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1928.06.00.De Pierre Abbat - Association technique maritime et aéronautique.Fascicule.Les navires pétroliers

Le PDF est consultable à la fin du texte.
[Important document – tant par les données techniques qui y sont exposées que par les informations sur le transport maritime pétrolier en général – voir les plans des pétroliers "Le Loing" et "Orkanger" pages 19 et 30 du PDF.]

Les navires pétroliers
par M. Pierre Abbat, ingénier du génie maritime (CR),
attaché à la direction des Ateliers & Chantiers de la Seine-Maritime (Worms et Cie)

Imprimerie et librairie centrales des chemins de fer
Association technique maritime et aéronautique - juin 1928

Introduction

On entend sous le nom de navires pétroliers une catégorie de navires destinés au transport en vrac des huiles, ou plus généralement des liquides ; la grande majorité des huiles transportées étant des huiles de pétrole, l’usage a prévalu de désigner par le terme de « pétroliers » les « navires à citernes » qui font spécialement l'objet de cette communication.
Le pétrole, au sens étymologique « huile de pierre », est connu depuis la plus haute antiquité ; c’est lui qui alimentait les feux éternels des temples persans ; on estime que le feu éternel du temple de Surakhany dans le Caucase brûle depuis vingt-deux siècles, c'est d’ailleurs dans le Caucase qu’une légende persane fait naître Prométhée.
Dioscoride raconte, au premier siècle après Jésus-Christ, que de son temps les rues d’Agrigente étaient éclairées au pétrole, mais les fumées épaisses de sa combustion le firent abandonner.
Vers le dixième siècle, le pétrole devient un article de commerce. Au treizième siècle, la Perse exportait déjà de grandes quantités de pétrole, et jusqu’au milieu du siècle dernier, la région de la mer Caspienne était le principal pays producteur de pétrole ; la Chine passait aussi pour un pays pétrolifère et l'industrie des huiles de schiste d’Écosse est liée à celle du pétrole. On connaissait aussi quelques gisements en Italie (Miano près Parme, Sarnioloprès Modène, en Toscane, en Sicile), à Gabian près Pezenas dans l’Hérault. Il y a quatre cents ans environ, une tribu de Peaux-Rouges enflammait la rivière Alleghanv et adorait le feu.
C’est en 1830 que la découverte du raffinage du pétrole par l'Écossais James Young donna à ce produit la faveur qu'il connaît, et la découverte des gisements américains par le colonel Drake en 1839 et des gisements russes en 1879 accrut considérablement le cadre de la production. En 18(12, les États-l nis produisaient trois millions de barils, environ 400.000 tonnes.
Malgré cela, l’usage du pétrole est à cette époque encore peu répandu, et dans une encyclopédie de 1876 on cite comme une des propriétés les plus connues du pétrole celle de vermifuge qui lui vaut dans le Midi de la France une grande faveur sous le nom « d’huile de Gabian », cet ouvrage passe complètement sous silence les sources américaines ; il n’est pas nécessaire d’énumérer les nombreuses applications industrielles qui sont faites à l’heure actuelle du pétrole et de ses dérivés.
Des gisements ont été découverts en Roumanie, en Pologne, au Japon, à Java, à Sumatra, etc. En France, nous possédons, outre Gabian, le gisement de Pechelbronn.
Le tableau ci-dessous donne la production mondiale du pétrole au cours des différentes années depuis 1871 en milliers de tonnes métriques :

Années	États-Unis	Mexique	Russie	Perse	Indes néerlandaises	Venezuela	Monde entier environ
1862	400	-	-	-	-	-	-
1871	694	-	23	-	-	-	776
1876	1.217	-	180	-	-	-	1.478
1881	3.688	-	663	-	-	-	4.279
1886	3.742	-	1.972	-	-	-	6.358
1891	7.239	-	4.757	-	-	-	12.263
1896	8.128	-	7.831	-	197	-	15.392
1901	9.252	2	10.926	-	554	-	22.639
1906	16.866	72	8.162	-	1.130	-	28.831
1911	23.393	1.874	9.073	-	1.671	-	46.494
1912	29.725	2.208	9.318	-	1.519	-	47.388
1913	33.126	3.457	9.210	260	1.526	-	51.550
1918	47.457	9.506	.3.812	1.000	1.764	-	70.000
1919	52.099	12.964	4.410	875	2.160	61	76.000
1920	62.122	24.410	3.830	1.685	2.365	65	99.000
1921	64.718	28.978	4.034	2.300	2.359	205	107.500
1922	76.415	27.312	4.864	2.966	2.382	314	119.500
1923	101.200	21.400	5.407	3.750	2.833	600	140.800
1924	99.000	19.900	6.200	4.200	2.920	1.251	141.000
1925	103.000	14.600	7.210	4.700	3.100	2.700	146.000
1926	109.687	12.900	8.900	5.091	2.960	5.327	155.721
1927	128.017	9.119	10.284	5.227	3.628	9.147	178.044

Deux traits s'en dégagent qui méritent d’être soulignés :
1° Aux environs de 1900, les États-Unis et la Russie avec des productions sensiblement égales formaient à eux deux la presque totalité de la production mondiale. En 1923, les États-Unis avec une production onze fois supérieure à celle de 1901, représentent plus de 70 % de la production mondiale, la Russie ne représente plus que 5 % ;
2° La production mondiale est multipliée par 7.
Ces deux faits suffisamment éloquents par eux-mêmes se passent de commentaire.
La France, qui produit à peine 70.000 tonnes par an dus en presque totalité au gisement de Pechelbronn a importé :
En 1924 : 1.800.000 tonnes environ de produits pétrolifères
En 1925 : 3.400.000 tonnes environ de produits pétrolifères
En 1926 : 12.700.000 tonnes environ de produits pétrolifères
provenant en majorité des États-Unis.
Ce préambule me ramène à mon sujet ; bien que n'étant qu'un rapide aperçu de la question, il suffit à montrer que si le pétrole est produit en grande quantité, sa production est concentrée en quelques points du globe et sa consommation étant aujourd’hui universelle il faut le transporter : transport par terre, c'est le rôle des pipe-lines et des wagons-citernes ; transport par eau et plus particulièrement par mer, c'est le rôle et le but des pétroliers.
Aussi parallèlement à l’accroissement de la production de pétrole, assistons- nous au développement du pétrolier.
En 1861, pour la première fois, du pétrole américain parvient en Europe, transporté en barils par le brick Elisabeth Watts, de 224 tonneaux.
En 1863, paraît le premier navire britannique pour le transport en vrac du pétrole, l’Atlantic, navire à voile en acier de 45 m 20 X8 m 70 X 5 m 10, transportant le pétrole en barils métalliques.
Jusqu’en 1878, plusieurs voiliers en bois furent adaptés au transport des pétroles le premier pétrolier à vapeur, le Vaderland, navire de 2.748 tonneaux, fut construit par MM. Palmers Shipbuilding and Iron Company, en 1872 ; il avait une double coque complète de 650 millimètres au centre et 500 millimètres au bouchain.
En 1879, le Stat, vapeur norvégien, transportait du pétrole de Philadelphie à Rouen, et Ludwig Nobel, le roi de Bakou, le roi des pétroles russes, construisait un bateau-citerne.
En 1882-85, plusieurs navires furent commandés par la Compagnie de navigation à vapeur de la mer Noire, Société Bakum (Sviet, Bakuin, Petrolèa).
A cette époque, Mr. Heinrich Riedeman, de Brême, conçoit l’idée de construire les pétroliers sans double coque, et après des efforts pour arriver à trouver un constructeur qui consente à adopter son idée, le Gluckauf, de 2.297 tonneaux, 92 mètres de long, marchant 11 nœuds, fut construit en 1886 par sir Armstrong Witworth and Co. Ltd. sur ce principe, le rivetage de la coque étant analogue à celui d’une chaudière. C’est le prototype du pétrolier dont on retrouve la forme inchangée jusqu'à l’apparition du système à citernes cylindriques dont nous dirons quelques mots plus loin.
M. James Montgomerie, dans un mémoire lu à l’Inst. of Engineers and Shipbuilders in Scotland, disait en janvier 1913 : « S'il était nécessaire d'expliquer pourquoi j’ai choisi ce sujet, il faudrait en trouver la raison dans l’activité extraordinaire dans le trafic des pétroles qui a caractérisé les dix-huit derniers mois de l’histoire maritime... Il y a actuellement en construction plus de quatre-vingt-dix navires représentant un tonnage total, d’environ 480.000 tonneaux... »
Je ne puis que reprendre ces mêmes termes en précisant que, en exceptant les navires de moins de 1.000 tonneaux, on comptait le 31 décembre 1926, cinquante-sept pétroliers, soit 371.520 tonneaux en construction ; le 31 mars 1927, on en comptait quatre-vingt-dix-sept soit 602.846 tonneaux ; le 30 juin 1927, on en comptait cent douze, soit 725.426 tonneaux ; le 30 septembre 1927, cent treize, soit 775.632 tonneaux ; le 30 décembre 1927, cent huit, soit 744.668 tonneaux ;le 31 mars 1928, quatre-vingt-quinze, soit 637.232 tonneaux. C’est au 31 décembre 1921 que se place le maximum de l’activité dans la construction des pétroliers avec 793.193 tonneaux.
Le tableau suivant, qui indique le tonnage total des navires pétroliers mentionnés dans le Registre du Lloyd, donne également une idée de l’activité du trafic et de la construction de ces bâtiments :
Juillet 1914        1.478.988 tonneaux bruts
Juillet 1919        2.929.113 tonneaux bruts
Juillet 1920        3.334.314 tonneaux bruts
Juillet 1921        4.418.688 tonneaux bruts
Juillet 1922        3.062.699 tonneaux bruts
Juillet 1923        5.203.601 tonneaux bruts
Juillet 1924        5.243.258 tonneaux bruts
Juillet 1925        5.384.290 tonneaux bruts
Juillet 1926        5.664.786 tonneaux bruts
Juillet 1927        5.915.677 tonneaux bruts
La proportion du tonnage des pétroliers par rapport au tonnage total en service était à la fin juin 1927 de 20 % ; la proportion du tonnage des pétroliers en construction par rapport à la totalité du tonnage en construction était de 24 % : c’est assez dire l'importance de cette classe de navires.

Forme générale des navires pétroliers
Généralités

Nous avons dit plus haut qu'au début le pétrole était transporté dans des barils ou des récipients, c’était la méthode qui se présentait naturellement à l’esprit, particulièrement pour utiliser au trafic du pétrole des cargos ordinaires.
Cette méthode présentait des inconvénients évidents : prix des récipients dont le retour était impossible, perte de capacité et de port, lenteur de chargement et de déchargement, danger d’incendie et d’explosion résultant de la grande surface en contact avec l’air, qui firent rapidement renoncer à son emploi dans le cas général ; toutefois, dans quelques cas particuliers, les conditions locales du port de chargement ou de déchargement, ou la nécessité de livrer du pétrole en petite quantité, rendent cette méthode la seule utilisable et certains pétroliers de construction relativement récente sont conçus sur ce principe.
D’une façon générale, le pétrole est actuellement transporté en vrac dans des citernes faisant partie de la coque ; les premiers navires de ce type étaient, nous l’avons dit, à double coque. L’inconvénient majeur de ce mode de construction était que lorsque des fuites se produisaient à la paroi des citernes, l’huile combustible confinée dans l’espace clos compris entre les deux coques constituait un grave danger d’explosion ; de plus, il était impossible de visiter après la construction la paroi extérieure des citernes et la paroi intérieure de la coque qui constituaient cette double coque. La suppression de ces inconvénients jointe à l'économie de poids résultant de la suppression de la paroi intérieure firent, dès l’apparition du Gluckauf, adopter universellement le principe de construction à simple coque. Plus récemment, un nouveau type a été introduit dans la construction des pétroliers, c’est celui à citernes intérieures cylindriques qui dérive à la fois du type primitif à barils et du type à double coque, mais évite les inconvénients que nous venons de signaler pour ces deux types ; nous en dirons quelques mots plus loin.
La forme actuelle la plus répandue est celle qu’on peut voir sur les figures 5, 14,13 et 16 : le pétrole est transporté en vrac dans de grandes citernes dont la coque constitue une des parois et dont les autres parois sont constituées par des cloisons transversales et longitudinales.

Coffre d’expansion

Afin de permettre les variations de volume dues aux variations de température du chargement liquide, les premiers pétroliers avaient leurs citernes surmontées d’un coffre individuel dont le volume était d’environ 3 à 4 % du volume de la citerne.
Ces coffres individuels n’ont pas tardé à faire place à un caisson continu surmontant dans toute sa longueur l’espace réservé aux citernes, la partie de ce coffre affectée à chaque citerne étant limitée sur trois côtés aux prolongements des cloisons de la citerne, sur le quatrième à une cloison longitudinale continue sur toute la longueur des citernes ; ce mode de construction est à la fois plus léger et plus robuste que celui à caisson individuel. L’espace ainsi offert à la dilatation du chargement liquide qui s’étend du pont principal au pont inférieur, est beaucoup plus important que ne le comporterait la seule dilatation.

Citernes d’été

En outre, l’espace libre compris en abord entre la coque et la cloison longitudinale du caisson d’expansion, peut être utilisé pour un chargement supplémentaire tel que des huiles légères lorsqu’on en transporte en été, d’où le nom de citernes d’été (summer tanks) sous lequel on les désigne (fig. 1). Très souvent, tout ou partie de ces citernes d’été sont prévues pour transporter le combustible liquide nécessaire aux appareils de propulsion lorsqu’ils en comportent et quelquefois du charbon. Une citerne d'été s’étend généralement sur la longueur de deux ou trois citernes principales ; les citernes principales sont surmontées d’un panneau d’accès de faible hauteur, les citernes d’été d’un panneau surélevé dont le surbau sert de caisson d'expansion pour le chargement liquide de la citerne d’été (son volume est de 2 à 3 % de celui de la citerne d’été).
Dans certains cas, la forme de la figure 1 a été remplacée par celle de la figure 2 : le coffre d’expansion, au lieu d’être au centre, est en abord et il y aune citerne d’été, unique, au centre. Cette disposition, qui évite la difficulté de fendre étanche le pont inférieur au bordé, sujétion qui entraîne le tronçonnement des membrures, l’adjonction de goussets, d’une doublante et d’une cornière gouttière, a en outre l’avantage de placer la charge supplémentaire au centre. Toutefois, dans le cas où la charge supplémentaire transportée n’est pas du pétrole, on peut craindre que les infiltrations pouvant se produire sur une plus grande surface ne soient plus fréquentes ou plus abondantes et constituent une source de danger plus grande, quoiqu’à priori la construction de la citerne d’été au milieu étant moins cellulaire, cet espace paraisse plus facile à ventiler. Quoi qu’il en soit, ce type a été adopté sur un très petit nombre de navires et son usage ne s’est pas répandu.

Citernes latérales

Nous venons de voir qu’en passant du caisson d’expansion individuel au caisson continu, l’idée de dilatation du chargement liquide qui lui avait donné
Fig. 1. [Voir PDF p. 7]
Fig. 2. [Voir PDF p. 7]
plafond du caisson est continu avec le pont de la teugue, de la dunette et celui du château présente des avantages :
1° Le plafond du caisson forme une plate-forme sèche idéale pour le service du navire et l’installation des panneaux d’accès et tuyautages ;
2° Suppression du passavant ;
3° Augmentation du port en lourd ;
4° Navire moins noyé à la mer.

Cofferdams

Pour compléter la forme générale du pétrolier, nous devons dire un mot de la section longitudinale ; celle-ci est moins variable de forme, elle se ramène toujours à un certain nombre de cloisons transversales qui limitent les citernes, les cofferdams et la ou les chambres des pompes (fig. 5).
Fig. 5. [Voir PDF p. 8]
Les cofferdams sont des compartiments d’une importance capitale qui limitent les groupes de citernes et les isolent, soit des chambres de machines, soit des parties du navire affectées aux locaux d’habitation ou au chargement différent des produits pétrolifères transportés. Ils se composent de deux cloisons transversales étanches au pétrole dont l’une est une cloison de citernes ; ces deux cloisons sont distantes d'au moins deux mailles et sont reliées entre elles par une série de tôles à chaque renfort.

Position de la machine

La question autrefois fort débattue de savoir s’il était préférable de placer la machine au centre ou à l’arrière, a été en fait tranchée par la pratique devenue aujourd’hui à peu près générale de placer la machine à l’arrière.
Les défenseurs de la machine centrale donnaient comme avantage l’assiette sans différence et la plus grande facilité de ballastage, d’où une meilleure utilisation de la puissance propulsive et une moindre consommation de combustible.
Mais étant donnée la facilité avec laquelle on peut ballaster un pétrolier, la comparaison ressort tout à l’avantage de la machine à l’arrière ; cette disposition ne nécessite que deux cofferdams, un sur l’avant de la citerne AV, un sur l’arrière de la citerne AR, au lieu de quatre dans l’autre cas ; dans le cas où la machine est au milieu, il faut aménager un tunnel étanche avec manches d’aération et d’accès montant jusqu’au-dessus du pont principal ; la machine à l’arrière se prête particulièrement bien au logement de l’équipage dans l’entrepont de dunette, ce qui est avantageux pour un pétrolier généralement dur à la mer et balayé par les lames ; avec la machine au milieu, les cloisons longitudinales étant interrompues au milieu, la liaison est beaucoup moins robuste et manque de rigidité longitudinale ; même la difficulté de ballastage dans le cas de la machine Æ devient un avantage, car elle conduit à avoir un ballast AV de grande dimension, c’est-à-dire à éloigner sur l’arrière de la cloison de choc le cofferdam AV.
En résumé, l’installation de la machine à l’arrière conduit à une construction plus économique, plus robuste, et donne une capacité plus grande, cela justifie son usage à peu près universel.

Schéma d’un pétrolier moderne

On peut donc, pour résumer ce qui précède, tracer comme suit le schéma d’un pétrolier moderne (fig. 5).
Au centre, un espace divisé par des cloisons longitudinales et transversales en citernes dont une des parois est constituée par la coque ; il y a des citernes principales séparées ou non par une cloison axiale, et des citernes latérales limitées ou non par un pont inférieur.
Dans l’espace occupé par les citernes, se trouve un compartiment (quelquefois deux) qui renferme les pompes servant aux mouvements du pétrole. Aux extrémités se trouvent deux cofferdams qui séparent les citernes respectivement des parties AV et AR.
A l’avant, se trouvent des locaux et compartiments divers : cale à marchandise, puits aux chaînes, peak AV, ballast AV, etc.
A l’arrière, se trouvent les appareils servant à la propulsion et leurs auxiliaires, le peak AR, les ballasts sous moteurs, et dans l’entrepont de dunette les logements de l’équipage.
Au-dessus de la partie centrale s’élève le château renfermant les logements du capitaine et de l’état-major et la passerelle de navigation.
Un passavant sert à faire communiquer le château avec la teugue et la dunette.
Les pétroliers représentés sur les figures 14, 14 et 16 dérivent de ce schéma.

Dimensions des citernes

On a une tendance, dans le but de réduire le nombre des cloisons transversales, à augmenter les dimensions des citernes. Quelle limite doit-on assigner à ces dimensions ? On a construit avant 1908 des pétroliers dont les citernes avaient jusqu’à 10 m 50 de long ; l’expérience a montré que l’existence d’une masse mobile importante lorsque le navire rencontre du mauvais temps, a pour conséquences des ennuis sérieux : rivets ébranlés et cisaillés, matage ébranlé. Ces avaries, qui sont courantes dans la vie d’un pétrolier, se sont montrées beaucoup plus fréquentes avec des citernes dont la longueur dépassait 8 m 50 à 9 mètres. Aussi, en 1908, le règlement du Lloyd Register avait assigné comme longueur maximum des citernes celle de 8 m 50. Le règlement actuel de cette Société sur les pétroliers fixe cette longueur maximum à 9 m 15 pour les citernes principales et à 18 m 30 pour les citernes d’été.
L’American Bureau of Shipping fixe la longueur maximum à 9 m 75, le Bureau Veritas à 8 m 50.
L’effort dynamique qui se produit sur les parois de la citerne est d’autant plus grand que la masse du liquide est plus grande, mais aussi que la surface même de ce liquide est elle-même plus grande.
Le coffre d’expansion limite la surface libre du liquide ; c’est l’importance de cette surface libre qui conditionne d’une part les efforts dynamiques supportés à la mer par les parois du coffre d’expansion, d’autre part la réduction de stabilité due à la carène liquide intérieure.
Fig. 6 [Voir PDF p.10]
On sait, en effet, que lorsqu’il existe à l’intérieur d’un navire une carène liquide présentant une surface libre, la hauteur métacentrique du navire pour une inclinaison autour d’un axe XX (fig. 6) est réduite de I/V étant le moment d’inertie de la surface libre par rapport à un axe parallèle à l’axe d’oscillation et passant par le centre de gravité de la surface, V le volume du liquide.
Si l’on suppose la surface rectangulaire et que sa longueur et sa largeur soient respectivement L et l, on sait d’autre part que I = L²/12. On voit donc que si L est divisé par p, l’influence sur la stabilité de la carène liquide est divisée par p ; si l est divisée par p, l'influence sur la stabilité de la carène liquide est divisée par p³. On voit, en outre, que si la surface libre de largeur l est fractionnée, c’est-à-dire remplacée par p surface de largeur l/L, le moment d’inertie i de chacun étant i = L X l³/12 X P = l/P, la réduction de hauteur métacentrique devient P X i/V = 1/p² X 1/V. On voit par là tout l’intérêt qu’il y a, d’une part, à réduire la surface libre du liquide en la limitant au coffre d’expansion ; d’autre part, à cloisonner longitudinalement le navire, ce qui améliore la stabilité, notamment lorsque au cours du remplissage, de la vidange ou pour toute autre raison, le niveau dans la citerne n’atteint pas le coffre d’expansion.
Le volume du coffre d’expansion est d’environ 13 % de celui de la citerne. La hauteur est de 8 feet (2 m 40). Il est recommandable de ne pas dépasser pour la largeur du coffre d’expansion six dixièmes de celle des citernes. En pratique, on adopte généralement la moitié. En outre, on cherche très souvent à réduire encore les effets d’inertie du chargement liquide par l’adjonction de tôles de roulis, ajourées, disposées dans le sens longitudinal et dans le sens transversal (il faut également éviter de remplir les citernes à la mer pour ballaster par mauvais temps.
Toutefois, l’excès de stabilité peut devenir un défaut, car il entraîne à la mer des rappels assez durs et, à ce point de vue-là, les formes à trois compartiments qui ont une hauteur métacentrique suffisante mais moindre que celles à citernes d’été, sont préférables.

Systèmes de construction

Système transversal
Jusqu’en 1908, les pétroliers comme les autres navires d’ailleurs étaient exclusivement construits dans le système transversal, le type le plus généralement employé étant le système à porques. Dans ce système, qui est représenté sur la figure 9, le bordé est supporté par les porques et les serres, le fond est supporté par les varangues et les carlingues, les cloisons transversales et longitudinales par des porques et des renforts en U. Les porques sur le bordé sont dans le même plan que les porques sur les cloisons longitudinales, elles sont reliées au niveau du pont inférieur par des forts barrots qui en font des éléments efficaces de la résistance transversale. Les serres sur le bordé sont dans le même plan que les renforts horizontaux sur les cloisons et forment ensemble une section horizontale rigide autour de la muraille des citernes.
Les carlingues sont alignées avec les porques sur les cloisons transversales. Des goussets servent à assembler rigidement entre eux ces divers éléments. Les membrures transversales sont continues et les membrures longitudinales sont intercostales entre les transversales ou découpées au passage de celles-ci lorsque ce sont des profilés simples.
Ce que nous venons de dire de la façon dont le bordé et le fond d’un pétrolier sont supportés dans le système transversal, ne serait pas exact pour un cargo ordinaire construit dans le même système. Dans un tel navire, en effet, le bordé est supporté par les membrures et le fond par les varangues. Mais dans un pétrolier, par suite de l’existence de cloisons transversales relativement rapprochées, les serres et les carlingues agissent pratiquement de la même façon que les membrures et les varangues, et toutes proportions gardées, la résistance et la rigidité d’un pétrolier transversal sont double de celle d’un navire ordinaire dont les cloisons sont éloignées.
Nous voyons ainsi que dans le cas d’un pétrolier le système de construction transversale n’est pas, en réalité, exclusivement transversal et qu’il fait déjà participer au travail de la charpente des éléments de rigidité longitudinale. Il est toutefois incontestable qu’une prépondérance est donnée dans ce système de construction à la rigidité transversale.
Système longitudinal Isherwood
C’est en 1908 que M. Joseph Isherwood Bart imagina le système longitudinal de construction.
La figure /4 donne les coupes longitudinales et la figure 10 la vue transversale perspective et le détail de construction des cloisons du pétrolier le Loing de 118 mètres X 15 m 42 X 9 m 26, construit en 1927 aux Ateliers et Chantiers de la Seine maritime pour la Marine nationale.
Le système Isherwood comprend une série de membrures transversales (porques et hautes varangues) largement espacées qui constituent avec les barrots un cadre vertical rigide supportant le bordé, le pont et le fond. Ces membrures transversales sont évidées pour permettre le passage de renforts longitudinaux continus ; ces renforts longitudinaux sont interrompus aux cloisons où ils sont rigidement attachés par des goussets, ceux du fond et du pont à ces cloisons et à leurs renforts verticaux, ceux du bordé aux renforts horizontaux.
Les longitudinaux sont des profilés à âme longue doués d’une grande inertie. On voit que, dans ce système comme dans le système transversal, la charpente participe à la fois à la rigidité transversale et à la rigidité longitudinale du navire, mais alors que dans le système transversal ce sont les membrures transversales qui sont continues, dans le système Isherwood, ce sont les membrures longitudinales. Il y a donc dans ce dernier système une prépondérance de la rigidité longitudinale.
Le système longitudinal est particulièrement approprié à la construction des pétroliers car si, dans l’application de ce système à un navire ordinaire, on a pu objecter que la résistance aux effets du roulis était insuffisamment assurée, ici, par suite du faible espacement des cloisons transversales et des porques, la résistance transversale est pratiquement aussi abondamment assurée que dans le système transversal.
Fig. 7 [Voir PDF p. 13]
Fig. 8 [Voir PDF p. 13]
D’autre part, en général, dans un cargo ordinaire, la machine étant située au centre, la présence d’un compartiment à grande flottabilité dans cette région fait que le maximum d’effort tranchant se produit lorsque le navire est supporté en son milieu par une lame (fig. 7).
Dans un pétrolier, au contraire, la machine étant généralement située à l’arrière, les compartiments à grande flottabilité sont aux extrémités et le maximum d'effort tranchant a lieu lorsque le navire est supporté par deux lames à chacune de ses extrémités (fig. 8). Les efforts supportés ont la même valeur dans les deux cas, mais dans le premier cas, ils se traduisent par une traction dans la région du pont au milieu, tandis que, dans le second, ils se traduisent par une compression dans celte même région. Or, il est assez difficile d’obtenir une résistance satisfaisante à la compression dans le bordé de pont. Sur les navires qui sont soumis à ce genre d’efforts, on y arrive généralement par l’adjonction d’histoires intercostales et il est clair que, dans le cas de la construction longitudinale, la présence des renforts longitudinaux sous le bordé de pont est une condition très favorable à cette résistance (signalons ici, en passant, puisque nous avons dit que le maximum d’efforts pour un pétrolier se produisait lorsqu’il est supporté à ses deux extrémités par une lame, qu’il y aura lieu, si pour des raisons de chargement ou de ballastage, certaines citernes doivent demeurer vides, de placer ces citernes aux extrémités et non au milieu).
Comparaison entre le système transversal et le système longitudinal
On a opposé d’une façon catégorique le système transversal au système longitudinal et s’il est exact que sur un cargo ordinaire le mode de construction peut être purement longitudinal ou purement horizontal, j’insiste sur le fait qu'il n’en est pas de même dans un pétrolier, et ceci tient à l’existence de cloisons transversales qui sont relativement rapprochées dans ce type de navires. L’existence de ces cloisons a pour effet d’augmenter l’efficacité des longitudinaux dans la construction transversale et l’efficacité des transversaux dans la construction longitudinale.
La différence entre les deux systèmes devient donc en réalité beaucoup moins grande que ne le font supposer a priori leur dénomination. Ce qu’on peut dire, c’est que le système Ishervvood est plus longitudinal que transversal, et un pétrolier ayant du fait de la présence de ses cloisons transversales une surabondance de rigidité transversale, il est évident que le système Isherwood donnant à l’armature une prépondérance de rigidité longitudinale est tout à fait approprié pour ce type de navires et, en fait, la grande majorité des pétroliers sont construits dans le système longitudinal.
En 1913, 76 % des navires en construction étaient du système Isherwood. Au début de 1926, il y avait en service dans le monde entier six cent quatre-vingt-seize pétroliers construits dans le système Isherwood représentant au total la grande majorité du tonnage en service.
Dans le système Isherwood, nous avons vu que les longitudinaux du fond sont, dans le but de répartir les efforts, attachés aux cloisons par des goussets. Cette disposition permet de supprimer les larges goussets qui, dans le système transversal, sont installés au pied des cloisons. L’adoption de profilés longitudinaux à grande inertie permet dans la pratique de supprimer les serres, et le système Isherwood conduit avec une meilleure résistance à une économie de poids très appréciable dans la construction. Les goussets attachés sur les cloisons sont généralement la source et le siège d’ennuis fréquents, tels que rivets ébranlés et arrachés. C’est, en effet, en ces points que se trouve localisé le maximum des efforts supportés par la poutre. Cet inconvénient est moins marqué avec le système Isherwood puisque l’importance des goussets est moins grande et que l’existence de hautes varangues change la répartition des efforts et diminue leur valeur aux extrémités encastrées des renforts longitudinaux.
Les principales objections qui ont été faites au système Isherwood sont relatives, d’une part à la construction, d’autre part à la facilité de pompage. Dans le système transversal, le montage commence par les varangues qui sont réglées, puis, ensuite, les membrures transversales que l’on règle et que l’on attache avec des rubans d’acier.
Fig. 9 et fig. 10 [Voir PDF p. 15]
Dans le système Isherwood, il faut d’abord monter les cloisons, les régler et monter ensuite les membrures longitudinales. Le maintien des cloisons en position et la mise en place des longitudinaux, particulièrement aux points d’attache avec les transversaux, sont des opérations plus difficiles que la première manière. Une autre difficulté dans la construction Isherwood réside dans le formage des profilés longitudinaux, particulièrement aux extrémités du navire. Aussi, en général, lorsque le système Isherwood est appliqué, on borne son emploi à la région des citernes ; la partie AV et la partie AR (c’est-à-dire puisque la machine est généralement à l’arrière, à partir de la cloison AV du compartiment de la machine) sont plus souvent construites dans le système transversal.
En ce qui concerne le pompage, lorsqu’on a dans les citernes une huile un peu lourde, la présence des longitudinaux, surtout ceux du fond, gène l’accès du liquide à la crépine d’aspiration. On ménage généralement dans les membrures, goussets, etc., surtout dans ceux du fond, des anguillers rectangulaires de 75 millimètres X 25 millimètres aussi près que possible du talon de la cornière.
Dans l’un ou l’autre des systèmes de construction, l’efficacité des longitudinaux dépend naturellement de la façon dont ils sont attachés aux cloisons et de l’espacement de ces cloisons. Leur action est d’autant moins efficace pour un échantillon donné que les cloisons sont plus éloignées.
On voit donc que, alors que les grandes citernes conduisent à un accroissement des effets dynamiques d’inertie, elles entraînent d’autre part une réduction de la résistance de la charpente à ces effets, ou pour une même résistance exigent un échantillonnage plus fort. C’est donc une raison qui s’ajoute à celles que nous avons déjà énumérées pour limiter la dimension des citernes.
Dans tous les cas aussi, l’existence d’une ou plusieurs cloisons longitudinales est importante, elle réduit les dimensions transversales des citernes, renforce les cloisons transversales dont on peut diminuer le renforcement par suite de la réduction de surface soumise aux efforts. En général, les cloisons longitudinales et les cloisons transversales, sauf celles contiguës aux cofferdams, ne supportent pas de pression statique puisqu’elles ont du liquide des deux côtés, mais elles doivent être construites pour supporter cette pression en cas de chargement partiel.
En dehors du système transversal pur et du système longitudinal pur, il existe plusieurs autres systèmes de construction qui participent à la fois de l’un et de l’autre, ceci corrobore d’ailleurs l’opinion que nous venons d’émettre qu’il n’y a pas opposition entre ces deux systèmes.
Système Millar
Ce système, dont on peut voir le dessin sur les figures 11 et 15 (coupe transversale, perspective, détail de cloison et coupes longitudinales du pétrolier Orkanger de 139 mètres X 18m 10 X 10 m 60, 10.600 tonnes de port, au tirant d’eau de 7 m 60, construit eu 1928 aux Ateliers et Chantiers de la Seine maritime pour MM. Westfal Larsen et C^ie, A/S, à Bergen) emploie la construction transversale pour les côtés et la construction longitudinale pour le fond et les ponts.
Fig. 11, fig. 12 et fig. 13 [Voir PDF p. 17]
Système Poster King
Dans ce système, on utilise la construction transversale pour les côtés et pour les fonds, mais les carlingues sont continues entre les cloisons auxquelles elles sont attachées solidement par des goussets.
L’obstruction à l’écoulement du liquide vers la crépine est beaucoup moins grand que dans le système Isherwood. Dans ce système, on commence par monter le bordé du fond, puis les carlingues qui sont réglées et boulonnées, puis les membrures latérales, et le travail se poursuit comme pour un navire transversal ordinaire. Il y a une économie de poids par rapport au système transversal, mais elle est moins grande que dans le cas de la construction Isherwood. Elle peut être estimée approximativement au tiers de cette dernière.
Système sms goussets (Isherwood Braeketless)
Sir Joseph Isherwood Bart a imaginé récemment un procédé de construction qui dérive directement de son premier système, mais dans lequel les goussets sont supprimés. Les longitudinaux sont disposés comme à l’ordinaire, mais sont interrompus au passage des cloisons. Ils ne sont attachés par des goussets, ni aux cloisons ou à leurs renforts, ni au bordé, ni au pont (fig. 12, coupe transversale perspective et détail de cloison).
La diminution de rigidité qui en résulte est compensée par de hautes varangues et des renforts en tôles et cornières sur les cloisons, ainsi que par des doublantes sur le bordé et sur le pont. Les hautes varangues, au lieu d’être également réparties sur la longueur de la citerne comme dans le cas du système Isherwood ordinaire, sont espacées suivant la loi 7, 10, 7 ; par exemple, pour une citerne de 30 feet (9 m 15) de long dans la construction Isherwood ordinaire, les trois varangues seraient espacées entre elles et des cloisons de 10 feet, c’est-à-dire 3 m 050. Dans la construction Braeketless, elles sont respectivement à 2 m 66, 3 m 81, 2 m 66. Cette disposition a pour effet de déplacer la position de l’effort maximum et de l’éloigner des cloisons. Les hautes varangues sont, de plus, augmentées. En outre, pour que la rigidité des longitudinaux soit la môme, il faut augmenter leur inertie dans le rapport des carrés de 12,5 et de 10, c’est-à-dire de 50 %. Ce mode de construction est sensiblement plus lourd (environ 1 %) que le système Isherwood. Il a pour avantage de supprimer les goussets et par conséquent toutes les avaries dont, ainsi que nous l’avons vu, ces derniers sont le siège.
Comme conséquence, le prix de l’entretien, des réparations et des nettoyages sont réduits. Le prix de la construction est probablement légèrement diminué aussi, car dans le système Isherwood ordinaire les goussets et leurs attaches entraînent une dépense de main-d’œuvre élevée.
Fig. 14 [Voir PDF p. 19] Pétrolier le Loing, 6.000 tonnes de port en lourd, construit pour la Marine militaire française.
Fig. 15 [Voir PDF p. 20] Pétrolier Orkanger, de 11.000 tonnes de port en lourd.
Fig. 16 [Voir PDF p. 21] Type de pétrolier de 10.500 tonnes de port en lourd.
Sir Joseph Isherwood Bart a fait construire sur ce principe par Palmers Shipbuilding and Iron Co. Ltd. un pétrolier dont les dimensions sont : 131 mètres X 17 m 60 X 10 m 40 de 7.200 tonneaux de jauge portant 11.000 tonnes au tirant d’eau de 8 m 15. Ce navire, acheté au cours de la construction par la British Tanker Co. Ltd., a reçu le nom de British Inventor et est entré en service en 1926. Son exploitation s’est révélée satisfaisante et à la fin de 1927, cinq pétroliers dont l’un de plus de 12.000 tonneaux de jauge construits dans le système Bracketless étaient en service, vingt-quatre représentant 200.000 tonneaux de jauge environ étaient en construction.
Système longitudinal continu
Le système qui a été breveté sous ce nom par MM. Curchin et Watson est une modification du système Isherwood dans lequel les goussets sont supprimés et remplacés par une tablette horizontale rivée aux longitudinaux. Deux dispositions ont été proposées par l’inventeur : dans l’une (fig. 17), la tablette est continue et ininterrompue au passage de la cloison à laquelle elle sert de fondation.
Fig. 17 [Voir PDF p. 22]
Une pièce en double T en tôles et cornières ou un profilé de même forme sert de remplissage entre la tablette et le bordé ; dans la deuxième disposition (fig. 18), la cloison est ininterrompue du bordé au pont, la tablette est en deux parties s’attachant sur la cloison de part et d’autre par des fers à T. La caractéristique de ce système est d’essayer de ne pas interrompre la liaison longitudinale au passage de la cloison, et la disposition décrite donne un ligne neutre beaucoup plus continue que dans le cas du gousset, Cette disposition serait en outre un peu plus légère que la disposition longitudinale ordinaire et, en supprimant les goussets, elle supprime en partie les inconvénients que nous avons signalés.
Fig. 18 [Voir PDF p. 23]
Remarque. — Le système longitudinal Bracketless et le système longitudinal continu sont susceptibles, comme le système longitudinal ordinaire, d’être combinés avec le système transversal (les figures RI et 16 donnent la coupe transversale perspective, détail de cloison et coupe longitudinale de deux pétroliers de 128 mètres X 19 m 80 X 10 m 05 portant 10.200 tonnes système longitudinal continu et transversal combiné en construction aux Ateliers et Chantiers de la Seine Maritime pour l'Anglo Saxon Petroleum Co. Ltd.).

La mise en œuvre des matériaux

Nous avons dit plus haut comment on procède au montage du navire dans le cas des différents systèmes de construction.
Les matériaux après avoir été usinés, montés et réglés sont assemblés. Le nombre des boulons d’assemblage est plus élevé que dans la construction ordinaire, généralement un boulon pour trois trous de rivets. L’efficacité du rivetage est une chose très importante pour un pétrolier, il faut que les trous de rivets tombent bien en regard, qu’ils soient débarrassés des écailles de poinçonnage et de perçage et que le rivet remplisse parfaitement son logement ; la qualité du rivetage d’un pétrolier doit être comparable à celle d’une chaudière.
On effectuera le maximum de rivetage et de matage avant montage des matériaux. C’est ainsi que les cornières d'attache des goussets, cornières de jonction avec les longitudinaux, cornières d’attache au bordé seront rivées à l’avance sur les transversaux.
Fig. 19 [Voir PDF p. 24]
Les renforts horizontaux seront rivés à l’avance sur les virures des cloisons transversales. Quand on le peut, on rive à l’avance les goussets sur les longitudinaux. Dans le cas général, les cornières d’attache des cloisons transversales au bordé empêcheraient la mise en place des longitudinaux ainsi assemblés. Pour permettre cette mise en place, on remplace le bout de cornière à ailes égales de 90 X 90 qui reçoit le gousset sur la cloison par un bout de cornière à ailes inégales de 90 X 190, ce qui a pour effet d’écarter de la cloison la ligne de rivetage du gousset et de permettre à ce dernier de parer la cornière de pied de la cloison. Le poids supplémentaire introduit par l’augmentation d’une des ailes de la cornière est compensé par une diminution correspondante dans le poids du gousset.
La quantité de rivetage qu’on peut faire préalablement au montage dépend évidemment des possibilités de levage du chantier. 11 arrive qu’on monte ainsi des cloisons entières rivées et matées avec leurs renforts également rivés et matés. On doit, en tout cas, faire le maximum de rivetage et de matage avant le montage des matériaux à bord ; on y gagne toujours en qualité. Le rivetage ainsi effectué l'est au moyen de riveuses mécaniques à mâchoires actionnées hydrauliquement ou pneumatiquement, procédé qui donne un rivetage bien supérieur à celui effectué à bord au marteau pneumatique ou à la main (l’emploi du rivetage à main est devenu maintenant tout à fait exceptionnel).
Les cornières d’attache des goussets au centre et sur les côtés dans les navires transversaux sont matées tour à tour des deux côtés de la cloison. Dans les navires longitudinaux, on mate le talon et le pied de la cornière. On évite le plus possible le rivetage en trois épaisseurs. C’est ainsi qu’on remplace, quand on le peut, dans l’attache des éléments de tôlerie, deux cornières adossées par un T. Toutefois le rivetage en trois épaisseurs est employé partout où il est nécessaire.
Autrefois, pour l’éviter, on renversait la position des bouts de cornière de jonction de part et d’autre d’une tôlerie étanche (fig. 20-A), cette pratique avait pour effet de soumettre l’assemblage à des tensions dissymétriques sous l’effet de l’action alternative du chargement liquide. La disposition de la figure 20-B, bien qu’étant à trois épaisseurs, est de beaucoup préférable.
Fig. 20 [Voir PDF p. 25]
Dans le cas où les matériaux sont assemblés par un rivetage à trois épaisseurs, on doit autant que possible l’effectuer préalablement au montage à bord. De plus, il est de pratique courante de poinçonner les trous de rivets quelquefois dans les trois épaisseurs, quelquefois seulement dans l’épaisseur du milieu à un diamètre plus petit que celui du rivetage ; ces trous sont alésés une fois les matériaux assemblés et boulonnés. On doit veiller à ce que les matériaux assemblés collent bien entre eux avant le rivetage et cela sans aucune interposition de matières plastiques ou autres. Il n’v a qu’un moyen d’assurer l’étanchéité au pétrole, c’est en effet d’avoir un bon collage, un bon rivetage et un bon matage. L’étanchéité au pétrole est, comme on le sait, très difficile à réaliser, étant donné l’extrême fluidité de ce liquide ; il n’est pas rare que des fuites se révèlent dans un récipient contenant du pétrole alors que ce récipient était parfaitement étanche avec de l'eau.
De plus, alors que l’étanchéité à l’eau s’améliore après un certain temps de service par suite du foisonnement que produit l’oxydation du métal, il n’en est pas de même lorsque le liquide contenu est un produit pétrolifère, en particulier les huiles légères, naphte, gazoline, benzine, qui, ayant une très grande fluidité et un pouvoir dissolvant considérable, arrivent à trouver leur chemin au travers des fuites les plus imperceptibles.
De plus, lorsque le pétrolier est utilisé au transport de ces huiles légères, la tôle se trouvant soumise aux actions alternatives oxydantes de l’eau et de l’air et décapante de l'huile, est rapidement altérée au point d’avoir une épaisseur réduite ; aussi, généralement, un navire n’est utilisé au transport des huiles légères que lorsqu’il est neuf, et on prévoit souvent pour ces navires un échantillonnage plus fort qu'il ne serait nécessaire.
En outre, il n’est pas utilisé pendant très longtemps à ce trafic et, dès qu'il présente des traces sérieuses d’altération et une diminution importante d’épaisseur, c’est-à-dire au bout d'une dizaine d’années, on l’utilise au trafic des huiles lourdes. Dans ce dernier cas, au contraire, l’huile transportée laisse toujours un dépôt gras sur la surface des matériaux, qui se trouve ainsi protégée de l’oxydation ultérieure.
Lorsqu’une pièce de tôlerie est attachée sur une paroi étanche par une cornière simple, il faut avoir la précaution de couper la tôlerie à une distance suffisante du talon de la cornière pour permettre le matage de ce dernier. Néanmoins le matage du talon de la cornière est une opération qui ne présente pas toute garantie au point de vue de l’étanchéité, et il est bien préférable de remplacer les cornières simples dans l’attache des pièces de tôlerie des parois étanches, par un fer à T dont on mate les deux ailes ce qui est beaucoup plus efficace.
Les compartiments destinés à contenir du pétrole sont essayés sur cale avant le lancement ou après dans un bassin ou sur un dock. Le compartiment est rempli d’eau et une pression est obtenue en surmontant le compartiment d’une colonne d'eau d’une certaine hauteur, 2 m 40 au-dessus des panneaux (il faut prévoir des consolidations extérieures dans le but d’éviter les déformations de la coque au cours de l’essai). Malgré tous les soins apportés dans l’exécution du rivetage et du matage, il arrive quelquefois que l’on ait à effectuer des reprises locales de matage.
Enfin, dans certains cas tout à fait exceptionnels, il peut arriver que l’on ne puisse réaliser l'étanchéité parfaite par simple matage ; dans ce cas, on emploie des produits spéciaux tels que le ciment Permac ou le vernis Festinol qui, injectés sous pression dans les parties à étancher, en remplissent les moindres cavités et qui durcissent très rapidement en donnant une laque insoluble dans le pétrole.
On devra considérer comme tout à fait exceptionnel l’emploi de matières plus ou moins plastiques : papier goudronné ou autre, dans l’assemblage les matériaux d’acier, car si ces procédés permettent toujours d’obtenir sur cale l’étanchéité satisfaisante des citernes, il ne faut pas oublier qu’un pétrolier est soumis à la mer à des efforts considérables qui font travailler sa charpente, particulièrement, ainsi que nous l’avons vu dans les assemblages de cloisons, et des défauts d’étanchéité peuvent se révéler à la suite de ces efforts. D’ailleurs, quelle que soit la perfection de l'exécution du travail, les efforts supportés à la mer font que des fuites aux assemblages sont devenues courantes dans ces navires sur lesquels ou a constamment du rivetage et du matage à reprendre. La figure 19 montre le détail de l’attache d’une cloison transversale au bordé et à la cloison longitudinale. La figure 21 indique des types de rivets utilisés dans la construction des pétroliers ; on utilise aussi quelquefois en Allemagne comme rivets de simples barres d'acier qui sont rivées hydrauliquement et bouterollées dans des trous fraisés de part et d’autre.
Fig. 21 [Voir PDF p. 27]
Les règles des sociétés de classification
Les sociétés de classification ont édité pour la construction dé navires destinés au transport en vrac du pétrole, des règles spéciales. Ces règles consacrent en quelque sorte de façon officielle la plupart des points que nous avons dégagés.
Nous donnons par exemple, ci-dessous, les points essentiels que l’on rencontre dans les règles édictées par le Lloyd’s Register of Shipping et qui sont à peu près les mêmes que celles du Bureau Veritas : les règles sont établies pour des navires construits suivant le système longitudinal, ayant une cloison axiale et un coffre d’expansion continus et une hauteur d’entrepont standard de 8 feet (2 m 40) ; tout autre système de construction pourra être approuvé s’il offre une résistance équivalente, notamment la forme à deux cloisons latérales ; les systèmes Miller, Poster King, Bracketless et Curchin ont également l’approbation du Lloyd’s Register. La machine est supposée placée à l’arrière. La longueur des citernes principales ne doit pas excéder 30 feet (9 m 15), celle des citernes d'été 60 feet (18 m 30). La largeur du caisson d’expansion ne doit pas dépasser 60 % de celle du navire, à moins d'arrangements spéciaux approuvés. Des cofferdams doivent être aménagés aux extrémités N et ,H de l’espace réservé aux citernes. Us ne doivent pas avoir moins de 3 feet (915 millimètres) de long et doivent s’étendre depuis la quille jusqu’au sommet du caisson d’expansion. Les navires doivent avoir une teugue et une dunette, celle-ci recouvrant de façon adéquate le compartiment de la machine. Il n’est pas nécessaire de cimenter les compartiments destinés au transport du pétrole. Le diamètre de la mèche du gouvernail doit être de 10 % supérieur à celui exigé par les règlements pour les navires en acier ordinaire, et tous les éléments du gouvernail doivent être accrus en proportion. Le pont inférieur doit être continu et prolongé dans les cofferdams. Une tablette doit être disposée sur les cloisons, au niveau du pont inférieur. La cloison axiale est continue à travers les citernes, cofferdams et chambres des pompes, et elle s’étend de la quille jusqu’au sommet du caisson d’expansion. Cette cloison est étanche au pétrole, sauf dans les cofferdams et chambres des pompes.
Lorsque le creux dépasse 28 feet (8 m 55), l’épaisseur des deux virures supérieures de cette cloison doit être accrue dans une certaine proportion, la virure inférieure est également accrue. Les parois du caisson d’expansion sont continues à travers les cofferdams. A l’arrière, on doit réaliser la continuité de ces éléments avec le tambour des machines et, à l’avant, ils décroissent et disparaissent. Les panneaux d’accès seront aussi larges que possible et autant que possible décroisés. A l’arrière et à l’avant des citernes, cofferdams et pompes, le système de construction peut être longitudinal, transversal ou combiné. Des précautions spéciales doivent être prises lorsqu’on passe du système longitudinal au système transversal pour assurer la rigidité du navire dans la région du décrochage.
Les abouts du bordé sont rivés à deux rangs au moins ; lorsque la longueur du navire est comprise entre 135 mètres et 142 m 50, ils sont espacés de trois diamètres et demi ; lorsqu’elle est comprise entre 142 m 50 et 150 mètres, trois abouts doivent être à trois rangs et espacés à quatre diamètres ; lorsqu’elle est comprise entre 150 mètres et 157 m 30, trois abouts, et lorsqu’elle est comprise entre 157 m 50 et 165 mètres, quatre abouts doivent être à trois rangs, et espacés à trois diamètres et demi. Le bordé de pont est rivé à deux rangs ainsi que les cornières gouttières des deux ponts et les cornières attachant le coffre d’expansion. Les abouts et les joints de la cloison centrale sont rivés à deux rangs (sauf la virure inférieure qui est rivée à trois rangs) ainsi que les cloisons des coffres d’expansion et les cloisons transversales.
Dans toutes les parties étanches au pétrole, les trous des rivets doivent être fraisés, le poinçonnage, le fraisage et l’assemblage des trous en regard doit être soigné, s’il y a lieu les trous sont alésés. L’étanchéité sera obtenue autant que possible par collage et matage, l’emploi des matières plastiques sera évité. Chaque compartiment à huile doit être rempli séparément et éprouvé sous pression sur cale ou dans un dock, la pression d’essai étant celle d’une colonne d’eau de 8 feet (2 m 40) au-dessus du point le plus haut du coffre d’expansion ou du pont dans le cas des citernes d’été.
Les cofferdams doivent être essayés par remplissage jusqu'au sommet du panneau. Les pompes à pétrole doivent être enfermées dans des cloisons étanches et aucune communication n’est permise avec les compartiments des machines. Elles doivent être distinctes des pompes pour le service des water-ballast. Les tuyaux de ballast ne doivent pas traverser les compartiments destinés à contenir de l’huile, ni les tuyaux de pétrole les ballasts à eau.
Les règles du Registre de classification permettent en outre de déterminer les échantillons des matériaux, leur mode d’attache, le diamètre, le nombre de rangs et l’espacement des rivets. Les tables qui renferment ces éléments ont été établies, à l’origine, par des comparaisons locales de résistance et de fatigue des matériaux, en faisant certaines hypothèses sur la façon dont ces matériaux travaillent et avec le souci de ne pas dépasser un taux déterminé dans chaque cas pour la fatigue du métal.
Par la suite, l’expérience obtenue par l’observation d’un nombre considérable de navires pétroliers classés par les sociétés de classification a permis d’améliorer ces règles en les basant sur des données empiriques.

Les installations relatives au chargement liquide
Tuyautages et pompes

Le chargement et le déchargement d’un pétrolier sont assurés par des pompes destinées uniquement à cet usage et situées dans une chambre des pompes comprise, ainsi que nous l’avons dit plus haut, dans la partie du navire réservée aux citernes.
Il n’est, en effet, pas possible sur des navires dont le creux dépasse souvent 9 mètres, d’aspirer dans le fond des citernes avec des pompes placées sur le pont ou à terre. Afin de réduire la hauteur d’aspiration qui leur est imposée lorsque le niveau dans les citernes est bas, les pompes sont placées à la partie inférieure du navire. Le service du pétrole est défini le plus généralement par la nécessité de satisfaire aux conditions suivantes :
« Les pompes sont disposées pour pouvoir aspirer à la mer, par-dessus bord ou dans une citerne quelconque, et refouler dans une citerne quelconque, pardessus bord des deux côtés en refoulant des qualités d’huile différentes et refouler également à travers la prise d’eau. En outre, on dispose un tuyautage qui débouche juste au-dessus du niveau de la flottaison en charge pour permettre d’aspirer et de refouler dans un chaland. Enfin on prévoit, dans un certain nombre de citernes, un remplissage direct du pont par gravité. »
Schéma de tuyautage, service pétrole
Fig. 22 [Voir PDF p. 30]
Fig. 23 [Voir PDF p. 30]
Fig. 24 [Voir PDF p. 30]
La réalisation de ces conditions conduit à avoir deux collecteurs principaux courant sur toute la longueur des citernes et deux pompes avec des vannes et des tuyautages disposés convenablement ; les pompes sont reliées entre elles par des traverses d’aspiration et de refoulement. Les deux pompes sont nécessaires pour pouvoir refouler des deux bords des qualités d'huile différentes, en outre l’une peut servir de rechange à l’autre. On rencontre évidemment toutes sortes de dispositions de tuyautages qui peuvent répondre à des besoins spéciaux tels que transports d’huile de plusieurs qualités différentes ou à des exigences particulières d’armateurs, mais la disposition la plus générale répond à ce que nous venons de dire et comprend deux collecteurs dans le fond des citernes.
On trouve dans le système à deux collecteurs deux dispositions différentes : celle représentée sur la figure 22, dans laquelle il y a deux collecteurs distincts ayant chacun une aspiration dans chaque citerne des deux bords ; celle représentée sur la figure 23, dans laquelle les deux collecteurs reliés par des traverses convenables forment un anneau, chaque collecteur n’ayant qu’une aspiration dans la citerne qu’il traverse.
La première est la plus répandue, quoique plus lourde et plus chère, elle permet de réaliser plus complètement et plus aisément tous les mouvements qu’on peut avoir à faire avec le chargement liquide. Elle permet d’aspirer ou de refouler de l’huile dans n’importe quelle citerne pendant que l'on pompe de l’eau dans une autre quelconque. Elle n’exige pas de vannes d’arrêt de cloison qui sont des pièces faibles des collecteurs et elle permet l’usage d’un collecteur si, pour une raison quelconque, l’autre était en avarie. (Toutefois, bien qu’en principe on puisse s’en dispenser, en fait on dispose toujours des vannes d’arrêt de cloison en fonte dans le but de limiter à une seule citerne les conséquences d’une avarie possible à la coque ou au tuyautage.)
Dans la seconde, qui est moins chère et moins lourde, les vannes d’arrêt à chaque cloison sont indispensables ; étant donné leur importance, il est d’ailleurs prudent de les faire en acier moulé dans ce cas. Ce système ne permet pas de pomper simultanément de l’eau dans une citerne quelconque et du pétrole dans une autre quelconque, il peut prêter à de fausses manœuvres.
La figure 24 montre une variante du premier système avec traverse, vanne maîtresse dans chaque citerne, appliquée à un navire à trois compartiments.
La crépine d’aspiration (fig. 26) doit être placée au point le plus bas du compartiment, l’orifice perforé étant à une très faible distance du fond du navire : 15 millimètres environ. La surface utile de la crépine doit être au moins double de celle du tuyautage. La surface des vannes doit être égale à celle du tuyautage. Le collecteur dont le diamètre intérieur est généralement de 300 millimètres, se compose de tuyaux en fonte de 15 millimètres d'épaisseur environ, assemblés entre eux et avec les diverses pièces du tuyautage par des brides et des raccords en T (fig. 32), en Y (fig 33) ou en U.
Fig. 25, fig. 26 et fig. 27 [Voir PDF p. 32]
Il est disposé aussi bas que possible, généralement il est placé sur les varangues et quelquefois il les traverse. Il convient que la hauteur de l’axe du collecteur au-dessus du fond ne dépasse pas 1 m 80, ce qui a d’ailleurs l’avantage de réduire le plus possible la longueur du tuyautage d’aspiration de la crépine.
Les fouloirs d’expansion (fig. 27) sont disposés pour permettre au collecteur de se dilater et aussi de suivre librement les mouvements de flexion du navire à la mer. Le nombre et l’emplacement de ces fouloirs d’expansion dépendent de la forme et de la longueur du tuyautage.
Fig. 28 [Voir PDF p. 33]
Fig. 29 [Voir PDF p. 33]
Fig. 30 [Voir PDF p. 33]
Le collecteur traverse les cloisons étanches dans des pièces spéciales en fonte qui sont rivées à la cloison (fig. 30). Le collecteur est supporté par des chaises en fonte (fig. 29).
Les vannes (fig. 31) situées sur le collecteur de pétrole sont manœuvrées du pont au moyen d’une tige ou d’un volant.
Le tuyautage doit être établi de telle façon qu’il se produise un écoulement naturel dans les citernes lorsque toutes les vannes sont ouvertes. On doit éviter les parties en siphon ou en pot et, s’il en existe, les munir de purges convenablement disposées.
L’arrangement de la chambre des pompes est une chose assez délicate. S'il y a plusieurs façons de disposer les tuyautages pour atteindre le but proposé, toutes ne sont pas également satisfaisantes. Une condition qu’on ne doit pas perdre de vue dans l’aménagement de la chambre des pompes, c’est que les pompes sont situées au fond d’un compartiment étroit, profond, par conséquent très mal éclairé et où l’amplitude des mouvements ne peut être que réduite.
Il est bon, en particulier, de disposer les parquets de niveau. On doit rendre possible le démontage des tiges de piston, la visite des presse-étoupes ; les vannes situées sur les pompes devront, autant que possible, pouvoir être manœuvrées du parquet des pompes. Les échelles seront disposées de façon que leur nombre soit aussi réduit que possible. La ventilation de la chambre des pompes comme d’ailleurs des cofferdams doit être assurée avec soin.
Le pétrole est refoulé par les pompes dans des tuyautages montant verticalement jusqu’au pont, et à la sortie des pompes on dispose généralement sur le refoulement un ou deux filtres. Arrivé sur le pont, le pétrole se répartit dans un ou deux collecteurs de pont en fonte ou en acier étiré sur lesquels sont disposés des branchements permettant de réaliser toutes les opérations désirées dans le chargement ou le déchargement du pétrole au moyen de traverses, barillets tubulures sur lesquels on fixe des raccords réducteurs destinés à recevoir des tuyautages flexibles de fort calibre qui vont par-dessus bord jusqu’à terre. (C’est ainsi que le pétrolier le Loing, prévu pour ravitailler les bâtiments d’escadre, possède un tuyautage de pont très développé).
Fig. 31 [Voir PDF p. 34]
Fig. 32 [Voir PDF p. 34]
Fig. 33 [Voir PDF p. 34]
La disposition des pompes à bord du navire montre que lorsque le déchargement est terminé, le tuyautage de refoulement du bord reste plein. Pour empêcher le retour de ce liquide dans les citernes, le tuyautage est quelquefois purgé dans la cale de la chambre des pompes ou dans un puits disposé à cet effet, et le liquide y est repris au moyen de seaux ou par la pompe de drainage de la chambre des pompes. Une disposition qui est supérieure consiste à installer au point le plus bas de chacun des collecteurs principaux un tuyautage s’élevant jusqu’au pont, le pétrole est alors chassé dans ces tuyaux en envoyant de la vapeur sous pression dans les collecteurs et recueilli dans des barils disposés sur le pont.
Ces précautions sont inutiles lorsque le navire est muni d’un collecteur d’assèchement ; un tel collecteur est en outre utile, lorsqu’on a affaire à de l’huile lourde ; dans ce cas, en effet, l’huile lourde ne s’écoule pas assez rapidement à la crépine et lorsque le niveau baisse jusqu’à 300 ou 400 millimètres du fond, la pompe aspire de l’air, son débit est grandement diminué et il s’ensuit une perte de temps.
Le collecteur d’assèchement est desservi par une pompe spéciale, il est muni d’une aspiration dans chaque citerne et disposé pour refouler par-dessus bord, dans les refoulements verticaux de la chambre des pompes et quelquefois dans les soutes à fuel oïl.
L’assèchement de la cale de la chambre des pompes doit être fait, de préférence, au moyen d’une pompe de cale spéciale ; quelquefois quand il y a un collecteur d’assèchement, on utilise une dérivation pour la cale de la chambre des pompes.
On trouve encore, en outre, sur le pont un collecteur de transfert de 150 millimètres environ qui sert à aspirer le combustible liquide dans le ballast à combustible avant et à le refouler aux caisses de consommation journalière.
Les citernes d’été sont munies à la partie inférieure d’une vanne par laquelle leur chargement s’écoule dans les citernes principales, où il est aspiré par les collecteurs principaux. Cette disposition suppose évidemment que l’huile transportée dans les citernes d’été est la même que celle transportée dans les citernes principales. Quelquefois un collecteur spécial de 100 millimètres de diamètre est disposé pour l’aspiration des citernes d’été et quelquefois aussi l’aspiration est faite au moyen d’une dérivation du collecteur de transfert.
Le remplissage des citernes a lieu soit par gravité, soit à l’aide des pompes qui refoulent alors dans les collecteurs principaux.
L’assèchement des cofferdams est réalisé, à l’arrière par une pompe spéciale située dans la chambre des pompes AR ou sur le pont, à l’avant par la pompe de ballast AV.
Une autre disposition des installations de pompage, que l’on rencontre quelquefois, est le système Freak, dans lequel il n’y a pas de collecteur, mais dans chaque citerne une pompe centrifuge qui est conduite électriquement du pont. Cette disposition entraîne un grand nombre de pompes et de moteurs. De plus, la pompe centrifuge est mal appropriée à un tel service, car sa hauteur d’aspiration est très faible et il arrive qu’elle se désamorce. De plus, on a aucun moyen de visiter ou de démonter les pompes ainsi placées dans les citernes.
Les pompes généralement utilisées pour le service du pétrole sont des pompes Simplex ou Duplex. Les pompes Simplex sont généralement verticales à cause de la grande dimension nécessitée pour réaliser un même débit, elles sont donc plus difficiles à placer que les pompes Duplex qui sont généralement horizontales.
La pompe Simplex a une consommation plus réduite et si on peut la disposer horizontalement, c’est certainement la meilleure. La pompe Duplex est d’un fonctionnement plus sûr et est plus facile à visiter ; c’est actuellement la plus employée.
L’une comme l’autre de ces pompes ont une grande consommation de vapeur : jusqu’à 50 kilogrammes de vapeur par cheval-heure. Le débit des pompes varie avec la dimension du navire, de 100 à 350 tonnes par heure et quelquefois plus. La pression de refoulement varie de 3 kg 5 à 16 kilogrammes par centimètre carré.

Dégazage des citernes

Les huiles transportées sur les pétroliers émettent des vapeurs en plus ou en moins grandes quantités, suivant leur volatilité et suivant les conditions atmosphériques auxquelles elles sont soumises.
Ces vapeurs sont inflammables au plus haut point, et, de plus, elles sont dangereuses à respirer. Leur présence constitue donc un danger et nécessite certaines précautions.
Lorsque les citernes sont pleines, les vapeurs ainsi formées se rassemblent à la partie supérieure et sont soumises à des variations de pression par suite de la variation du niveau du liquide qui se dilate ou se contracte. Pour éviter des surpressions dangereuses, on disposait sur les anciens pétroliers, sur le panneau, un robinet surmonté d’un col de cygne pourvu d’une toile métallique permettant de mettre l’intérieur de la citerne en communication avec l’atmosphère. Sur les navires de construction plus récente, la pratique tend à se généraliser de disposer sur le surbau du panneau de chaque citerne, une vanne de 75 millimètres, reliée par un branchement de 75 millimètres à un collecteur de 100 millimètres qui s’étend sur toute la longueur des citernes. Ce collecteur de vapeur de pétrole est relié à ses extrémités à deux tuyaux de 100 millimètres, s’élevant verticalement le long des mâts sur une hauteur de 3 m 50 à 6 mètres. Ces tuyaux sont terminés à leur partie supérieure par une vanne et un champignon munis d’une toile métallique. L’installation est complétée le plus souvent par un manomètre à eau, situé dans la timonerie, dont une extrémité est ouverte à l’atmosphère, et dont l’autre extrémité est reliée au collecteur de dégazage permettant ainsi de connaître la pression à l’intérieur de ce collecteur. Remarquons, en passant, que l’évaporation du liquide dans les citernes est d’autant plus grande que la surface libre est plus grande, et cette raison s’ajoute à celles que nous avons déjà vues pour limiter l’importance de la surface libre.
Lorsque la citerne est vide, une certaine quantité de liquide qui adhère aux parois après la vidange, se trouve en contact avec l’atmosphère sur une très grande surface et la citerne est rapidement envahie de vapeur. Ces vapeurs, qui commencent à devenir dangereuses à respirer lorsque l’air en contient 0,3 % constituent avec ce dernier un mélange explosif quand la proportion est de 1 à 6 % maximum à 3 1/2 %. Il est donc excessivement important de s’en débarrasser très rapidement, et surtout de n’envoyer aucun personnel pour effectuer un travail avant dégazage complet.
Les différents procédés de dégazage sont basés sur le fait que des vapeurs de pétrole sont environ trois fois plus lourdes que l’air et, en conséquence, se rassemblent au fond.
Un procédé de dégazage consiste à aspirer dans la citerne au moyen d’un ventilateur par l’intermédiaire des collecteurs principaux.
Des cheminées en toile sont disposées dans le panneau de la citerne pour donner accès à l’air frais. Ce procédé est très long et son efficacité dépend des conditions atmosphériques qui peuvent en activer ou en ralentir l'effet.
Sur un gros pétrolier, il faut cinq jours et quelquefois sept pour dégazer complètement toutes les citernes.
Un autre procédé consiste à évacuer les vapeurs de pétrole au moyen d’un éjecteur à vapeur. On en rencontre deux variantes qui d’ailleurs quelquefois existent concurremment ; dans un cas, chaque citerne est munie d’un tuyau de 75 millimètres en fer galvanisé qui plonge jusqu’à 250 millimètres du fond de la citerne et s’élève jusqu’au pont où il est relié à une pièce qui porte, en outre, deux autres branchements, l’un destiné à recevoir de la vapeur prise sur le collecteur de vapeur du pont, l’autre un petit éjecteur. Dans le second cas, un éjecteur unique de dimensions convenables est disposé sur un raccord du tuyautage de refoulement du pont ; on peut par ce procédé, en manœuvrant convenablement les vannes sur le tuyautage de pétrole, effectuer le dégazage, soit de plusieurs citernes simultanément, soit de chacune individuellement. Ces procédés sont beaucoup plus rapides que celui indiqué plus haut et permettent un dégazage complet en quelques heures.
Quelquefois, on utilise en outre, dans le cas des éjecteurs, des cheminées en toile pour admettre l’air frais, mais cette précaution est superflue, l’air frais pouvant être admis de façon suffisante par le trou d’homme situé au-dessus du panneau.

Le réchauffage des citernes

Quand on transporte des huiles lourdes, il est nécessaire de les réchauffer pour leur donner une fluidité suffisante.
Le réchauffage est conditionné, d’une part par la nature des huiles transportées, d’autre part par les conditions dans lesquelles elles se trouvent : température de l’eau et de l’air, situation du chargement dans le navire.
Telle huile, dont le réchauffage est inutile dans les mers et saisons tempérées, a besoin d’être réchauffée dans les mers froides ; d’autres huiles ont besoin de réchauffage, même dans les mers tropicales.
Lorsqu’on transporte de la créosote, il faut commencer le réchauffage deux jours avant d’arriver au port de déchargement pour la maintenir à une température d’environ 25 degrés centigrades, et la température doit être amenée à 35 degrés centigrades au moment du déchargement. Pour le déchargement de certaines huiles, il faut réchauffer non seulement la citerne, mais encore les collecteurs de refoulement. Aucun réchauffage n’est nécessaire lorsqu’on transporte des huiles légères telles que le gazoline et la benzine.
Le réchauffage des citernes, lorsqu'il existe, est assuré généralement au moyen de serpentins constitués par des tubes en acier étiré de 50 millimètres de diamètre et d’environ 6 millimètres d’épaisseur. Les éléments sont assemblés entre eux par des brides en acier forgé dont les joints sont étanchés avec le plus grand soin. La longueur de tube nécessaire au réchauffage dépend évidemment du degré de réchauffage qu’on veut obtenir ; en général, on adopte pour les citernes principales environ 160 centimètres carrés de surface de chauffe par tonne d’huile.
Il est bon de limiter la longueur d’un circuit à 150 mètres, car à partir de cette longueur la vapeur est à peu près complètement condensée ; si le réchauffage nécessite une longueur plus grande, on installera plusieurs circuits disposés en parallèle.
Les serpentins de réchauffage doivent être placés aussi bas que possible dans la citerne, afin de permettre le réchauffage de l’huile lorsque le niveau est bas. Une bonne disposition consiste à placer le circuit inférieur (lorsqu’il y en a plusieurs) à 150 millimètres du fond.
Les tubes, nous l’avons dit, sont soigneusement étanches, de façon à éviter des fuites d’eau dans les citernes. Us sont, en outre, essayés sous pression à 14 kilogrammes par centimètre carré avant et après montage, de façon à pouvoir supporter la pleine pression des chaudières, bien que généralement la vapeur utilisée pour le réchauffage soit détendue à 3 kilogrammes.
Le réchauffage des citernes consomme une grande quantité de vapeur. Cette vapeur est fournie par une ou deux chaudières auxiliaires.

Lessivage des citernes

Les citernes sont munies d’une vanne de prise de vapeur qu’il ne faut pas confondre avec la vanne de vapeur de réchauffage lorsqu’elle existe. Les différentes vannes de prise de vapeur sont reliées par des branchements à un collecteur de vapeur de lessivage. L’arrivée de vapeur est quelquefois combinée avec le tuyau d’évacuation des vapeurs de pétrole pour ne pas augmenter le nombre des orifices sur le panneau.
Lorsque la nature des huiles transportées par un pétrolier change, il est indispensable de procéder à un lessivage complet des citernes.
L’incorporation d’huiles légères à des huiles lourdes, ne les détériorerait pas, mais aurait simplement pour effet d’abaisser leur point éclair ; par contre, l’incorporation d’huiles lourdes à des huiles légères les détériorerait, et dans tous les cas la pollution d’huiles destinées au graissage par des traces quelconques d’huiles étrangères, en changerait les propriétés et en diminuerait la valeur marchande.
Le degré de propreté d’une citerne dépend de l’huile à recevoir et des exigences du port de chargement. Le lessivage nécessaire pour réaliser ce degré de propreté dépend de l’état préalable de la citerne. C’est d’ailleurs là une question d’exploitation.
Qu’il nous suffise de dire que dans le cas des lessivages les plus importants, par exemple pour nettoyer des citernes ayant transporté de la créosote, on ferme les panneaux et tous les orifices des citernes, et on admet de la vapeur par la vanne de vapeur de la citerne pendant un temps dont la durée varie de six à douze heures. Les parois de la citerne s’échauffent rapidement et les particules qui adhéraient à ces parois s’écoulent vers les fonds où elles se rassemblent avec l’eau de condensation. On stoppe ensuite l’arrivée de vapeur, on ouvre le panneau, on aère la citerne et on lave les parois de la citerne avec un jet d’eau sous pression qui a pour effet de balayer les particules qui ont été décollées par la vapeur. On pompe ensuite l’eau en balayant au fur et à mesure que le niveau descend, de façon à chasser tous les produits vers la crépine. On récolte dans un seau les produits auxquels la crépine refuserait le passage. Après on recommence à mettre de la vapeur pendant une heure ou deux, puis on lave les citernes au moyen de gaz oil qu’on pompe successivement d’une citerne dans l’autre et qu’on rassemble finalement dans une dernière citerne d’où il est pompé à terre pour être à nouveau raffiné. On brosse soigneusement les parois de la citerne avec une éponge métallique.
Fig. 34 [Voir PDF p. 39]

Organes divers des citernes

En examinant les différentes fonctions se rattachant aux citernes, nous avons déjà passé en revue les organes servant à ces fonctions.
Nous résumons ci-dessous les différents organes que l’on trouve sur une citerne ; les fonctions de ceux d’entre eux qui n’ont pas été étudiés sont suffisamment explicites par elles-mêmes.
Les citernes sont munies d’un panneau d’accès surmonté d’un panneau plus petit formant trou d’homme. L’un et l’autre de ces panneaux sont étanches au pétrole. Une échelle métallique munie de rambardes permet de descendre jusqu’au fond de la citerne. Des tôleries spéciales sont prévues, de façon à permettre d’installer les échafaudages destinés au lessivage de la citerne.
Elles portent une vanne et un tuyau de dégazage ou, à défaut, un col de cygne pour l’évacuation des vapeurs ; un tuyau de dégazage avec vanne de vapeur et bride pour éjecteur, dans le cas où les citernes possèdent un éjecteur de dégazage individuel ; un tuyau de sondage fermé au pont par un bouchon fileté. Ce tuyau de sondage est toujours situé à l’arrière de la citerne, pour permettre de sonder dans toutes les conditions d’assiette ; lorsqu’il existe un tuyau pour éjecteur et que ce tuyau est placé à l’arrière, il est également utilisé pour le sondage.
Un autre bouchon sert à prendre le niveau dans les citernes par détermination du vide qui est au-dessus (quelques pétroliers sont munis d’installations pneumercator pour la détermination des niveaux).
Les citernes sont munies, en outre, d’un nable situé dans le fond pour permettre le lessivage au bassin.
On rencontre aussi une vanne de vapeur de lessivage et lorsque les citernes sont réchauffées, la vanne d’admission de vapeur aux serpentins et le robinet d’échappement, et quelquefois aussi une vanne de vapeur et tuyau d’extinction d’incendie. On rencontre enfin les différents tuyautages crépines, vannes et leurs manœuvres faisant partie du tuyautage principal de pétrole et, s’il y a lieu, du tuyautage d’assèchement.

Questions diverses

Dimensions des pétroliers
On construit des pétroliers de toutes dimensions et le pétrolier a, comme les autres navires, subi la loi générale d’augmentation du tonnage avec le temps.
Nous avons sur les courbes de la figure 36 rassemblé les renseignements suivants qui montrent l’évolution du tonnage des pétroliers depuis 1890 :
A. Courbe par année du plus fort tonnage en service ;
B. Courbe par année du rapport du tonnage total au nombre de navires construits (qu’on peut qualifier de tonnage moyen) ;
C. Courbe par année du tonnage total en service ;
D. Courbe par année de la production annuelle de pétrole dans le monde.
Il y a actuellement en service des navires pétroliers de très grandes dimensions. Citons par exemple :
Le Cadillac, construit en 1917 par Palmers Shipbuilding and lron Company pour l'Anglo American Oil Company, navire de 12.074 tonneaux, 162 mètres de long, 21 m 25 de large, 10 m 25 de creux, à deux ponts et pont abri. Système longitudinal dans les citernes et transversal dans la machine et aux extrémités.
G. Harrisson Smith, construit en 1921 par la Bethlehem Shipbuilding Corporation pour l’International Petroleum Company Limited, navire de 15.371 tonneaux, 168 mètres X 22 mètres X 13 m 40. Système longitudinal.
John D. Archbold, construit en 1921 par la Newport News Shipbuilding and Dry Dock Company pour la Standard Oil Company, navire de 14.054 tonneaux, 174 mètres X 22 m 90 X 12 m 95. Système longitudinal.
San Fernando, San Félix, San Fabian, construits en 1919, 1921, 1922 par sir Armstrong Witworth Co. pour la Eagle Oil Transport Company Limited, de 13.056 tonneaux de jauge, 18.500 tonnes de port, 162 m 50 X 21 m 10 X12 m 80, à un pont et pont abri. Système longitudinal et transversal dans la machine.
Gulf pride, construit en 1927 par la Federal Shipbuilding and Dry Dock Company pour la Gulf Refining Company, navire de 160 mètres X 22 m 50 X 12 m 70, portant 17.400 tonnes au tirant d’eau 8 m 55.
Fig. 35 [Voir PDF p. 41]

L’appareil moteur et le combustible

La discussion du type d’appareil moteur convenant à un pétrolier sortirait du cadre de cette étude, elle n’est d’ailleurs pas particulière à cette classe de navires, mais elle relève d’une question plus générale.
Disons simplement que l’on rencontre sur les pétroliers tous les types d’appareils moteurs en usage : machines à vapeur alternatives compound, à triple expansion ou à quadruple expansion, turbines à vapeur à engrenages ; enfin et surtout de moteur Diesel des différents types connus à deux ou quatre temps à double ou simple effet dont certains récents sont munis de dispositifs de surcharge et dont l’emploi tend à se répandre de plus en plus sur les navires pétroliers. En juillet 1927, les navires de plus de 1.000 tonneaux en construction comprenaient cent onze pétroliers à moteur représentant 1.110.000 tonnes de port en lourd, et trente-cinq pétroliers à vapeur représentant 250.000 tonnes.
Les installations à vapeur sont installées, soit pour la chauffe au charbon, soit plus généralement pour la chauffe au combustible liquide qui est le combustible idéal pour un pétrolier.
On trouve, en outre, des installations récentes de propulsion électrique combinée avec une installation de générateurs à moteurs Diesel. L’Atlantic Refining Oil Company a récemment, transformé, pour les équiper de cette façon, un certain nombre de ses navires qui étaient antérieurement munis de turbines à vapeur. Cette Compagnie a, en outre, en construction chez Scott’s Shipbuilding Engineering Company, à Greenock, un navire de 143 mètres X 19 m 20 X 10 m 80, le Brunswick, devant transporter 12.500 tonnes, équipé avec des moteurs Carels Ingersoll Randen traînant une génératrice Thomson-Houston fournissant du courant à un moteur Thomson de 2.800 B. H. P. à 95 tours par minute établi pour une vitesse de 12 nœuds en service ; c’est le plus grand cargo à propulsion électrique.
Pour compléter cet aperçu, disons que les navires que nous avons cités au paragraphe précédenl sont équipés :
Cadillac, avec une machine à quadruple expansion ;
G. Harrisson Smith, avec deux machines à triple expansion ;
John D. Archbold, avec deux machines à triple expansion ;
San Fernando, San Félix, San Fabian, avec trois turbines à vapeur actionnant les lignes d’arbres par engrenages ;
Gulf pride est le plus grand pétrolier à moteurs actuellement construit. Il est équipé avec deux moteurs à quatre cylindres de 2.000 chevaux effectifs à 115 tours-minute du type Bethlehem, type d'ailleurs peu répandu et inconnu en Europe.
La vitesse courante des pétroliers est voisine de 11 nœuds.

Appareils auxiliaires

Les auxiliaires sont, en dehors des pompes dont nous avons parlé, les mômes que ceux qu’on rencontre sur les autres navires. Ils sont plus généralement à vapeur et utilisent la vapeur des Chaudières auxiliaires.
Sur certains navires à moteurs, les chaudières auxiliaires sont équipées pour pouvoir chauffer à l’aide des gaz d’échappement des moteurs. Sur certains pétroliers à moteurs, on rencontre quelquefois des auxiliaires électriques ; c’est le cas, par exemple, de l'Orkanger et du Général- Gassouin.
Naturellement, sur les pétroliers à propulsion électrique, les auxiliaires sont électriques, la chaudière auxiliaire de dimensions réduites et installée pour pouvoir chauffer aux gaz d’échappement des moteurs, ne sert plus qu’au chauffage de locaux et, s’il y a lieu, au réchauffage des citernes.

Installations électriques

Les installations électriques donnent lieu à des précautions particulières. En particulier, le seul système de distribution utilisé est celui à deux conducteurs isolés ne comportant aucune terre. De préférence, la tension pour l’éclairage est limitée à 110 volts.
Les conducteurs sont conduits dans des tubes distincts suivant leur polarité, les plus et les moins ne devant pas coexister dans le même tube.
Les interrupteurs sont bipolaires. Les boîtes de jonction et de dérivation sont munies de presse-étoupes étanches, aucun fil et aucune lampe ne doivent être installés dans les endroits dangereux tels que les citernes et cofferdams.
Les compartiments des pompes peuvent être éclairés par des lampes dont les circuits sont entièrement disposés à l'extérieur de ces compartiments et les lampes elles-mêmes sont isolées de l’intérieur par un fort globe de verre étanche à l’arrière. Les lampes portatives doivent être d’un type spécial tel que celui qu’on emploie dans les mines.

Les produits transportés

Les pétroliers sont utilisés essentiellement pour le transport des huiles de pétrole, soit brutes, soit raffinées : pétrole brut, kérosène, créosote, gaz oil, huiles légères (naphte, gazoline, benzine), fuel oil, huiles de graissage de toutes sortes et de toutes nuances, goudron. Certains sont utilisés également au transport d’huiles ou de produits spéciaux : huiles de baleines, de poissons, huiles végétales, mélasse.
C’est ainsi que parmi les navires figurant dans le Registre du Lloyd, 1 % environ du tonnage porte la mention « mélasse » et 1,5 % environ la mention « huile de baleine ».
Nous n’insisterons pas sur la nature et les propriétés des produits transportés qui, à part les produits spéciaux, peuvent se ranger dans les catégories suivantes, suivant leur densité ou leurs applications : huiles légères, huiles lourdes, goudron et huiles de graissage.

Danger d’incendie à bord des pétroliers

Nous avons déjà eu l’occasion de faire allusion au danger que présente le transport des huiles de pétrole, par suite des vapeurs inflammables qu’elles émettent. Ces vapeurs sont d’autant plus abondantes et dangereuses que les huiles sont plus légères, c’est-à-dire plus volatiles et à point éclair plus faible.
Les causes susceptibles de provoquer un incendie à bord d’un pétrolier sont les lumières à feu nu, les allumettes (interdiction de fumer et interdiction de faire usage d’allumettes autres que celles dites « de sûreté »), les étincelles provenant de la chaufferie ou des cuisines (la disposition de la machine à l’arrière est préférable à ce point de vue, l’usage des moteurs Diesel est plus sûr que celui des appareils à vapeur, les cuisines sont toujours installées à l’arrière), les étincelles provoquées par le contact de deux pièces d’acier (on cite des cas d’incendie dus à cette cause, l’un en particulier assez curieux est dû à des étincelles provoquées par l’usage de souliers ferrés ; on évitera l’emploi d’acier pour les raccords des tuyautages flexibles ; on prendra toutes précautions dans l’emploi des marteaux burineurs à bord). Il y a lieu de n’effectuer aucun travail de réparation dans les citernes avant dégazage complet.
Une autre cause d’incendie a son siège dans les courts-circuits électriques (nous avons dit quelles sont les précautions à prendre au point de vue de l’installation électrique, en particulier dans l’usage de lampes portatives spéciales). On évitera de charger ou décharger la cargaison par temps orageux, à cause des effets possibles de la foudre.
En somme, ce sont des précautions constantes qu’entraîne le trafic du pétrole ; les compagnies pétrolifères ont toutes des règles très sévères sur ce point. En fait, l’application de ces règles rend assez rares les incendies à bord des pétroliers ; c’est ainsi que du 1^er janvier 1922 au 1^er mai 1927, il a été transporté 6.150 millions d’hectolitres de pétrole en vrac et, pendant ce temps, il a seulement été constaté cinquante-sept incendies ou explosions.
Les pétroliers sont munis de dispositifs pour combattre l’incendie dans les citernes. Une méthode consiste à disposer un tuyau flexible de 40 millimètres de diamètre environ qui est relié par une extrémité à un tuyau de vapeur d’échappement du pont et dont l’autre extrémité plonge dans la citerne par le bouchon du panneau et sert à noyer la citerne de vapeur.
Une meilleure méthode consiste à avoir une connexion permanente sur la vapeur d’échappement, au sommet de chaque citerne. Un tuyau de 40 millimètres commandé par une vanne, plonge jusqu’à 2 mètres environ du fond et est aménagé pour pouvoir envoyer de la vapeur, soit au sommet, soit au fond de la citerne, suivant que l’incendie se produit lorsque la citerne est pleine ou partiellement vide.
On utilise également pour combattre l’incendie le sable et, dans les endroits ouverts à l’air, des extincteurs spéciaux du genre Foamite.
Les systèmes à gaz carbonique et à anhydride sulfureux sont encore peu employés ; le premier exige une grande quantité de récipients, le second a l’inconvénient de détériorer l’huile. La meilleure façon de combattre l’incendie dans une citerne, c’est encore de l’étouffer en bouchant tous les orifices.

Navires à citernes particuliers

En dehors du type que l’on peut qualifier d’orthodoxe, que nous avons décrit et qui englobe la majorité du tonnage actuellement en service, il existe des navires de construction spéciale, qui sont employés notamment pour le transport des huiles de graissage.
Le nombre et la variété des huiles de graissage transportées est très grand et l’huile de graissage est un produit dont la valeur commerciale dépend essentiellement de la pureté. Les moindres traces de produits étrangers suffisent à en altérer la couleur, à en modifier le poids spécifique et à en faire varier les propriétés lubrifiantes.
En conséquence, des précautions spéciales devront être prises pour éviter toute fuite.
Sur un navire à citerne qui transporte des huiles de graissage, les dimensions des citernes ne devraient pas dépasser 7 m 50 et la bonne dimension est 6 mètres à 6 m 20 environ.
Ceci a pour but, d’une part, de réduire les efforts d’inertie et par conséquent les chances de fuites aux points de liaison, d’autre part, d’éviter les trop grands mouvements qui pourraient avoir pour effet d’émulsionner l’huile (phénomène du « clouding »).
Des précautions seront prises dans le réchauffage des huiles, lorsqu’elles le nécessitent, l’huile ne devant être ni trop, ni trop longtemps réchauffée. Des dispositions spéciales seront prises dans l’installation des tuyautages, car les navires transportent fréquemment des huiles de natures différentes qui ne doivent avoir entre elles aucun contact.
Le souci de réaliser ces différentes conditions a conduit à adopter pour certains navires, destinés au transport des huiles de graissage ou autres, des citernes cylindriques intérieures au bâtiment. 1 % du tonnage des pétroliers figurant dans le Registre du Lloyd en 1926 était construit suivant ce mode, certains ont en outre des doubles fonds aménagés pour le transport des huiles ; l’un le Pyrula, appartenant à l'Anglo Saxon Petroleum Company Limited, jauge 8.435 tonneaux et a comme dimensions 152 m 50 X 18 m 30 X 9 m 90.
Un des navires modernes de ce type est le Général-Gassouin, navire de 5.300 tonneaux, 117 mètres X 16 m  70 X 8 m 50, transportant 6.500 tonnes d’huile dans des citernes cylindriques au tirant d’eau de 6 m 40, construit en 1926 aux Ateliers et Chantiers de la Gironde pour la Société auxiliaire de transport (Standard Oil Company). La partie centrale du navire, isolée comme à l’ordinaire par des cofferdams, est divisée par des cloisons étanches transversales en un certain nombre de sections contenant chacune deux réservoirs cylindriques symétriques deux à deux par rapport au longitudinal. Ces réservoirs, dont la construction est absolument étanche à l’huile, sont entièrement distincts de la coque à laquelle ils sont rattachés par des goussets et tôleries. Chaque tranche possède son système individuel de pompage, les pompes et leurs auxiliaires sont électriques.
L’avantage de cette disposition est de permettre une conservation parfaite du chargement.
La coque, qui n’a plus aucun point de contact avec le chargement liquide, n’a plus besoin d’être étanche à l’huile et peut être construite à la façon d’un navire ordinaire. Les espaces laissés vides dans les cales entre les citernes sont utilisés pour y installer les pompes et les tuyautages. On ne craint plus, comme dans les anciens navires, l'accumulation de vapeurs dans des espaces confinés puisque la cale est parfaitement accessible et permet la visite de toutes les parties de la coque. Par contre, avec ce dispositif on perd une place assez considérable, la capacité cubique est réduite et lorsqu’on transporte des huiles légères, on ne peut pas utiliser tout le port en lourd du navire et on navigue avec un franc- bord beaucoup plus élevé que celui qui est permis par les règlements.
Un autre système de construction a été breveté par MM. H. Laing et E. W. Ashby en vue de son application particulière au transport des huiles de graissage.
En réalité, ce système est une variante du système à trois compartiments que nous avons décrit. La différence qu’il présente avec ce dernier est que les citernes latérales et axiales ont des capacités sensiblement égales ; les cloisons transversales, au lieu d’être dans un même plan transversal, sont décroisées et il existe deux chambres des pompes au lieu d’une, l’espace affecté à ces chambres des pompes étant limité en abord aux cloisons latérales.
En fait, ce système ne diffère pas essentiellement du système orthodoxe, et il ne parait pas mieux que ce dernier approprié au transport des huiles de graissage.
Un autre système, dont la coupe transversale est montrée sur la figure 34, dérive également du système à trois compartiments et répond mieux aux conditions de transport des huiles. Il comporte un ballast sous les citernes centrales et un caisson central continu. Les huiles légères ne nécessitant pas de réchauffage sont placées dans les citernes latérales, les huiles lourdes dans les citernes centrales. Le fond de ces citernes étant uni, l’installation des serpentins de réchauffage peut être faite plus aisément et plus près du fond, la citerne étant isolée complètement de l’eau a besoin d’un réchauffage moindre. Les tuyautages et vannes sont situés dans les couloirs latéraux compris entre les water-ballast et les citernes, elles sont par conséquent accessibles.
En cas d’échouage du bâtiment, la cargaison placée au centre est mieux protégée.
Ce type présente une capacité cubique suffisante pour permettre d’utiliser tout le port en lourd du navire.
Enfin certains navires particuliers transportent des mélasses en vrac dans des citernes latérales supérieures à construction cantilever.

Conclusion

Bien que j’aie dépassé les limites qui sont généralement allouées, je n’ai encore pu dans cette étude, disposant d’un temps et d’une place limités, que donner un aperçu des nombreux problèmes que pose la construction des navires pétroliers.
Bien des points pourront paraître encore obscurs ou incomplets et je m’en excuse.
Avant de terminer je voudrais, sans vouloir prophétiser, car la science industrielle en général et le problème qui nous occupe en particulier ont, au cours des cinquante dernières années, trop dérouté les prévisions, vous dire un mot de l’avenir immédiat qu’on peut prévoir pour les pétroliers.
Lorsqu’on examine, en effet, les chiffres que j’ai cités et qu’on jette un coup d’œil sur les courbes qui les traduisent, on ne peut pas ne pas être frappé de l’accroissement énorme du tonnage des pétroliers mis en service récemment et on est en droit de se demander si un pareil mouvement va se maintenir ou si ce tonnage ne va pas devenir supérieur aux besoins de la consommation ou tout au moins suffisant pour ces besoins.
Je répondrai tout de suite en disant que les courbes C et D de la figure 35 montrent que l’accroissement du tonnage des pétroliers est tout à fait parallèle à l’accroissement de la production mondiale des pétroles, laquelle production est actuellement entièrement absorbée par la consommation.
Des experts en question pétrolifère estiment que cette production et cette consommation vont s’accroître, tout au moins dans les dix années à venir, d’environ 10 % par an. Le tonnage des pétroliers en service étant actuellement d’environ 6 millions de tonneaux (tonnage brut), c’est donc 600.000 tonneaux de tonnage neuf par an qui seraient nécessaires pour satisfaire aux besoins de la consommation.
Si l’on ajoute qu’en moyenne la vie d'un pétrolier peut être fixée à vingt ans, il faut ajouter à ce tonnage neuf un tonnage de remplacement de 5 soit 300.000 tonneaux (tonnage de remplacement dont la valeur doit augmenter avec le tonnage total).
Enfin si l’on considère que sur 6 millions de tonneaux en service, il y a environ 500.000 tonneaux qui ont plus de vingt-cinq ans d’âge et dont le remplacement a été différé soit à cause de la guerre, soit pour toute autre raison, on arriverait, pour le tonnage neuf, à construire annuellement, dans les années à venir, à un chiffre approchant de 1 million de tonneaux. Ces chiffres pourront paraître optimistes, mais même en leur appliquant un facteur de modération que je laisse à l’appréciation de chacun, on voit que le champ qui est offert à la construction navale en ce qui concerne les pétroliers, est vaste et permet des espérances.
En terminant, je ferai observer que parmi les pays où à la date du 31 septembre 1927 on trouvait des pétroliers en construction, la France occupait le second rang avec dix unités représentant un tonnage total de 82.370 tonneaux en construction.
Notre industrie navale peut s’en montrer fière et je ne puis que souhaiter que non seulement nous conservions cette place, mais encore que nous améliorions notre position dans cette branche. 

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