L'étude expérimentale de la tenue à la mer d'un navire avec vitesse d'avance se fait à échelle réduite, typiquement dans un bassin de traction de 100 à 600 m de long, équipé d'un batteur générant des vagues de longueur d'onde entre 2 et 10 m.

La qualité du train d'onde généré se dégrade à grande distance du batteur par la modulation de l'enveloppe des vagues. Cette modulation est liée aux effets non-linéaires et elle se divise en 2 types. D'une part, des perturbations près du batteur se voient amplifiées par l'instabilité de Benjamin-Feir lors de la propagation dans le bassin. D'autre part, le front d'onde lié au démarrage du batteur se module lorsqu'il parcourt le bassin.

On souhaite s'affranchir de la modulation du front d'onde en utilisant la réversibilité du phénomène de modulation, c'est-à-dire en générant des paquets modulés au batteur qui se démoduleront lors de la propagation. On utilise pour cela deux approches.

La première consiste à se placer dans le cadre théorique permettant de décrire les deux modulations évoquées, celui l'équation de Schrödinger Non-Linéaire (NLS) qui décrit un champ de vague dont l'enveloppe est lentement modulée (spectre à bande étroite). On utilise la solution asymptotique du problème du dambreak décrite par El et al. (2016) pour prédire la solution modulée à une distance cible du batteur, comme le milieu du bassin. On définit alors le mouvement batteur qui permet de rejouer cette solution retournée dans le temps.

La seconde approche consiste à générer une première fois les vagues cibles et à mesurer le paquet modulé. Dans un second temps, on utilise également le retournement temporel pour obtenir la démodulation.

 Les deux méthodes sont appliquées d'une part expérimentalement dans le bassin de traction du LHEEA à l'ECN, de dimensions 143 m x 5 m x 3 m et dont le générateur de houle est un batteur de type volet plan articulé au fond. D'autre part, on utilise le bassin numérique HOS-NWT accessible en open-source pour mener une étude paramétrique des performances des méthodes. Ces deux applications permettent de dégager les avantages et les inconvénients des deux méthodes et de discuter de leur application pratique lors des essais de tenue à la mer des navires en bassin de traction.

G.A. El, E.G. Khamis et A. Tovbis, Nonlinearity 29 (2016) 2798–2836

HOS_NWT : https://lheea.ec-nantes.fr/logiciels-et-brevets/hos-nwt-193001.kjsp