La conception

La conception a duré 3 ans !

C’est sans comparaison la phase la plus longue et la plus difficile car il faut approfondir de nombreux domaines avec de la méthode et de l’application, avec des détails mais aussi avec des calculs pour dimensionner et justifier les choix techniques de la machine. On se replonge dans les bouquins pour retrouver les bonnes formules et les bonnes démonstrations.

Pour ne pas tout oublier et refaire le même travail dans quelques mois, je décidais de structurer ma pensée en rédigeant, en parallèle des études, un rapport ou plutôt un livre sur la construction navale amateur. Cela me permettra de stocker mes informations de façon claire et facilement utilisable pour la fabrication de ma machine et pourquoi pas d’en faire profiter d’autres personnes. C’est dans cette phase,
que des tests sur des produits et des essais avec une maquette ou un modèle réduit vont s’imposer pour comprendre le comportement de la machine et d’estimer ses performances. Cette phase permet d’affiner les caractéristiques des matériels en dressant en même temps un tableau de bilan des masses puis un chiffrage. Elle permet aussi de détailler l’assemblage et le montage des composants ainsi que les différentes procédures d’utilisation. Donc, pour moi, c’est bien la partie la plus importante du projet.

Voici quelques formules très utiles pour la conception :

Parmi tous les sujets abordés, il y en a un qui est très important, c’est le calcul de la résistance de notre sphère mince sous pression externe prenant en compte l’effet de flambage. La courbe ci-dessous indique la pression admissible P (bar) pour une épaisseur de coque e (m).

Sur cette courbe (calcul analytique), nous voyons que pour une épaisseur de coque minimum de 5 mm, la sphère résistera à une pression extérieure de 1 bar (soit 10 m sous l’eau). Il faut savoir que l’épaisseur de SPHERAVAGUE n’est pas constante. En effet, l’épaisseur max est de 15 mm (à l’équateur) et min de 5 mm (aux pôles). de plus, elle est percée de 3 ouvertures pour les panneaux de pont. Dans ces conditions, il est difficile de calculer sa vraie résistance sans faire intervenir le calcul numérique par maillage. Les images suivantes montrent le résultat de ces calculs.

Modèle de maillage utilisé
Contraintes
Contraintes

Nous pouvons remarquer qu’avec ce modèle simplifié, la sphère va résister. Dans la réalité, la coque est localement rigidifiée par des zones renforcées. SPHERAVAGUE supportera bien 1 bar de pression !