Hélice-gouvernail Schottel
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L'hélice-gouvernail Schottel (en allemand : Schottel-Ruderpropeller, acronyme SRP) est un système de propulsion destiné aux navires pour lesquelles la manœuvrabilité prime sur l'efficacité propulsive. On la retrouve notamment sur les remorqueurs, les ferries et les véhicules amphibies. Ce système a été développé et breveté dans les années 1950 par Josef Becker, fondateur du chantier naval Schottel (devenu par la suite Schottel GmbH), et fut le premier du genre[1]. En 2004, Josef Becker a reçu à titre posthume le prix Elmer Ambrose Sperry pour le développement de l'hélice-gouvernail Schottel[2]. Les hélices-gouvernail Schottel sont fabriquées en différentes tailles et configurations, offrant des puissances de 150 à 4500 kW.
Parmi les autres fabricants de systèmes de propulsion à hélice-gouvernail, on peut citer Wärtsilä Lips (Drunen, Pays-Bas), Rolls-Royce Marine (Ulsteinvik, Norvège), Kawasaki (Kobe, Japon), Steerprop (Rauma, Finlande), Thrustmaster of Texas (Houston, États-Unis), Flowserve/Pleuger (Hambourg, Allemagne) et ZF (Krimpen aan de Lek, Pays-Bas).
Dans la navigation intérieure de la République démocratique allemande, des systèmes similaires, appelés transmission en Z, ont été utilisés à partir du milieu des années 1950, initialement pour transformer des barges non motorisées en navires automoteurs avec un minimum d'efforts[3].
La principale caractéristique de l'hélice-gouvernail Schottel est l'intégration de la propulsion et de la direction dans une seule unité. La poussée de l'hélice pouvant être orientée à volonté par rotation de la nacelle sur 360°, un gouvernail classique n'est plus nécessaire. De plus, la puissance de propulsion est disponible quelle que soit la position de la nacelle.
Une hélice-gouvernail Schottel se compose généralement des principaux éléments suivants[4] :
- Bride de montage (également appelée « couvercle de puits » ou « bouchon de puits »)
- Réducteur amont (engrenage conique à 90°)
- Système de direction
- Tube de support
- Tube de direction
- Arbre de liaison
- Nacelle d'hélice avec réducteur aval (engrenage conique à 90°)
- Hélice, réglable et/ou avec tuyère Kort en option.
Dans les installations inboard classiques, comme celles utilisées sur les remorqueurs, le système d'hélice-gouvernail est installé dans un arbre cylindrique, appelé « puits ». Ce dernier est recouvert par la bride de montage, qui supporte le réducteur amont, les systèmes de direction et divers composants additionnels (transducteurs pour indicateurs de position du gouvernail). Le tube de support externe, monté sous la bride de fixation, entoure le tube de direction interne, qui pivote autour de l'axe vertical et auquel est fixée la nacelle d'hélice. Selon les dimensions, les tubes de support et de direction peuvent également être conçus comme des composants séparés. La liaison mécanique entre les réducteurs supérieur et inférieur de la nacelle d'hélice est assurée par un arbre de liaison traversant le tube de direction.
Le flux de puissance provenant du moteur d'entraînement circule généralement horizontalement, via un accouplement et un arbre de transmission, jusqu'au réducteur supérieur. Dans ce réducteur, le couple est dévié vers le bas de 90° et transmis, via l'arbre de liaison, au réducteur inférieur. Là, le flux de puissance est à nouveau dévié de 90° et transmis à l'arbre d'hélice horizontal. Des joints d'étanchéité empêchent les infiltrations d'eau et les fuites d'huile de lubrification. Cette transmission est appelée transmission en Z. Si le réducteur supérieur est supprimé et qu'un moteur électrique est monté directement, l'hélice-gouvernail Schottel peut également être conçue comme une transmission en L (« Schottel Combi Drive » ou SCD)[5]. L'hélice peut être montée en mode traction ou propulsion. Selon le moteur d'entraînement utilisé, on peut employer des hélices à pas fixe ou à pas variable.
La rotation de la nacelle de l'hélice autour de son axe vertical, et donc la direction du navire, est assurée soit mécaniquement (chaîne à rouleaux, arbres de transmission), soit par des motoréducteurs électriques ou hydrauliques agissant sur le tube de direction via des engrenages cylindriques.
Exemples d'installations (sélection)
Applications civiles
| Année de construction | Nom | Produit | Puissance | Client/Propriétaire/Exploitant | Remarques |
|---|---|---|---|---|---|
| 1986 | Saipem 7000 | 4 × SRP 4500 | 4 × 4500 kW (18000 kW) |  Italie Micoperi Srl / Saipem S.p.A. |
Grue flottante, plus grande unité SRP jamais livrée |
| 1997 | Neuwerk | 2 × SRP 3030 | 2 × 2900 kW (5800 kW) |  Allemagne Ministère fédéral des Transports (Allemagne) |
Navire polyvalent |
| 1999 | Fairplay-25 | 2 × SRP 1515 CPP | 2 × 2025 kW (4050 kW) | Allemagne Fairplay Reederei GmbH |
Remorqueur (traction au point fixe: 65 t) |
| 2000 | RT Magic | 3 × SRP 1212 CPP | 3 × 1560 kW (4680 kW) |  Pays-Bas KOTUG |
Remorqueur « Rotor » (traction au point fixe : 75 t) « Navire de l’année 2000 » aux Pays-Bas |
| 2001 | FSPO Schiehallion | 2 × SRP 1212 LSU | 2 × 1500 kW (3000 kW) | .svg){kind=small} Royaume-Uni BP Exploration |
Navire spécialisé pour l’industrie pétrolière offshore |
| 2006 | Luz de Mar | 2 × SRP 3040 CPP | 2 × 3840 kW (7680 kW) |  Espagne Sociedad de Salvamento y Seguridad Marítima (SASEMAR) |
Remorqueur de sauvetage (traction au point fixe : 128,5 t) |
| 2006 | RV Hugh R. Sharp | 2 × SRP 330 | 2 × 483 kW (970 kW) |  États-Unis Université du Delaware |
Navire de recherche côtier |
| 2007 | Stadt Innsbruck | 2 × SRP 170 | 2 × 294 kW (588 kW) |  Autriche Achensee Schiffahrt-GmbH |
Navire à passagers (Achensee) |
| 2007 | Poseidon | 1 × SRP 110 | 1 × 200 kW | Allemagne Stern und Kreisschiffahrt GmbH |
Navire à passagers (Berlin) |
| 2010 | Überlingen | 2 × STP 330 | 2 × 386 kW (772 kW) | Allemagne Bodensee-Schiffsbetriebe |
Navire à passagers (lac de Constance) |
Applications militaires
Depuis le début des années 1960, le chantier naval Schottel produisait pour la Bundeswehr la vedette type M dite « grande » (officiellement : bateau, puissance, - remorquage), qui est utilisée par le génie pour le remorquage et le déplacement de véhicules et de sections de pont[6],[7].Schottel a ensuite développé la vedette M « petite », qui, contrairement à son prédécesseur à hélice unique, était équipée de deux hélices-gouvernail Schottel, avait un tirant d'eau plus faible, une plus grande manœuvrabilité et était spécifiquement conçue pour la construction de ponts flottants repliables[8],[9]. À partir de la seconde moitié des années 1980, le « M-Boot 3 » fut introduit. Contrairement à ses prédécesseurs, il n'était plus propulsé par une hélice-gouvernail, mais par un « Schottel Pump-Jet » (SPJ)[10],[11].
Le TPz Fuchs était également propulsé par deux SRP pour une utilisation sur les voies navigables.
