L’évolution des cétacés est l’un des meilleurs exemples de biomimétisme utile au transport maritime moderne. Les baleines, dauphins et autres cétacés sont des mammifères marins qui ont développé, au fil de millions d’années, une efficacité hydrodynamique exceptionnelle. Leur nageoire caudale horizontale fonctionne comme une aile sous-marine, capable de générer une portance propulsive très élevée avec une dépense énergétique minimale.
Contrairement aux poissons, les cétacés ne nagent pas en ondulant latéralement. Leur propulsion repose sur un mouvement vertical de la nageoire caudale, qui agit comme un foil oscillant. Ce principe permet d’obtenir une poussée continue, une réduction de la traînée et une absence quasi totale
de cavitation.
https://en.wikipedia.org/wiki/Solutions ... propellers
Depuis l'apparition de l' hélice marine au début du XIXe siècle, la cavitation en fonctionnement constitue un facteur limitant l'efficacité des navires. Ce phénomène se produit lorsque l'hélice tourne à grande vitesse et réduit son rendement. Depuis lors, des solutions à la cavitation ont été développées et testées.
Un système de buses utilise un ensemble de buses pour réduire les vibrations de la coque dues à la cavitation. Ce système a été développé par Samsung Heavy Industries , une entreprise sud-coréenne. Afin de réduire ces vibrations, des buses sont placées sur la coque du navire, directement devant l'hélice. Ces buses projettent de l'air comprimé au-dessus de l'hélice, créant ainsi une « macrobulle » [ 1 ] . Cette bulle protège la coque en absorbant les surpressions produites par la cavitation.
La cavitation est un phénomène hydrodynamique qui apparaît lorsque la pression de l’eau chute brutalement autour d’une hélice, d’un foil ou d’une nageoire. Lorsque la pression devient trop faible, l’eau se met à bouillir localement, même si elle est froide. De petites bulles de vapeur se forment, puis implosent quelques millisecondes plus tard lorsque la pression remonte.
Cette implosion est extrêmement violente. Elle génère des micro‑ondes de choc capables d’arracher du métal, d’endommager les hélices et de provoquer des vibrations importantes de la coque . Sur une hélice de navire, la cavitation se produit généralement lorsque la vitesse de rotation est trop élevée, lorsque la forme de la pale n’est pas optimale ou lorsque la pression locale est trop faible
La cavitation est donc un problème majeur pour le transport maritime moderne. C’est l’une des raisons pour lesquelles des ingénieurs s’intéressent aux solutions biomimétiques inspirées des cétacés. Les nageoires caudales des baleines, par exemple, fonctionnent avec très peu de cavitation grâce à leur mouvement oscillant, leur flexibilité et leur profil hydrodynamique évolutif. Elles montrent qu’il est possible d’obtenir une propulsion puissante, silencieuse et efficace sans détruire le matériel.
C’est l’une des raisons pour lesquelles un animal de plusieurs dizaines de tonnes peut atteindre des vitesses impressionnantes tout en consommant très peu d’énergie.
Cette efficacité inspire aujourd’hui certains ingénieurs dans le transport maritime . Plusieurs technologies modernes s’appuient directement sur le fonctionnement des nageoires caudales : propulseurs oscillants, foils biomimétiques, systèmes de propulsion ondulatoire et dispositifs de récupération d’énergie des vagues. Ces solutions permettent d’améliorer le rendement propulsif, de réduire la consommation de carburant et de diminuer le bruit sous-marin, ce qui est bénéfique pour l’environnement.
L’étude des cétacés montre que la nature a déjà résolu des problèmes que l’industrie maritime tente encore d’optimiser : stabilité, efficacité énergétique, réduction de la traînée et propulsion silencieuse. L′étude de cette évolution pourrait fournir des pistes concrètes pour développer des navires plus écologiques, plus économiques et mieux adaptés aux exigences énergétiques du futur.