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Focus Entreprise : Hydrocean

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Quand le Bassin de carène numérique devient réalité
Après plusieurs années de développement, HydrOcean et le Laboratoire de Mécanique des Fluides de l'Ecole Centrale Nantes ont développé un véritable bassin de carène numérique unique au monde en terme de fonctionnalités. Ce bassin permet d'évaluer et d'optimiser virtuellement les performances hydrodynamiques d'une carène ou d'une structure marine dans des délais et des coûts réduits par rapport à des essais sur modèles. Grâce aux travaux de recherche entrepris depuis plusieurs dizaines d'années dans ce laboratoire, parmi les plus renommés au monde dans ce domaine, accompagné depuis cinq années par les ingénieurs d'HydrOcean, la précision obtenue avec ce bassin numérique est devenue très proche de celle des essais, sur la quasi totalité des simulations réalisées.

Il permet aujourd'hui notamment:
- le calcul de la résistance à l'avancement d'une carène avec ou sans appendices, et de la puissance propulsive avec la prise en compte du propulseur et l'identification des risques de cavitation
- le calcul de la tenue à la mer et de la résistance ajoutée sur houle
- le calcul des performances manoeuvrières en route ou à l'arrêt en incluant des propulseurs latéraux ou azimutaux
- le calcul des efforts d'impact de slamming ou de paquets de mer sur la structure
- le calcul de la traînée aérodynamique de la carène et des superstructures


Autres avantages de ce bassin numérique et non des moindres : sa capacité à évaluer les performances des navires à l'échelle réelle, sans incertitudes liées à l'extrapolation des résultats ou à des effets d'échelle ou de confinement, sa capacité à visualiser l'écoulement permettant une analyse fine des phénomènes hydrodynamiques, ou encore sa capacité à décomposer les efforts par éléments de carène, de propulseurs et d'appendices.

Logiciel de calcul de la résistance à l'avancement REVA (© : HYDROCEAN)
Logiciel de calcul de la résistance à l'avancement REVA (© : HYDROCEAN)

Des outils de simulation uniques permettant d'optimiser les performances hydrodynamiques des navires et des structures marines

Autour de ce bassin numérique, HydrOcean a développé des outils indispensables pour l'exploiter efficacement, comme par exemple le modeleur de carène OPTNAV. Développé dans un projet de R&D collaborative avec comme partenaires STX, DCNS Research et le Bureau Veritas, ce modeleur de carène est un véritable atelier de fabrication virtuel de maquettes, capable de générer des centaines de formes de carènes en quelques minutes. Ces formes sont définies simplement à partir d'une forme initiale et de déformations proposées par l'architecte, le logiciel vérifiant automatiquement les contraintes hydrostatiques, de stabilité ou architecturales. Ces formes sont alors directement utilisables par les outils de simulation du bassin numérique d'HydrOcean, et après quelques jours de calcul sur des super-calculateurs, les résultats obtenus permettent à l'architecte d'identifier les carènes optimales par rapport aux objectifs du projet. En une ou deux semaines d'études, des gains de performance de plus de 5% et parfois de plus de 10% peuvent être obtenus, et se retrouvent en bassin ou lors d'essais mer.

Logiciel de modeleur de carène OPTNAV (© : HYDROCEAN)
Logiciel de modeleur de carène OPTNAV (© : HYDROCEAN)

Trim Optimisation Software : ou comment réduire la consommation des navires en naviguant à l'assiette optimale

Le concept est simple, mais nécessite une grande puissance de calcul et un logiciel très précis pour calculer la résistance des navires (Navier-Stokes). Pour un navire donné, pour chaque déplacement et chaque vitesse d'avance, il existe en effet une assiette de navigation optimale en terme de traînée, de puissance et donc de consommation. Pour l'identifier, HydrOcean calcule pour chaque navire une base de données de plusieurs centaines de configurations de navigation, qui est ensuite analysée à travers une interface graphique conviviale installée à bord des navires, permettant d'optimiser le chargement et le ballastage en temps réel. Les gains de consommation obtenus peuvent atteindre plusieurs pourcents, sans aucune modification de la forme du navire et pour un investissement réduit. Ce logiciel est distribué en partenariat avec le Bureau Veritas qui développe des outils et des services globaux permettant de réduire la consommation énergétique des navires (Veristar Energy Efficiency).

Interface graphique du logiciel Trim Optimisation Software permettant l'identification en temps réel de l'assiette optimale de navigation (© : HYDROCEAN)
Interface graphique du logiciel Trim Optimisation Software permettant l'identification en temps réel de l'assiette optimale de navigation (© : HYDROCEAN)

Une gamme unique d'outils de simulation

HydrOcean utilise et distribue une gamme unique d'outils de simulation, développés pour la plupart avec l'ECN/CNRS, permettant la conception paramétrique de carènes (logiciel OPTNAV, plugin du logiciel de CAO Rhino 3D), l'analyse et l'optimisation des performances au stade du pré-design (REVA, AQUA+) et enfin du design avancé avec les outils (ISIS-CFD, ICARE-LS et SPH-flow) nécessitant des ressources de calcul plus importantes. Ces outils permettent de couvrir l'ensemble des besoins des architectes et ingénieurs hydrodynamiciens, et disposent de fonctionnalités marines uniques comme la capacité à réaliser des calculs Navier-Stokes sur houle irrégulière sur plusieurs heures, le couplage avec des modèles d'ancrage non linéaires ...

(© : HYDROCEAN)
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(© : HYDROCEAN)
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(© : HYDROCEAN)
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Exemples de simulations dans les domaines du naval, de l'offshore, du nautisme et des énergies marines, ici l'hydrolienne Sabella (© : HYDROCEAN)
Exemples de simulations dans les domaines du naval, de l'offshore, du nautisme et des énergies marines, ici l'hydrolienne Sabella (© : HYDROCEAN)

Des perspectives de développement

Créée il y tout juste 5 ans, HydrOcean s'est progressivement affirmée comme un acteur incontournable dans le domaine de l'hydrodynamique numérique sur le domaine maritime. Forte d'une équipe d'une vingtaine d'ingénieurs, HydrOcean participe à des projets majeurs pour les secteurs d'activité du naval, de l'offshore, du nautisme et des énergies marines renouvelables. HydrOcean intervient soit sous forme de prestations de service, soit en régie en permettant l'intégration de ses ingénieurs dans les équipes de ses clients avec un accès à son bassin numérique pendant la durée du projet, et enfin par la distribution de ses logiciels de simulation.
Parmi ses principaux clients, on trouve des armateurs, des chantiers de construction, des bureaux d'études et des cabinets d'architectes recherchant la performance et la réduction des risques de conception sur leurs projets : TOTAL, TECHINIP, STX, DCNS, CMN, Bureau Mauric, D2M, SEGULA, Corsica ferries, V.Ships, Brittany Ferries, GazTransport & Technigaz, CGG Veritas, Doris, Multiplast, VPLP, Groupama Sailing Team, Banque Populaire, Mer Forte, ALSTOM Hydro, Sabella, AWS Ocean Energy, Wavebob ... Preuve de son intérêt, le bassin numérique attire de plus en plus d'industriels en dehors du domaine marine, et a vu par exemple amerrir des avions et des hélicoptères, rouler des pneumatiques en aquaplaning ou encore des voitures franchir des guès ...

Contacts :
Resp. Commercial
Luke Berry, luke.berry@hydrocean.fr

CEO
Erwan Jacquin, erwan.jacquin@hydrocean.fr

HydrOcean
1 rue de la Noë
CS 32122
44321 Nantes Cedex 3
Tel. : +33 (0)2 40 20 60 84

Web : www.hydrocean.fr