Arktis at rest on the ice with visitors walking towards the bow

L’ingénierie

Comment Fonctionnent les Navires Brise-Glace, et Ce Que Arktis Fait à la Glace

À retenir

  • L’idée presque universellement admise est qu’un brise-glace ouvre un chenal en poussant. Ce n’est pas le cas.
  • L’étrave inclinée fait monter le navire sur la couche de glace, puis le poids du bâtiment brise la glace vers le bas sous lui.
  • Renforcée à la ligne de flottaison et conçue pour repousser les plaques brisées vers le bas et sur les côtés, plutôt que de les laisser s’accumuler devant elle.
  • Dans une glace épaisse, le navire recule puis prend son élan, à plusieurs reprises. De l’intérieur, c’est aussi spectaculaire que cela en a l’air.

Pourquoi un navire ordinaire ne peut pas le faire

La coque d’un navire classique est conçue pour fendre l’eau, qui n’oppose presque aucune résistance, et pour le faire efficacement. Face à une couche de glace solide, elle s’arrête tout simplement. Pire encore, le bordé à la ligne de flottaison n’est pas conçu pour supporter le frottement continu exercé par la banquise, et un navire ordinaire forcé de traverser la glace risque de voir son flanc s’ouvrir.

Briser la glace ne consiste donc pas à ajouter de la puissance à un navire normal. Il faut une coque différente, de forme et de construction différentes, ainsi qu’une grande puissance au regard de sa taille.

C’est précisément pour cela qu’une flotte spécialisée existe, et qu’un pays doté d’une côte gelée en entretient une sur fonds publics.

Monter sur la glace, pas la traverser en force

L’étrave d’un brise-glace est inclinée. Au lieu de rencontrer la glace de face, le navire avance et cette pente soulève l’étrave sur la surface de la couche de glace.

La glace cède alors, car le poids du navire s’exerce désormais sur elle depuis le dessus, et la glace est bien plus fragile en flexion qu’en compression. La couche se fissure vers le bas, le navire retombe, et le processus se répète en continu à mesure qu’il avance.

C’est pourquoi, de l’intérieur, on ressent une montée, une pause puis une retombée plutôt qu’un tremblement. Une fois que vous savez ce qui se passe, cela devient évident, et c’est sans doute la chose la plus satisfaisante à comprendre avant d’embarquer.

Il en résulte une conséquence élégante, évidente dès que vous l’avez vue : un brise-glace est le plus efficace lorsqu’il est lourd. Les ballasts sont délibérément utilisés pour cette raison, et certains navires peuvent déplacer l’eau d’un côté à l’autre afin de se dégager en se balançant lorsque la coque est prise dans la glace. Le navire ne lutte pas tant contre la glace qu’il utilise sa propre masse comme outil.

The bow of Arktis in the ice under a blue sky

La proue montant sur une nappe de glace intacte

Ce qui arrive à la glace brisée

Elle doit aller quelque part, et si elle s’accumule devant le navire, elle devient elle-même un obstacle. La coque sous la ligne de flottaison est donc conçue pour repousser les plaques brisées vers le bas et sur les côtés, où elles glissent le long de la coque avant de refaire surface derrière.

C’est le chenal que vous voyez dans le sillage : une voie de dalles retournées, dont certaines font un mètre ou plus de large, séparées par de l’eau noire. Il reste ouvert un temps, puis regèle, d’où la nécessité de répéter les passages d’escorte.

C’est aussi, au passage, là que vous flottez parmi les glaces. La glace brisée derrière le navire est l’eau dans laquelle vous êtes mis à l’eau.

La coque elle-même

Fortement renforcée le long de la ligne de flottaison, là où la glace agit, elle présente un bordé plus épais et une ossature plus serrée que ceux d’un navire ordinaire. Sa forme sous l’eau est arrondie plutôt qu’acérée, afin que la pression d’un champ de glace qui se referme soulève le navire au lieu de l’écraser.

Cette forme arrondie a un inconvénient : en eau libre, un brise-glace roule considérablement, car la forme qui le protège d’un champ de glace qui se referme lui offre très peu de prise sur les vagues. Les équipages considèrent cela comme le prix à payer pour cette conception.

Sur une mer gelée, cela n’a aucune importance, et c’est la seule mer sur laquelle ce navire précis est appelé à travailler.

Voilà pourquoi un brise-glace amarré à quai a une allure un peu étrange. Sa proue est trop émoussée, ses flancs trop arrondis, et l'ensemble paraît bas et lourd, d'une manière qu'un cargo de longueur comparable n'aurait pas. Chacun de ces défauts apparents révèle en réalité l'efficacité de sa conception : sa coque est optimisée pour évoluer dans un milieu solide plutôt que liquide.

0.5 m+

Épaisseur de glace que le Bothnian Bay peut atteindre lors d'un hiver normal. C'est pourquoi la Finlande entretient une flotte de brise-glaces plutôt que d'accepter la fermeture de ses ports pendant quatre mois par an.

La puissance, et pourquoi il en faut autant

Les brise-glaces disposent d'une puissance moteur sans commune mesure avec leur longueur, car briser la glace en continu demande énormément plus d'énergie que naviguer sur l'eau. Une grande partie de cette puissance sert simplement à maintenir une progression régulière face à une nappe de glace qui cède sous la proue.

Les hélices sont particulièrement robustes et souvent protégées par des carénages, car la glace peut les atteindre. La direction doit rester opérationnelle lorsque le navire est pratiquement coincé, ce qui explique en partie pourquoi de nombreux brise-glaces utilisent une propulsion azimutale orientable dans toutes les directions.

Le résultat est un navire qui semble lourd et méthodique plutôt que rapide, et c'est exactement ce qu'il est.

L'éperonnage

Lorsque la glace est trop épaisse pour avancer en continu, le navire ne peut plus progresser. Il recule alors dans le chenal déjà ouvert, prend de l'élan, puis lance sa proue sur la nappe de glace avec toute son inertie.

L'opération est répétée. Dans des conditions difficiles, un navire peut ne gagner que quelques mètres à chaque assaut, reculant et éperonnant pendant des heures pour progresser sur une courte distance.

Lors d'une croisière avec passagers, vous le verrez généralement en démonstration plutôt que par nécessité, et cela vaut la peine d'être sur le pont. Le navire se cabre, s'immobilise net, puis retombe.

L'autre chose à savoir sur l'éperonnage est qu'il s'agit d'un dernier recours plutôt que d'une technique privilégiée. Chaque assaut transmet un choc énorme à la coque et à la propulsion, et la progression se mesure en mètres plutôt qu'en miles. Un commandant tentera presque tout le reste avant d'y recourir, ce qui fait de ce spectacle un véritable événement plutôt qu'une simple routine.

Le voir en action

Depuis le bastingage à l'avant, vous voyez la nappe de glace devant vous et la ligne exacte où elle cède. Depuis l'arrière, vous voyez ce que le navire lui a fait subir.

À l'intérieur, tout se manifeste par les sons et les mouvements transmis par le pont : un grondement, un choc, un soulèvement. Les passagers réagissent pendant les vingt premières minutes, puis n'y prêtent plus attention pour le reste de la croisière.

Demandez à l'équipage comment se comporte la glace ce jour-là. Son épaisseur varie au fil de la saison et d'une année à l'autre, et l'équipage vous expliquera précisément à quoi le navire est confronté.

Observez-le depuis le bastingage et ressentez-le sous vos pieds

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Avant de réserver

Comment un brise-glace brise-t-il la glace ?
Il ne la coupe pas. La proue inclinée soulève le navire sur la nappe de glace, puis le poids du bâtiment brise la glace vers le bas, sous lui.
Pourquoi la proue a-t-elle cette forme ?
Pour monter sur la glace plutôt que de la heurter de face. La glace est bien moins résistante à la flexion qu'à la compression ; la briser par le dessus demande donc beaucoup moins de force.
Où va la glace brisée ?
La coque la pousse vers le bas et sur les côtés, où elle glisse avant de refaire surface derrière le navire. C'est le chenal de plaques retournées que vous apercevez dans le sillage.
Qu'est-ce que l'éperonnage ?
Lorsque la glace est trop épaisse pour progresser régulièrement, le navire recule, prend de la vitesse et lance sa proue sur la nappe de glace. L'opération peut être répétée pendant des heures pour avancer sur une courte distance.
Pourquoi les brise-glaces ont-ils autant de puissance ?
Briser la glace en continu demande bien plus d'énergie que naviguer sur l'eau, et une grande partie de la puissance sert à maintenir une progression régulière face à une nappe de glace qui cède.
Les brise-glaces roulent-ils en haute mer ?
Énormément. La coque arrondie qui empêche une banquise en mouvement d'écraser le navire lui offre très peu de prise sur les vagues. Dans une mer gelée, cela n'a pas d'importance.
Quelle épaisseur peuvent-ils briser ?
Cela varie selon le navire et les conditions. Demandez à l'équipage comment se comporte la glace ce jour-là, car son épaisseur change au fil de la saison et d'une année à l'autre.
Peut-on le ressentir à l'intérieur ?
Oui. Les mouvements se transmettent par le pont : un soulèvement, une pause, puis une retombée, tandis que le son remonte par la coque plutôt que par l'air.

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