La coque d’un bateau :
La coque:est le constituant premier d'un bateau, c’est l'enveloppe extérieure du navire. Il forme le flotteur, c'est-à-dire l'élément assurant la flottabilité et l'étanchéité. Un bateau peut comprendre une seule coque (on l'appelle alors monocoque) ou plusieurs (multicoque). Sa rigidité provient notamment de sa forme courbe. Les coques sont généralement parallèles entre elles et sont reliées par des bras . Certains navires utilisent un système de double coque pour renforcer la structure, notamment les pétroliers pour éviter le rejet de pétroles en cas de chocs.
Le flotteur: doit avoir pour première caractéristique d'être plus léger que le poids d'eau correspondant à son volume, afin que la poussée d'Archimède lui permette de flotter. La coque peut prendre plusieurs formes, de simples rondins de bois assemblés ensemble pour faire un radeau aux coques composite des voiliers de compétition.
La coque supporte différentes contraintes :
- Des contraintes hydrostatiques puisqu'elle doit supporter le poids du bateau, souvent inégalement réparti - Des contraintes hydrodynamiques par le choc des vagues ; elle doit aussi prévenir le naufrage en cas de collision ou d'échouement.
Elle est ainsi souvent doublée sur les plus gros navires cargos. La coque est construite en bois pour les navires anciens et certains bateaux de plaisances, en acier pour la majorité des navires de commerce, en aluminium pour les navires rapides.
L'avancée d'un bateau est contrariée par la résistance de l'eau. Cette résistance peut être décomposée en plusieurs composants dont les principaux sont la friction de l'eau sur la coque et la création de vagues. Pour réduire la résistance et donc accroître la vitesse pour une puissance donnée, il faut donc réduire la surface immergée et utiliser des formes de coque produisant des vagues d'amplitude moindre. Pour cela, les bateaux rapides sont souvent plus fins, avec des appendices de taille plus réduite ; la friction de l'eau est aussi réduite.
Le bateau est en équilibre d'une part lorsque les forces sont d'égale grandeur, donc quand l'immersion est suffisante pour que la poussée d'Archimède compense le poids ; d'autre part lorsque les moments sont équilibrés. Le bateau prend ainsi une position d'équilibre. Si les poids sont également répartis, le bateau flotte avec une inclinaison nulle, mais l'action des vagues, du vent et le déplacement des poids (déplacement de l'équipage, du lest, de la cargaison).
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La stabilité d’un bateau est donc étudiée d'une part de façon statique (répartition des poids) et dynamique (action des vagues et du vent). Les moyens pour compenser une gîte excessive sont le déplacement de l'équipage sur les petits voiliers, un lest fixe (placé en bas de la quille) ou orientable, ou des ballasts pouvant être remplis d'eau
Cependant, la résistance à l'avancement grandit très vite pour un navire à déplacement lorsque le nombre de foudre atteint 0,4 ; pour dépasser cette vitesse, on peut utiliser une carène plus longue et plus fine, comme celle des multicoques à voiles On peut aussi diminuer la résistance en diminuant le volume immergé de la carène en utilisant la portance hydrodynamique d'une coque planante, d'une surface portante immergée (hydrofoil ou foil ), ou la portance aérostatique d'un coussin d'air.