•	FSTA (Faculté des Sciences et Technologies Appliquées) pour tous les efforts consentis pour notre excellent épanouissement ;
•	Professeur Diouta Ngamy pour avoir accepté la direction de ce travail. En effet, tout au long de ce projet, il n’a cessé de témoigner son intérêt, sa disponibilité malgré ses multiples occupations et son dévouement pour la réussite de ce projet de mémoire ;
•	Ir Bishweka Cherif pour son encadrement et son encouragement ;
•	Ir Makiambe pour avoir déversé son expérience, dans ce domaine, sur nous. Ses critiques et remarques m’ont permis de relever ce grand défi qu’est la conception d’un navire ;
•	Mes parents Jessé Balerwa et Odette Muhasa pour leur assistance ;
•	Ma famille pour son affection et encouragement ;
•	L’ensemble d’étudiants de ma promotion pour leur solidarité ;
•	Tous ceux, de près ou de loin, sous quelque forme que ce soit, ont contribué à la réussite de ce travail.

Syaitsutswa Patrick vous dit merci.

TABLE DES MATIERES
DEDICACE
REMERCIEMENTS
TABLE DES MATIERES
LISTE DES TABLEAUX ET FIGURES
RESUME
ABSTRACT
SIGLES ET ABREVIATIONS
0.	INTRODUCTION GENERALE
Première Partie :
GENERALITES SUR L’ARCHITECTURE NAVALE (CONCEPTION)
Chapitre I : GEOMETRIE ET DEFINITION
Chapitre II. EQUILIBRE DES CORPS FLOTTANTS, CALCUL DES POIDS
Chapitre III : STABILITE
Deuxième partie:
DIMENSIONNEMENT
Troisième partie :
TECHNIQUES D’ASSEMBLAGE
1.	SOUDURE BOUT A BOUT
2.	CALCUL DES CORDONS D’ANGLE
DEVIS ESTIMATIF
CONCLUSION
REFERENCES
ANNEXES
ANNEXES

LISTE DES TABLEAUX ET FIGURES
Fig.0.1: Dimensions générales du navire
Fig.0.2 : Proportions des coques
Fig.0.3 : Distribution des forces hydrostatiques
Fig.1 : Coupe transversale : Résultante de la poussée, résultante du poids, centre de gravité et centre de carène
Fig. 2. Coupe transversale : Déplacement isocline et isocarène
Fig.3 : Coupe transversale : Stabilité transversale
Fig.4. : Surface de flottaison
Fig.5. : Stabilité longitudinale
Fig.6. : Coupe transversale (creux + superstructures)
Tableau 1 : Catégorisation des charges
Fig.7 : Distribution de la poussée
Fig.8 : Distribution du poids
Fig.9 : Premier état de chargement
Fig.10 : Deuxième état de chargement
Fig.11 : Barge flottant en équilibre
Fig.12 : Barge charge (poids et poussée
Fig.13: Diagramme des charges
Fig.14 : Effort tranchant
Fig.15 : Diagramme de l’effort tranchant
Fig.16 : Diagramme de l’effort tranchant
Fig.17 : Diagramme du moment fléchissant
Fig.18 : Position sagging et hogging
Fig.19 : Poutre en I inscrit dans la section transversale
Fig.19 : Charpente de la cale considérée
Fig. 20 : Epontille comprimée
Fig. 21 : Quelques éléments de la charpente
Fig.22 : Quelques éléments sur système transversal
Fig.24 : Barrot fléchi
Fig.25: Coque parallipipédique rectangle
Fig.26. Soudure bout à bout quand t = 6mm
Fig.27. Soudure bout à bout quand t = 5 à 15mm
Fig.28 : Epontilles soudée à la quille et hauteur de gorge a
Tableau 2. Les coefficients, , 
Fig. 29 : Poutres longitudinales soudées aux barrots
Tableau 3 : Devis Estimatif (seulement pour la coque)

RESUME
Bien qu’étant une des formes les plus vieilles de transport, les navires sont soumis à une évolution constante. Les changements sont constants et sont dus aux pressions sociales, aux améliorations technologiques, aux techniques de construction.
La technologie fournit, aujourd’hui, la capacité de construire des navires beaucoup plus grands, allant plus vites et ces qualités ont un impact sur les gains.
Ce projet de fin d’études titré « Conception et Dimensionnement de la Coque d’un Bateau de 400 tonnes » pourrait s’inscrire dans la phase préliminaire d’un projet de construction d’un bateau tout entier.
En effet, il s’agira, dans cette étude, de concevoir et de dimensionner un prototype de la coque de bateau dont les dimensions sont fonctions du tonnage et pourra, de ce fait, naviguer sur le lac Kivu.
Pour atteindre notre but, notre étude comprendra :
•	Une première partie où il s’agira de parler des généralités en vue de présenter ce qui est de la conception qui lance les bases importantes pour le dimensionnement des différents éléments constitutifs ;
•	Eu égard de l’importance de l’optimisation des matériaux utilisés afin d’obtenir une résistance économique de notre coque, nous allons consacrer une deuxième partie au dimensionnement, avec prise en compte des éléments de la conception ;
•	En fin, une troisième partie portera sur les assemblages et un devis estimatif.

ABSTRACT
Although being one of the oldest shapes of transportation, the ships are submitted to a constant evolution. The changes are constant and are due to the social pressures, to the technological improvements, to the techniques of construction.  
The technology provides, today, the capacity to construct bigger, active ships more saw and these qualities have an impact on the gains.  
This project of end of study titled" Conception and Dimensionality of the Cockle of a Boat of 400 tons" could appear in the preliminary phase of a project of construction of an entire boat.  
Indeed, it will be about, in this survey, to conceive and to proportion a prototype of the boat cockle whose measurements are functions of the tonnage and will be able to, of this fact, to sail on the Kivu lake.  
To reach our goal, our survey will understand:  
•	A first part where it will be about speaking of the generalities in order to present what is the conception that throws the important bases for the dimensionality of the different constituent elements;  
•	Had consideration of the importance of the optimization of the materials used in order to get a resistance economic of our cockle, we are going to dedicate a second part to the dimensionality, with hold in account of the elements of the conception;  
•	In end, a third part will be about the assemblies and an approximate estimate.

SIGLES ET ABREVIATIONS
Fig. : Figure
FSTA : Faculté des Sciences et Technologies Appliquées
GC : Génie Civil
SOA : Structures et Ouvrages d’Art
ULPGL: Université Libre des Pays des Grands Lacs

0.	INTRODUCTION GENERALE
A la Faculté des Sciences Appliquées de l’ULPGL, à la fin de son deuxième cycle d’études, l’étudiant finaliste doit produire un mémoire de fin d’études. Celui-ci devra porter, de préférence, sur un sujet de développement aux priorités nationales des pays de la sous-région des grands lacs.
Ce mémoire de fin d’études intitulé : « Conception et Dimensionnement de la Coque d’un Bateau de 400 tonnes » (par coque, sous-entendons la carlingue), s’inscrit dans ce cadre.
En effet, notre étude ressort du souci de la mise en valeur du lac Kivu, il s’agit de réaliser un bateau de plus grand tonnage sur ce lac (un maximum de 1000 tonnes si l’on doit abuser de la marge sécuritaire).
La conception de ce mémoire a été tirée de la vision à obtenir un cargo général rapide, avec du métal (acier) comme seul matériaux de construction, le bois n’intervenant que dans l’aspect garnissage intérieur de la superstructure, bien qu’utilisé aussi comme vaigrage (planches disposées dans le fond des cales pour y recevoir les marchandises et les protéger contre l’humidité), et la soudure comme seul moyen d’assemblage de différentes pièces métalliques, le rivetage et le boulonnage n’intervenant que rarement dans le finissage de la superstructure.
Le domaine d’emploi des bateaux métalliques tend, actuellement, à s’étendre en faisant reculer celui des bateaux en bois et pas mal d’autres moyens de franchissement des lacs (les ponts par exemple).
L’essor récent des bateaux métalliques est dû principalement au fait qu’ils permettent le franchissement, avec un grand tonnage par rapport aux avions et camions, des grands obstacles lacustres (vagues) avec élégance et économie.
Les raisons qui peuvent conduire au choix des bateaux métalliques sont assez diverses. Les plus courantes sont liées à la résistance caractéristiques des métaux (aciers) aux sollicitations diverses, ce qui nous évite des encombrements et l’usage des techniques de soudage qui sont actuellement en développement.
L’objectif final de ce projet est d’aboutir au dimensionnement de toutes les pièces métalliques suivant la conception normale d’un navire, sous état de charge maximale et de donner, sous conditions ultimes de soudabilité, les diverses hauteurs de gorge de soudure.
Pour bien atteindre ces objectifs, nous allons procéder à la démarche suivante :
•	Présentation du sujet par les généralités de l’architecture navale, dans le but d’aboutir à une conception. Il s’agit de relater les différentes considérations théoriques de l’architecture navale et de définir les concepts clés ;
•	Application de ces considérations théoriques à notre structure pour avoir une idée sur notre état de charge afin de procéder au dimensionnement par les formules connues de la RDM, les considérations pratiques des états de charge des poutres et colonnes (calcul des structures I), par les calculs des coques (calcul des structures II), les notions d’hydrostatique et/ou d’hydrodynamique.
•	Et enfin, nous passerons par le calcul de cordons de soudure pour atterrir sur un devis estimatif du projet.

Première Partie :
GENERALITES SUR L’ARCHITECTURE NAVALE (CONCEPTION)
Le bateau est, en principe, un ouvrage d’art ; ceci implique une conception architecturale ; ce qui signifie un établissement des plans de construction.
Les plans et architectures du bateau sont les œuvres réservées exclusivement aux techniciens formés, agréés et suivis par les principales sociétés de classification dont Lloyd's Register of Shipping (Londre), Bureau Veritas (Paris), American Bureau of Shipping (Etats-Unis), Norske Veritas, Germanischer Lolyd, Registro Italiano, etc... Les constructeurs de bateaux sont des techniciens agréés en construction navale et ayant une connaissance approfondie du métier.
Les plans architecturaux de construction d’un bateau permettent de :
•	Déterminer les formes du bateau ;
•	Etablir la stabilité ;
•	Déterminer le tonnage ;
•	Etablir un devis des matières premières ;
•	Constituer un élément de suivi de construction ;
•	Constituer les éléments d’études de fiabilité par le service de l’Etat concerné.
I.1. Types de bateaux
Selon la nature de transport, on a :
•	Bateau à transport mixte (personnes + biens) ;
•	Bateau à marchandises ;
•	Bateau à transport des passagers exclusivement ;
•	Bateau à bétails ;
•	Vedettes.
Pour notre sujet, nous avons choisi un cargo général rapide qui s’inscrit parmi les bateaux à transport mixte, en raison du trafic courant sur le Kivu.
Selon le moyen de propulsion, on a :
•	Bateau à hélice ;
•	Bateau à voile ;
•	Bateau tiré ;
•	Bateau poussé.
Pour notre projet, nous avons choisi un bateau à hélice. Pour des raisons de modernité et de souplesse.
1.	Caractère du bateau (identité)
•	Dénomination du bateau : Bateau « PatSyaits » ;
•	Dimensions : 
o	Longueur 			: 60m
o	Largeur 			: 9,5m
o	Creux 				: 1,75m
o	Poids lège 			: 1167,5t
o	Charge maximale 		: 1567.5t
o	Tonnage 			: 400t
o	Tirant d’eau en charge 	: 1,1m
•	Dessinateur 				: Ir Syaitsutswa Patrick
•	Chantier de construction 		: Site de Kituku
•	Armateur 				: ULPGL/FSTA/GC/SOA
•	Capacité de motorisation		: ----
o	Moteur 			: ----
o	Marque 			: ----
o	Puissance 			: ----
o	Type 				: ----
o	Hélice 			: ---- 
o	Diamètre de l’hélice 	: ----

Chapitre I : GEOMETRIE ET DEFINITION
Un navire est un flotteur ayant un plan de symétrie longitudinal normalement vertical. La partie immergée constitue la carène ou les œuvres vives, la partie émergeante porte le nom d'œuvres mortes. Le sens ordinaire de marche détermine l'avant et l'arrière. Le côté droit du navire en regardant vers l'avant s'appelle tribord, le côté gauche s'appelle bâbord. A l'avant, le navire s'amincit en coin pour former la proue (étambot), l'arrière est façonné pour former la poupe (étrave).
Etant donné qu'un navire est essentiellement un engin de transport maritime ou un engin de combat, ses caractéristiques principales sont sa portée utile ou poids utile transporté et sa vitesse.
I.1. Dimensions générales
L'encombrement d'un navire est déterminé par sa longueur L, sa largeur B, son creux C, son tirant d'eau T et la hauteur maximum de ses superstructures (Fig.I.1).

Fig.0.1: Dimensions générales du navire
On distingue la longueur hors tout LOA, la longueur de la flottaison LWL et la longueur entre perpendiculaires Lpp, les perpendiculaires avant et arrière se trouvent aux intersections de la flottaison en charge d'été avec la face avant de l'étrave et la face arrière de l'étambot.
Le creux C est la distance verticale mesurée, dans le plan longitudinal, du pont supérieur à la face supérieure de la quille.
La partie étanche délimitée entre le pont supérieur à la face inférieure de la quille constitue la coque du navire (le flotteur). Les parties situées au-dessus de pont supérieur s'appellent dès lors superstructures.
Le tirant d'eau T en charge, se mesure depuis la face supérieure de la quille jusqu'à la flottaison en charge, l'enfoncement s'obtient en y ajoutant l'épaisseur de la quille.
La distance mesurée sur la muraille, au milieu de la longueur du navire depuis le livet du pont supérieur jusqu'à la flottaison en charge, constitue le franc-bord. Au repos en eau calme, pour un chargement déterminé symétrique, la coque est coupée par le plan de flottaison suivant une courbe plan symétrique appelée ligne d'eau.
I.2. Déplacement et port en lourd
Conformément au principe d'Archimède, le navire subit de la part de l'eau une poussée vers le haut égale au poids du volume de l'eau déplacée.
Le déplacement D en charge complète est égal d'une part au volume Ñ de la carène immergée jusqu'à la limite permise par les règles de franc-bord, multipliée par le poids volumique v de l'eau, et d'autre part au poids total PT du navire.
Le déplacement s'exprime en tonnes métriques (1.000 kgf) ou plus souvent en tonnes anglaises (1.016 kgf, long tons). Parfois aussi en short tons (907 kg) utilisées sur les lacs américains notamment. On a ainsi:
D (t) = Ñ (m3). v (kgf/m3) = PT (t) (1)
A 10°C v = 1.000 kgf/m3 pour l'eau douce et 1.026 kgf/m3 pour l'eau de mer. Le tirant d'eau en charge T est donné pour le navire en eau de mer. Il varie selon le poids spécifique de l'eau, notamment il augmente en eau douce proportionnellement au rapport v (eau de mer) / v (eau douce).
Le poids lège ou déplacement lège est le poids du navire sans marchandises, ni combustible, ni équipage, ni approvisionnements. Il comprend le poids de la coque armée (coque et les accessoires de coque, l'armement notamment ancres, chaînes, embarcations, appareils divers) et le poids des machines y compris les auxiliaires.
Le port en lourd ou le deadweight est le poids du chargement du navire y compris le poids des passagers avec leurs bagages et de l'équipage avec leurs effets personnels, toutes les matières consommables: combustibles et approvisionnements. On a ainsi les relations suivantes:
Poids de la coque armée + Poids des machines = Déplacement lège
Chargement + Combustibles + Approvisionnements = Port en lourd (dwt)
Déplacement lège + Déplacement dwt = Déplacement en charge
C'est le port en lourd qui donne, en première vue, une appréciation sur la capacité de chargement d'un navire.
Le bateau a une forme géométrique, notamment rectangulaire qui, selon les besoins, les circonstances, les milieux (lac, fleuve, océans, etc.). Cette forme géométrique est façonnée par l’architecte pour en produire la coque du bateau.
I.3. Proportions des coques
Les formes de la carène pour un navire en charge complète sont définies en pratique par un plan des formes. Ce plan des formes est obtenu en sectionnant la carène, à intervalles données, par des plans horizontaux, longitudinaux et transversaux et en projetant leurs intersections respectives avec les surfaces de la carène en trois vues planes (horizontale, longitudinale et transversale (Fig.I.2)). Les lignes ainsi obtenues permettent dès lors de calculer les différents paramètres permettant d'effectuer les calculs de stabilité.

Fig.0.2 : Proportions des coques
Les formes des œuvres vives et aussi celles des œuvres mortes d'un navire devraient satisfaire à tant de conditions qu'elles ne peuvent résulter que d'un compromis entre certaines exigences relatives à la flottabilité, à la stabilité, à la résistance à l'avancement, à la tenue à la mer, à la solidité de la coque, à la disposition des volumes intérieurs, à la facilité de construction, etc.
Pendant l'avant-projet d'un navire, en pratique, on utilise soit des formules empiriques, soit des banques de données de l'architecture navale mondiale contenant des informations techniques sous forme de statistiques notamment sur les dimensions, capacité, puissance, proportions, coefficients sans dimension, etc., qui permettent de choisir les formes et les proportions qui répondent mieux aux exigences du navire projeté (Tables II.1).

I.4. Dimensions typiques
(Proportions typiques selon le type du navire Table II.2)
Navire type	L/B	B/T	T/C	
Cargo général 	6,3 à 6,8	2,1 à 2,8	0,66 à 0,74	
Tankers 	7,1 à 7,25	2,4 à 2,6	0,76 à 0,78	
VLCC	6,4 à 6,5	2,4 à 2,6	0,75 à 0,78	
I.5. Calcul des dimensions
Les dimensions du bateau sont fonction du tonnage du bateau désiré par l’Armateur. Nous voulons atteindre 400 tonnes. Mais, il arrive que, dans l’utilisation du bateau, l’Armateur utilise, à outrance, le bateau, pour maximiser ses recettes. C’est pour cette raison que, dans l’expression, nous permettant de calculer approximativement le volume de la coque du bateau, ci-dessous, nous majorons le tonnage par le coefficient de majoration de tonnage qui est de 2,5 ; ceci pour prendre aussi en compte les sollicitations telles que le vent, les basses et hautes fréquences, les charges environnementales, les charges accidentelles et les charges de déformation. 
Le volume de la coque est supposé être rempli par 400t d’eau :

Nous allons procéder par tâtonnement dans le choix des dimensions (L,B,T,C) pour atteindre le volume de 1.000m3 ; la longueur étant choisie dans les limites des catégories du bateau suivantes :
•	Petit bateau 		: 1 à 30m
•	Grand bateau 		: 31 à 60m
•	Haute mer 		: plus de 60m
Vu le tonnage nous exigé par l’Armateur (le bénéficiaire), nous constatons, que pour atteindre un volume de 1000m3, il nous faut une longueur comprise entre 31 et 60m (grand bateau). Il en vient que 31m ≤ L ≤ 60m. 
Adoptons L = 60m.
Nous allons utiliser la table I.1 des proportions typiques selon le type du navire, pour le cargo général, pour déduire B, T. 
Nous adoptons la plus petite valeur pour garantir la stabilité transversale due à B. ce qui donne B = 9,5m.
Nous allons calculer C pouvant permettre de trouver un volume de coque de 1000m3 à partir de la formule de volume : 
Nous adoptons  ; ce qui nous donne T = 1,1m

Chapitre II. EQUILIBRE DES CORPS FLOTTANTS, CALCUL DES POIDS
Tout corps flottant (flotteurs, navires ou structures) subit l'action des forces (qui engendrent des moments) dans le milieu où il se trouve. Ces forces peuvent êtres internes ou externes. Dans le cas d'un navire, structure ou corps flottant on parlera des forces internes pour tout ce qui est en rapport avec le poids et d'externes pour tout ce qui est en rapport avec les forces extérieures appliquées au corps, notamment les forces d'excitation (courant, vent, vagues, etc.) et les forces hydrostatiques ou autres.
II.1. Forces et moments
Sur tout corps flottant au repos et en absence de toutes forces d'excitation externes (courant, vent, vagues, etc.) et internes (déplacement, ajoute ou soustraction de poids) exercent deux types de forces à savoir: forces de gravitation et forces hydrostatiques (Fig.I.3).

Fig.0.3 : Distribution des forces hydrostatiques
- Les forces de gravitation sont celles appliquées à toutes les composantes du navire, elles constituent tous les poids de ces composantes (structures, accessoires, vivres, chargement, personnel, consumables, etc.) et sont caractérisées par leur masse et la position de leur centre de gravité. Toutes ces forces, pour des raisons pratiques, sont représentées par une seule force résultante P (poids) ou D (déplacement) du navire appliquée verticalement à son centre de gravité G.
- Les forces hydrostatiques sont celles appliquées à la carène (partie immergée de la coque) du navire. Elles sont constituées des forces de pression hydrostatique qui sont appliquées perpendiculairement sur la surface de la carène (sur les parois de la carène). Les forces de pression hydrostatique sur la carène sont représentées par une force résultante D (déplacement) passant verticalement par le centre de volume de la carène B.
Sur un corps flottant au repos (navire ou structure) et en équilibre la force résultante P (poids
du corps flottant) et la force résultante D (déplacement, résultante des forces hydrostatiques) sont égales et de direction opposées, et la seule différence réside sur leur point d'application, G pour la première (la résultante des forces de gravitation y est appliquée) et B pour la seconde (la résultante de la force hydrostatique passe par B mais n'y est pas appliquée).
Fhyd. = pAb . S (1) avec
pAb = pAt. + r. g. z (2)
où
pAb. : Pression absolue au point z exprimée en (Kgf/m2).
pAt. : Pression atmosphérique sur la surface du fluide exprimée en (Kgf/m2).
z : Profondeur d'immersion du point.
S : Surface en m2 situé au point d'immersion z.
r: Masse volumique du fluide exprimé en (Kgf. sec2/m4).
g : Accélération gravitationnelle terrestre (9,81 m/s2).
w: Poids volumique du fluide (r.g) en (Kgf/m3).
L'équilibre statique d'un corps ne se réalise que si toutes les forces et moments qui y  sont appliquées sont en équilibres, donc si et seulement si leur somme respective est nulle. Il n'y a ni translation ni rotation du corps flottant.
Dès lors, dans un système de coordonnées cartésien (x, y, z) nous pouvons écrire:
- Pour les forces: la somme des forces (vectoriellement) ou chacune des sommes de leurs projections selon les axes (x, y, z) doivent être nulles (en tenant compte des signes).
Ainsi:
 (3)
Ou encore:  (4)
- Pour les moments: la somme des moments en un point p(x, y, z) doit être nulle (en tenant compte de leur sens). Ainsi:
 (5)
Dans le cas du corps flottant précité (figure ci-dessus) nous obtenons:
- Pour chacune des sommes des projections des forces sur x, y, et z, on a:
 (6)
- Pour la somme des moments par rapport en un point p quelconque, on a:
 (7)
Les influences des forces et des moments (internes ou externes) sur le comportement des corps flottants seront étudiées plus en détail dans le chapitre consacré à la stabilité.

Chapitre III : STABILITE
"Un corps plongé dans un liquide au repos, subit de la part de celui-ci une poussée verticale ascendante égale au poids du volume du liquide déplacé" (principe d'Archimède). Cette force passe par le centre de gravité du liquide déplacé, lequel est appelé, dans le cas d'un navire, le centre de carène. (Fig.I.4)

Fig.1 : Coupe transversale : Résultante de la poussée, résultante du poids, centre de gravité et centre de carène
Un corps flottant au repos est soumis à deux forces:
- son poids P passant par son centre de gravité G;
- la résultante des poussées hydrostatiques passant par son centre de carène B.
Les conditions d'équilibre nécessitent que:
- le centre de carène B et celui de gravité G soient sur une même verticale;
- le poids P du corps soit égal à la résultante des poussées hydrostatiques.
Pour un navire elle se traduise par la relation:
P = v x Ñ (1)
où P est le poids en tonne du navire, Ñ son déplacement en m3 et v (1,026 t/m3) le poids volumique de l'eau de mer à 10°C. v = r x g avec g (9,81 m/sec2) et r (104,59 Kgf. sec2/m4)

III.1. Stabilité de l'équilibre d'un corps flottant
Le mouvement d'un corps flottant peut se décomposer en deux mouvements:
- Un déplacement vertical (translation) sans variation angulaire (déplacement isocline);
- Une inclinaison sans variation de déplacement (déplacement isocarène).

Fig. 2. Coupe transversale : Déplacement isocline et isocarène
•	Translation (déplacement isocline)
Les translations horizontale et transversale n'ont aucun effet sur la stabilité du corps flottant, par contre pour une faible translation verticale l'équilibre du corps est perturbé.
L'équilibre vertical est dit:
- stable si P < v x (Ñ+ dÑ) (2)
- neutre si P = v x (Ñ+ dÑ) (3)
- instable si P > v x (Ñ+ dÑ) (4)
Où Ñ est le volume de la carène et dÑ le volume total émergé appelé aussi la réserve de volume.
Après un faible déplacement vertical, le navire en équilibre stable tend à revenir à sa position initiale, en équilibre neutre reste tel quel, tandis qu'en équilibre instable il coule.
•	Rotation (inclinaison isocarène)
Un corps flottant, en absence de toutes autres forces précitées, soumis à une faible inclinaison isocarène, revient à sa position initiale grâce au couple de rappel. Il est en équilibre stable.
Par contre, un corps flottant de révolution s'il a son centre de gravité qui coïncide avec son axe de révolution, quelle que soit l'inclinaison qu'on lui donne, aucun couple n'existant, il reste dans la même position d'inclinaison. Il est alors en équilibre indifférent (neutre).
Dans le cas d'un corps entièrement immergé, la position du centre de gravité G par rapport le centre de carène B, détermine la stabilité du corps. Ainsi:
L'équilibre est dit:
- stable si G est situé au-dessus de B
- neutre si G coïncide avec B
- instable si G est situé en dessous de B
III.2. Stabilité transversale
•	Petites inclinaisons (sin q @ q) (déplacements isocarènes)
Une faible inclinaison isocarène (volume immergé = volume émergé) du navire autour de ses axes de symétrie horizontal et transversal perturbent l'équilibre du navire. On étudie des lors les stabilités transversale (inclinaisons autour de l'axe longitudinal) et longitudinale (inclinaisons autour de l'axe transversal) (Fig.I.6). Cette dernière étant toujours bonne on ne considère que la stabilité transversale.

Fig.3 : Coupe transversale : Stabilité transversale

On parlera dès lors d'équilibre:
- stable si GM > 0 donc KM > KG (G situé en dessous de M); (5)
- neutre si GM = 0 donc KM = KM (G et M sont confondus); (6)
- instable si GM < 0 donc KM < KG (G situé au-dessus de M). (7)
Où M est le métacentre correspondant à l'inertie de la surface de flottaison par rapport à l'axe de symétrie longitudinal du navire, GM la hauteur métacentrique et KM la distance du métacentre à la ligne de base;
G le centre de gravité du navire et KG la distance du centre de gravité à la ligne de base. La ligne de base étant la ligne de quille du navire le point K est l’intersection de la ligne de base avec l'axe vertical.
Les angles d'inclinaison considérés sont faibles tels que sin q @ q (q en radian).
•	Rayon métacentrique BM
Pour un petit angle d'inclinaison le rayon métacentrique BM est calculé en fonction du déplacement Ñ du navire et l'inertie IXX de la surface de flottaison. Il est donné par l'expression:
BM = IXX / Ñ

Fig.4. : Surface de flottaison
o	Notre carène a un volume de :
 (8)
o	(9)
o	 (10)

•	Hauteur métacentrique GM
En fonction des variables connues KB, KG, KM et BM on détermine la hauteur métacentrique GM qui est donnée par l'expression:
GM = KM – KG ou encore GM = BM – BG (10)
 (11)
•	Moment de stabilité statique
Le moment de stabilité statique (couple de redressement), en fonction de l'angle d'inclinaison (q), est donné par l'expression:
MR = D x GZ = D x GM x sin q (12)
où
GZ = GM x sin q est le bras de levier du couple de redressement.
III.3. Stabilité longitudinale
La stabilité longitudinale des navires (corps flottants) s'étudie de la même manière que la stabilité transversale et l'ensemble des expressions définies est applicable avec une annotation adéquate spécifique la stabilité longitudinale.
La stabilité longitudinale des navires est de loin supérieure à leur stabilité transversale. Mais, elle nécessite une attention particulière pour l'efficacité de leur propulsion.

Fig.5. : Stabilité longitudinale

BM = IYY / Ñ

Fig.6. : Coupe transversale (creux + superstructures)
o	Notre carène a un volume de : 
(13)
o	(14) avec 
o	H = C + (hauteur des superstructures)=1,75+3(2,5)=9,25m
 (15)
(16)

Deuxième partie:
DIMENSIONNEMENT
Le bateau est un ouvrage d’art constitué, pour ce qui concerne notre travail, par les métaux. Pour l’enveloppe (bordé de coque), les profilés doivent être adaptés pour assurer une solidité économique.
Les matières destinées à la construction de la coque du bateau sont des matières de qualité expressément conçues pour résister aux impératifs et conditions de navigation.
1.	TERMINOLOGIE EN CONSTRUCTION NAVALE
1)	La quille : base d’un bâtiment, forte pièce centrale, allant de l’avant à l’arrière du bateau. C’est de la quille que part toute la charpente du bâtiment. Dans les bateaux en fer ou en acier, elle se compose d’un ou plusieurs fers méplats assemblés longitudinalement. C’est en quelque sorte, la colonne vertébrale de la charpente du bateau.
2)	Carlingue : la carlingue est en réalité, une quille intérieure. Dans les constructions actuelles, il y en a généralement plusieurs : une centrale, d’autres latérales qui, suivant la position qu’elles occupent s’appellent soit carlingues intercostales, soit bouchain, etc. elle peut être continue, de l’avant à l’arrière, coupant toutes les varangues, ou se trouver au-dessus de celle-ci, soit sous forme d’un double « T », soit sous forme de « T » renversé ou sous forme de cage ou boîte. Comme la quille, elle sert à la solidité longitudinale du bateau.
3)	Membrures : cornières transversales régulièrement espacées, sur lesquelles seront rivées les tôles de la coque. Elles donnent la forme extérieure du bateau. Les varangues sont fixées aux membrures dans la partie inférieure du bateau et les barrots y sont fixés à hauteur des ponts. Lorsque, du côté intérieur de la membrure, une deuxième cornière renversée y est attachée au moyen de rivets, cette deuxième cornière s’appelle « contre membrure ». La membrure, généralement renforcée, placée au milieu du bateau, à sa plus grande largeur, s’appelle « maitre-couple ». Lorsqu’une tôle est fixée intérieurement à une membrure de place en place, élargissant celle-ci, cette tôle s’appelle « porque ».
4)	Bouchain : partie arrondie de la coque d’un bateau. Là où le fond se relève et s’arrondit pour former la muraille. Cet endroit de la charpente est fortement renforcé par une tôle double cornière longitudinale que l’on nomme « serre de bouchain ». Les tôles de la coque, aux bouchains s’appellent « virures de bouchains ».
5)	Varangues : les tôles placées verticalement dans le fond du navire et allant d’un bouchain à l’autre. Le bord inférieur de chacune d’elles est fixé aux membrures. Le bord supérieur est fixé aux contre-membrures, la contre-membrure n’étant rivée à la membrure que jusqu’à hauteur du bouchain, à partir duquel elle se sépare de la membrure. La contre-membrure sert donc, à partir du bouchain, à fixer, d’une part, la varangue et, d’autre part, le plafond du double fond, quand celui-ci existe. A l’avant de la cloison d’abordage et à l’arrière de la cloison de presse-étoupe, les varangues sont beaucoup plus hautes que dans la partie centrale du bâtiment, comprise entre ces deux cloisons. A ces endroits, les varangues se nomment « hautes varangues » avant ou arrière suivant le cas. La varangue placée au maitre-coupe, s’appelle « maitre varangue ». Les varangues situées au-dessus de la cage d’hélice ou à l’endroit correspondant se nomment varangues de voûte, la dernière varangue de voûte, sur laquelle sont fixées les membrures de la poupe, se nomme tôle d’arcasse.
6)	Etrave : la partie de la quille, recourbée verticalement, à l’avant du bateau se nomme l’étrave.
7)	Etambot : la partie de la quille recourbée verticalement à l’arrière du bateau se nomme étambot. L’étambot peut être divisé pour former la cage d’hélice. Dans ce cas, la partie avant où sont soudés les tôles de la coque s’appelle « étambot-avant », la partie arrière où sont fixés les fémelots du gouvernail s’appelle « étambot-arrière », la partie supérieure de la cage d’hélice se nomme « sommier » et la partie inférieure se nomme « semelle ». l’étambot avant est, lui-même, divisé vers le milieu pour permettre le passage de l’arbre d’hélice : c’est le « bossage » de l’étambot avant de conduit allant du bossage d’étambot vers la machine, se nomme « tube d’étambot ».
8)	Barrots de pont : forte cornière ou combinaison de cornières placée au travers du navire, d’une membrure à l’autre, servant à relier les deux murailles et d’armatures aux différents ponts. Ils peuvent être attachés directement aux membrures ou reliés à celle-ci au moyen de petites tôles de formes plus ou moins triangulaires appelées « goussets ».
9)	Gouttières : les tôles longitudinales de chaque bord fixées, d’une part, sur les barrots et, d’autre part, à l’aide de cornière aux membrures se nomment « tôles gouttières ».
10)	 Épontilles : colonnes verticales servant à soutenir les ponts. Elles portent le nom du pont qu’elles soutiennent celles situées sur la carlingue centrale se nomment « épontilles de cale ».
11)	 Virures d’hiloire : tôles longitudinales intermédiaires, placées sur les barrots quand les ponts sont en bois, pour renforcer la construction.
12)	 Cloison d’abordage : tôles verticales placées transversalement, d’une membrure à l’autre séparant la part avant, du reste du bateau. Elle est fixée aux membrures à l’aide d’une cornière appelée « couple de cloison ». Pour avoir plus de rigidité en cas d’inondation du compartiment avant, cette cloison est renforcée par des « cornières de cloison », compartiment situé à l’avant de la cloison d’abordage s’appelle « coqueron avant ».
13)	 Cloison de presse-étoupe : la cloison semblable à la cloison d’abordage mais située à l’arrière du bâtiment, s’appelle « cloison de presse-étoupe. Le compartiment situé à l’arrière de cette cloison se nomme « coqueron arrière ».
14)	 Anguillères : trous de circulation d’eau pratiqués dans les varangues près de la carlingue centrale.
15)	 Virures des galbords : tôles continues longitudinales, fixées, d’une part, à la quille de chaque bord et, d’autre part, aux membrures. Cette virure est donc pliée à angle droit, sauf lorsque la quille est totalement intérieure (et ne fait donc pas saille).
16)	 Virures de fond : tôles longitudinales situées entre les virures des galbords et les virures des bouchains. Comme les virures de galbords et les virures de bouchains, elles sont soudées aux membrures pour former la coque (carène) du bateau dans les fonds.
17)	 Bordé de côté ou muraille : l’ensemble de tôles fixées à la partie verticale des membrures, pour former la coque s’appelle « bordé de côté ou muraille ». les tôles qui les constituent portent différents noms suivant l’endroit où elles sont placées. En commençant par le haut, nous avons :
a.	Les tôles de pavois : placées au-dessus du pont supérieur et servant aussi de garde-corps. Elles constituent le « pavois ». le pavois est soutenu par les jambes de pavois et les arcs-boutants.
b.	Les carreaux de pont supérieur : sont les tôles placées immédiatement en dessous du pavois, fixées aux membrures de l’avant à l’arrière.
c.	Les virures entre-carreaux : situées immédiatement en-dessous des tôles précédentes, donc entre les carreaux de pont supérieur et les carreaux de pont principal.
d.	Les carreaux de pont principal : tôles fixées aux membrures à hauteur du pont principal.
e.	Le bordé de côté : proprement dit : les tôles fixées aux membrures en-dessous des carreaux de pont principal jusqu’aux virures des bouchains. Il y a, ensuite, les virures de bouchain, à la partie arrondie de la coque, puis les virures de fond et enfin les virures de galbords.
18)	 Water ballast : le réservoir destiné à recevoir de l’eau comme lest (comme ballast) et limité par le fond, le plafond, la partie inférieure des cloisons étanches à l’avant et à l’arrière et les supports de côté (virures latérales) se nomme « water ballast ». il est rempli d’eau, suivant les circonstances, quand le navire doit voyager « sur lest » c’est-à-dire à vide, ou avec peu de cargaison, pour assurer sa stabilité.
19)	 Sabords : afin que l’eau embarquée, par mauvais temps, puisse s’échapper, les parois sont munis de larges ouvertures rectangulaires ou circulaire de distance en distance, appelées « sabords » ou « sabords de décharge ». la tôle servant à fermer le sabord se nomme « mandelet » ou « panneau de sabord ».
20)	 Tôles en losange : les tôles en forme de losange, appliquées aux croisements des porques et des gouttières, supplémentaires dans les cales (quand il en a) se nomment « tôles en losange ».
21)	 Ponts : ensemble de planches ou de tôles, couvrant les barrots auxquels elles sont fixées, portant un nom suivant l’endroit où l’usage qui en est fait : pont principal, pont supérieur, pont promenade, etc. Les tôles constituant un pont en fer ou en acier se nomment « bordé de pont » (suivi du nom auquel il se rapport).
22)	 Cale : espace compris entre le pont le plus bas et le plafond du double fond. Elle sert à l’arrimage des marchandises.
23)	Le franc-bord : est la distance verticale mesurée sur les flancs du navire au milieu de la longueur de la flottaison en charge, depuis cette flottaison jusqu'à l'intersection de la bordée de muraille avec la surface supérieure du bordé du pont de franc-bord. Le pont de franc-bord est en général le pont continu et étanche le plus élevé, cette règle présente cependant des exceptions selon les types de navires.

Chapitre I : STRUCTURE
La structure de chaque navire est unique dans ses détails, bien que la conception générale de la structure soit basée sur des modèles connus. Les particularités et les spécificités de la structure sont conduites par des contraintes contractuelles et économiques.
L'optimalisation du poids de la structure permettant une bonne disponibilité des espaces destinés au transport de la cargaison, amène très souvent les concepteurs à faire des compromis.
Une structure solide à toutes épreuves est possible mais les contraintes ne la permettent pas toujours. Un compromis est presque toujours imposé si on considère que:
•	Les dimensions immenses que les navires peuvent avoir jusqu'à 400 à 600.000 t;
•	Les charges dynamiques et aléatoires que subissent les structures peuvent varier de petites vibrations à des immenses impactes des vaques sur la coque;
•	Les parois externes et les supports internes ont un caractère multi fonctionnel, ils ne doivent pas seulement résister à l'action de l'eau, mais ils doivent, en divisant les espaces intérieurs, résister au chargement et jouer un rôle sécurisant;
•	Du fait de sa tridimensionnalité, la structure est difficile à construire. La forme est plus déterminé par la résistance à l'avancement et la puissance de la propulsion que par le désire d'optimalisation de la structure intérieure pour les charges dues au poids de cargo;
•	La structure est souvent conçue dans un compromis entre la demande et la possibilité de réalisation. Au moment de sa conception et de sa construction, l'environnement dans lequel le navire va opérer et le profil opérationnel réel qui lui sera assigné, restent très souvent inconnus. La variation des propriétés des matériaux, la qualité de la main d'œuvre pendant la construction et la maintenance, d'une part, et les déviations dans le planning analytique et les aspects aléatoires de la nature des modes de contraintes comme la fatigue, et la corrosion des matériaux utilisés, d'autre part, mettent le concepteur devant des dilemmes.
Malgré tous ces problèmes, la structure doit être le plus léger possible, offrir de l'espace suffisante au cargo et son coût doit être le moins cher possible.

II.1. Les charges sur la structure
Les charges sur la structure du navire sont constituées principalement et sans tenir comptes des forces externes comme le vent, forces hydrostatiques ou dynamiques, courant, chocs, etc., par le poids P (poids propre de la structure, et le chargement) et la poussée de l'eau ∆ (le déplacement). La structure du navire est et peut être soumise à tout moment de son fonctionnement à des multiples forces tant internes qu'externes.
Forces
Les forces appliquées sur un navire sont très variées et complexes et dépendent de plusieurs paramètres. Notamment:
•	Le poids propre (lège) du navire;
•	Le poids et la distribution de la cargaison, combustible, provisions, ballastes, passagers, etc.;
•	La pression hydrostatique appliquée sur la coque;
•	Les forces hydrodynamiques résultant du mouvement du navire dans les vagues;
•	Les forces de vibration causées par les moteurs, hélices, et les différents mouvements du navire comme le tangage, roulis, etc.;
•	Les forces accidentelles dues aux collusions, mises à sec, etc.;
•	Les effets de la glace;
•	Etc.
Ces forces et d'autres sont à la base du comportement de la structure du navire et entraînent sa déformation. En général, quand les forces disparaissent la structure revient à son état initial (en cas des déformations élastiques). Chaque navire se comporte différemment et a une flexibilité différente. En cas de dépassement des contraintes élastiques limites les déformations restent et peuvent même entraîner la ruine de la structure.
II.2. Classification des forces
D'une manière générale, les forces sont classées, selon leur fréquence, en quatre catégories, notamment: les forces statiques, forces à basse fréquence, forces à haute fréquence et forces de choc.
•	Forces Statiques
Ce sont des forces qui changent seulement quand le poids total du navire varie. On classe dans cette catégorie:
o	Le poids total du navire;
o	Les forces de flottaison (poussée) statiques du navire au repos ou en mouvement;
o	Les forces thermiques dues au gradient de la température non linéaire dans la structure de la coque;
o	Les forces concentrées engendrées par les mises à sec (docking) ou échouage.
Ces forces varient d'un voyage à l'autre et leurs cycles durant la vie d'un navire varient de 1 000 à 10 000. Elles sont déterminées en considérant soit des cas types de distribution des charges, soit des cas de distribution des charges limites ou soit encore par des méthodes statistiques.
•	Forces à basse fréquence
Ce sont des forces qui varient dans le temps avec des périodes allant de quelques secondes à quelques minutes. On les appelle forces dynamiques car, elles sont générées principalement par l'action des vagues (houles). Leur fréquence, comparée à la réponse de la coque et de ses composantes aux vibrations, est suffisamment basse. On classe notamment dans cette catégorie:
o	Les variations de pression sur la coque induites par les vagues;
o	Les variations de pression sur la coque induites les mouvements oscillatoires du navire;
o	Les réactions inertielles (souvent négligeables).
•	Forces à haute fréquence
Ce sont des forces qui varient dans le temps avec des fréquences élevées qui peuvent engendrer une réponse vibratoire de la structure du navire. Sont notamment:
o	Des forces hydrodynamiques induites par les hélices;
o	Des forces hydro-élastiques résultant de l'interaction des appendices avec le courant de l'eau passant à l'étambot;
o	Des forces engendrées par les machines rotatives non équilibrées du bord;
o	Des forces induites par l'action des vagues courtes sur la coque.
•	Forces de choc
Ce sont des forces induites par le pilonnage, l'impact des vagues sur les différentes parties de la coque (sur le brion, dévers), l'action des glaces, etc.
Il est à noter que dans le cadre de dimensionnement de la structure, les sociétés de classification ont une classification des charges (forces) basée plutôt sur la nature de celles-ci :

II.3. Catégorisation des charges
Tableau 1 : Catégorisation des charges

II.4. DIMENSIONNEMENT DE LA CARLINGUE
II.4.1. Construction du système transversal et longitudinal
Le réseau de membrures comporte au maximum une série de membrures parallèles à une même direction et relativement rapprochées que l’on appelle « série primaire ».
Si le réseau de membrures ne comporte que cette série primaire, la charpente est dit « construite » :
•	Dans le système transversal pur, si les membrures sont parallèles au plan transversal du navire ;
•	Dans le système longitudinal pur, si les membrures sont parallèles au plan longitudinal du navire.
La série primaire de membrures peut comporter :
o	Soit simplement des membrures en profilés, nous l’appelons « série primaire simple » ;
o	Soit la série précédente dans laquelle on a substitué à tous les profilés une poutre d’assemblage nettement plus haute, nous l’appelons « série primaire complexe ».
•	Sauf diverses applications dans le système transversal pur, le réseau de membrures de la charpente d’un navire est presque toujours un système mixte qui se déduit du système à une série primaire par l’addition d’une série secondaire de membrures perpendiculaires à celle de la série primaire. 
Cette série secondaire comporte toujours de membrures relativement haute (hauteur au moins double de celle (profilés) de membrures primaires) et relativement espacées (au moins le double de membrures primaires.
Les membrures de la série secondaire sont souvent et, en raison de leur taille, constituées par des poutres d’assemblage. 
Si les membrures de la série primaire sont parallèles au plan transversal, le système est dit « mixte en prépondérance transversal ». Il est dit mixte à prépondérance longitudinal si les membrures de la série primaire sont parallèles au plan longitudinal.
L’usage a consacré respectivement les dénominations de système transversal et longitudinal de système précédent.
La série primaire dans chaque système est simple ou complexe. Il y a donc 4 systèmes mixtes que l’on peut utiliser :
•	Système transversal simple ;
•	Système transversal complexe ;
•	Système longitudinal simple ;
•	Système longitudinal complexe.
Le système transversal simple est souvent employé dans les navires de commerce, comme c’est le cas pour notre travail.
II.4.2. Forces statiques dues au chargement et poids propre
En eau calme, sur une structure flottante en équilibre statique les deux forces en présence, comme précédemment étudié, sont la poussée P(t) de l'eau (égal à ω.Ñ) et le poids P agissant sur la structure (résultante de tous les poids présents) (Fig.VI.1).

Fig.7 : Distribution de la poussée
La première passe par le centre de carène B et le deuxième est appliqué au centre de gravité G de la structure (Fig.II.1).
II.4.3. Distribution de la poussée et du poids
Dans la réalité, pour un navire ni la poussée et ni le poids ne sont répartis uniformément (Fig.II.2). La répartition de la poussée dépend de la répartition des volumes de la carène, et celle du poids subit l'existence des charges plus importantes que d'autres dans certaines parties du navire (cargaison, les machines, etc.).

Fig.8 : Distribution du poids

II.4.4. Répartition du tonnage suivant les cales
Pour un navire en projet, les poids sont de l’échantillonnage. Ils ne sont connus que par approximation successives.
Dans l’étude de poids, on doit noter les divers états de chargement. Seul l’armateur du projet peut bien définir la répartition de la cargaison pour un navire de commerce.
1.	Analyse de différents états de chargement
Nous allons analyser les différents états de cas de chargement et constater le cas le plus défavorable :
1.	Premier état

Fig.9 : Premier état de chargement
Nous avons un poids total de 1567,5t. Nous avons 3 cales consécutives chargées (12m/cale). Si on répartit le poids sur une longueur de 12m x 3 = 36m, on a :

La poussée est de :

Nous constatons que ce cas n’est pas l’état de chargement le plus défavorable.

2.	Deuxième état de chargement

Fig.10 : Deuxième état de chargement
Nous avons un poids total de 1567,5t. Nous avons 3 cales chargées comme sur la fig.II.4. :

Ce poids réparti sur les 12m de chaque cale :

La poussée pour chaque cale est de :

Nous constatons que ce cas n’est pas non plus l’état de chargement le plus défavorable.
3.	Troisième état de chargement
Pour des raisons pratiques et de compréhension des calculs des charges sur la structure et des contraintes engendrées, on assimile le navire à une poutre flottante en équilibre statique dans l'eau (une barge rectangulaire par exemple).
 
Fig.11 : Barge flottant en équilibre

A l'équilibre nous savons que P (ou le déplacement D) est égal à P(t) = ω.Ñ et les deux forces sont alignées sur une même verticale à la ligne de flottaison WL.
P = Poussée
Vcarène = L x B x T = 60m x 9,5m x 1,1m = 627m3.
Poussée = ω.Ñ = 1.000kg/m3 x 627m3 = 627000kg = 627 tonnes (déplacement en charge)
On le multiplie par un coefficient de sécurité de 2,5 tenant compte du vent et des forces à basse fréquence : 627t x 2,5 = 1567,5t
Nous avons constaté que le chargement le plus défavorable est le suivant :
Divisons le tonnage en 10 parts 

Répartissons  sur 12m de cale respectivement pour trouver les valeurs en mètre linéaire :

Ainsi, pour schématiser les différentes répartitions des poids et celles de la poussée, on considère que (Fig.II.5) les poids Pi sont uniformément répartis par zones (cales) et la poussée P(t) sur l'ensemble (car section constante de la carène et flottaison horizontale), tant sur la largeur que sur la longueur de la poutre.
P est le poids total du navire (c’est-à-dire le déplacement en charge) qui est égal à la poussée. Poussée = 1567,5t, réparti sur 60m de longueur, on obtient 

Fig.12 : Barge charge (poids et poussée
La courbe des charges s'obtient en faisant la différence entre le poids par mètre et la poussée par mètre en tout point sur la longueur du navire. Les courbes des efforts tranchants et des moments de flexion se déduisent de la courbe des charges. Ainsi, la courbe des efforts tranchants s'obtient en intégrant la courbe des charges sur la longueur du navire, tandis que, celle des moments de flexion s'obtient en intégrant la courbe des efforts tranchants sur la longueur du navire.
En un point donné, l'effort tranchant est égal à la différence entre le poids et la poussée en ce point. Ainsi que, le moment de flexion en un point donné est égal à la différence entre le moment de poids et de celui de la poussée en ce point.
Comme le navire est en état d'équilibre statique, ces courbes ont les caractéristiques suivantes:
o	L'aire sous la courbe des poids est égale à celle sous la courbe de la poussée;
o	Les centres des aires des poids et de la poussée se situent dans la même section couple du navire;
o	Les aires de la courbe des charges situées en dessous et au-dessus de l'axe de référence du tracé sont égales;
o	Les valeurs maxima des efforts tranchants se produisent aux points où la courbe des charges coupe la ligne de référence du tracé;
o	Les moments maxima de flexion se produit où la courbe des efforts tranchants coupe la ligne de référence du tracé;
o	Les valeurs des efforts tranchants et des moments de flexion étant nulles aux extrémités du navire, les courbes des efforts tranchants et des moments de flexion sont fermées aux extrémités de la ligne de référence du tracé.

Fig.13: Diagramme des charges
2.	Les Sollicitations
2.1.	Efforts tranchants
L'effort tranchant est la force qui tende à décoller verticalement une section du navire par rapport à une autre et ce dans le plan transversal (Fig.II.4).

Fig.14 : Effort tranchant
En utilisant le diagramme des charges de la figure (II.11) on peut facilement déduire le diagramme des efforts tranchants correspondant à cette configuration de barge assimilée à une poutre flottante (Fig.II.13).

Fig.15 : Diagramme de l’effort tranchant
Pour le diagramme du moment fléchissant, la cale la plus sollicité en moment de flexion est CD. Dans les calculs de dimensionnement, nous allons considérer cette cale et le résultat sera uniformisé pour toutes les cales.
Nous avons trouvé le moment en CD est de :