PROPULSION NAVALE

Divers types

Les machines à vapeur alternatives (à pistons) alimentées en vapeur par des chaudières à charbon puis par des chaudières à mazout sont apparues à la fin du xviii^e siècle (Jouffroy d'Abbans) et au début du xix^e siècle (Fulton). Leur construction a pris fin vers 1950.

Pour les bâtiments de commerce, la propulsion par moteurs Diesel s'est progressivement développée au détriment de la propulsion par chaudière à mazout et turbine à vapeur, en raison des très nombreux avantages qu'elle présente du point de vue du coût de construction, de la consommation de combustible et de la facilité de conduite, et enfin grâce au développement continu des performances des moteurs Diesel, qui leur ont permis d'atteindre des puissances jusqu'alors uniquement réalisables par turbines à vapeur. Aujourd'hui, la propulsion à vapeur n'est plus installée que sur les bâtiments à très forte puissance propulsive ou lorsque la nature de la cargaison fournit une énergie « gratuite » pour alimenter la chaudière (méthaniers).

La préférence des armateurs va aux moteurs Diesel lents (de 100 à 200 tr/min) quand la hauteur de ceux-ci (plus de 10 m) ne constitue pas un inconvénient. Ils sont accouplés directement à l'hélice et brûlent les mêmes combustibles résiduels que les chaudières.

Les moteurs Diesel semi-rapides (de 400 à 500 tr/min) avec réducteurs à rapport de réduction modéré sont très utilisés quand un faible encombrement en hauteur est nécessaire ou intéressant : ferry-boats, cargos à chargement horizontal, porte-conteneurs, etc. Des puissances élevées sont obtenues par accouplement de plusieurs moteurs sur un même réducteur avec des embrayeurs.

Les moteurs Diesel rapides (plus de 1 000 tr/min) sont très utilisés pour la propulsion de petits navires militaires ou civils (caboteurs, bâtiments de pêche, bâtiments de servitude).

Pour les bâtiments de puissance propulsive supérieure à 30 mégawatts environ ou pour certains bâtiments de transport rapide où la masse de l'appareil propulsif est un critère de choix décisif, la turbine à gaz utilisant un réacteur aéronautique a remplacé la propulsion à vapeur classique ou le Diesel.

La turbine à gaz reste souvent associée à un moteur Diesel rapide, plus économique en combustible, le moteur Diesel étant réservé aux vitesses de croisière et la turbine à gaz aux vitesses de pointe. L'apparition de turbines à récupération de rendement comparable à celui des Diesel rapides devrait toutefois réduire l'intérêt de cette association.

La propulsion par turbines à vapeur alimentées par des générateurs nucléaires se limite, dans le domaine civil, à quelques bâtiments (brise-glace)  ; dans le domaine militaire, la propulsion nucléaire reste réservée aux très gros bâtiments (porte-aéronefs en particulier), pour les bâtiments militaires de surface, et aux sous-marins d'attaque ou stratégiques d'un petit nombre de marines qui maîtrisent cette technologie (États-Unis, Russie, Grande-Bretagne et France). Pour les sous-marins, la propulsion nucléaire a apporté un avantage décisif du point de vue de la discrétion ; tous les sous-marins français, par exemple, sont à propulsion nucléaire, mais on continue à construire des sous-marins de plus faible tonnage à propulsion Diesel électrique de coût de revient nettement moindre.

Appareils à vapeur classiques

Dans les appareils à vapeur classiques, un ou plusieurs générateurs produisent de la vapeur sous pression (de 4 à 6 MPa) et surchauffée (de 400 à 500 ⁰C). Le volume d'un foyer peut atteindre plusieurs dizaines de mètres cubes ; la combustion de 1 kilogramme de combustible nécessite environ 17 kilogrammes d'air et produit à peu près 13 kilogrammes de vapeur surchauffée.

La vapeur ainsi produite est dirigée vers une turbine dont la vitesse[...]