Caffarelli et de Colbert
Quelques données en Vrac sur le Royaume de Naples et les ingénieurs constructeurs
Monsieur de Colbert a écrit à Caffarelli pour se rappeler à son bon souvenir. Ils ont servi ensemble aux Antilles et certainement lors de la guerre d'Indépendance des Etats-Unis.
De Colbert demande un coup de "piston" à celui qui fut le premier préfet maritime de Brest, pour lui et pour ses enfants.
Caffarelli promet de s'en occuper dans la réponse ci-dessous alors que De Colbert est Ingénieur Constructeur à Castellamare, port proche de Naples.
Voici donc quelques éléments sur le Royaume de Naples et sur les ingénieurs Constructeurs
Joseph Bonaparte, nommé roi des Deux-Siciles le 30 Mars 1806, il se trouva à gouverner un royaume presque complètement dépourvu de forces navales. Par conséquent, depuis le 15 mai confié la régence du département de la Marine à Nicola Pignatelli, puis mise en place un «Corps des ingénieurs de la mer » divisée en deux branches, «Marine» et «Plombier», pour réorganiser le secteur maritime.
Dans le même temps a été réorganisée l’Académie de la Marine, avec l’”école des pilotes", a été restauré l’école nautique de Meta et Piano de Sorrento et celle de l'île deProcida, un important centre commercial, ouvert à la fin de 700. Quant à la flotte, le premier noyau a été formé par la frégate Ceres et la Corvette Fame, capturé à Castellammare tandis que le roi échappé de Naples en Sicile pour la deuxième fois. Par conséquent, il a été décidé de construire des bateaux cannoniers pour défendre la côte contre les incursions des Anglo - Bourbon. Pendant ce temps Napoléon, qui avait adapté les arsenaux principales italiennes (Venise, Gênes, La Spezia) pour construire des navires à 80 canons, demandé à Murat, nommé roi de Naples en 1808, de procéder à cet ajustement pour l'arsenal de Castellammare et construire quatre vaisseaux de ligne. En attendant, ils ont commencé à construire un navire à 74 canons, le Capri (en l'honneur de la reconquête de l'île, occupée par les Britanniques, en Octobre1808), lancé en 1810. Deux ans plus tard, fut lancé le navire Joachim, quand on a prévu d'étendre l'arsenal de Castellammare pour définir trois bateaux
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| Sceau du Ministère de la Marine et des colonies |
Au milieu du XVIIIe siècle, Louis XV entérina la proposition de Duhamel du Monceau de titrer ainsi les hommes qui dessinaient les plans des navires royaux. Ces hommes de l'art, mathématiciens et dessinateurs, ne conçurent des navires à partir de plans qu'à partir des années 1720. L'ingénieur-constructeur prit l'habitude d'envoyer trois documents au ministre annotés de sa main :
- le plan du navire, indiquant trois vues : la vue longitudinale, montrant le profil de la coque, l'étrave, l'étambot, la position des sabords et des ponts, la position des sections transversales, qui sont les largeurs, dites couples de levée, au nombre de 7 par convention en avant du maître-couple avant, et de 8 en arrière du maître-couple arrière. Un couple, ce sont en France deux épaisseurs de chêne plaquées l'une contre l'autre avec des chevilles à bois ou gournables, disait-on autrefois. En Angleterre, le couple n'était formé qu'une seule épaisseur de bois, mais par contre l'intervalle entre deux couples (ou maille) était plus réduit qu'en France. Une deuxième vue indiquait le profil des sections transversales, vues donc par un observateur qui regarderait l'axe du navire devant ou derrière lui, ces profils étant symétriques par rapport à un axe vertical passant par le milieu de la quille. Une troisième vue montre les intersections de la charpente avec une série de plans horizontaux, parallèles à la surface de la mer, et à des profondeurs constantes l'un par rapport à l'autre : ce sont les lignes d'eau.
- le devis du constructeur, c'est-à-dire l'état détaillé des dimensions de toutes les pièces de charpente, les quantités, etc.
- et enfin, le devis des dépenses : c'est le roi qui paie, c'est-à-dire le Trésor public. Depuis Jean-Baptiste Colbert, la comptabilité publique avait fait d'énormes progrès en lisibilité, et la dépense globale est spécifiée, avec les coûts intermédiaires, même pour les vaisseaux et frégates du roi.
Tracer l'évolution des profils transversaux des couples de levée était tout un art géométrique, et diverses méthodes furent employées. L'invention des logarithmes fut une des méthodes de tracé. Je ne peux que conseiller, pour ceux que cela intéresse, le livre d'Eric Rieth, Concevoir et construire les navires de la trière au picoteux, aux éditions Erès. Ces hommes doivent aussi s'enquérir, grâce aux devis Retour de campagne rédigés par les capitaines-commandant des navires qu'il conçoivent, des divers qualités que Jean Boudriot présente dans le tome I du Vaisseau de 74 canons :
"- Bien porter la voile, pouvoir ainsi, suivant les circonstances, augmenter la surface de la voilure. Bien porter la voile nécessite, indépendamment de la forme de la carène, une mâture en proportion avec le volume des œuvres vives, bien porter la voile ne signifie pas pour autant être bon voilier ;
- Bien gouverner, virer de bord sans difficulté, ce qui est de la plus grande importance, le salut d'un bâtiment pouvant dépendre de sa possibilité de virer de bord vent devant ;
- La batterie inférieure doit être suffisamment élevée au-dessus de la ligne de flottaison, sinon, par mer un peu forte, le bâtiment ne peut utiliser son artillerie majeure (celle qui correspond à son étage inférieur) et risque d'être détruit ou capturé par un bâtiment de moindre force, mais ayant l'avantage d'ouvrir ses sabords ;
- Les mouvements de roulis (oscillations latérales) et ceux de tangage (oscillations longitudinales) ne doivent pas fatiguer le bâtiment, et surtout sa mâture ; ils faut donc qu'ils soient doux, réguliers et d'une amplitude raisonnable. Le bâtiment doit s'élever à la lame par mer forte ;
- L'allure vent arrière, correspondant à la direction du vent, coïncidant sensiblement avec la longueur du bâtiment, l'allure au plus près et l'allure largue, c'est-à-dire intermédiaire entre les deux premières, toutes ces allures doivent être bonnes."
Toutes ses qualités sont contradictoires les unes par rapport aux autres, l'ingénieur-constructeur doit donc trouver un juste milieu entre toutes. Chaque ingénieur eut sa "patte", les uns conçurent des profils de carène en forme de V large, ce qui favorisait la vitesse au détriment de la stabilité à la vague. Ainsi, par exemple, les formes de carène de la corvette corsaire la Confiance de Robert Surcouf, à bord de laquelle il fit sa plus belle prise en 1800, le vaisseau britannique des Indes le HMS Kent. D'autres dessinèrent des formes davantage en succession d'arcs de cercle. Et sans compter l'impact de la propulsion à vapeur sur les formes de carène. Citons, entre autrres, Jacques-Noël Sané (1740-1831), baron d'Empire, inspecteur général du génie maritime, surnommé le "Vauban des mers", qui conçut toutes les formes de carène des navires de la Révolution et du Premier Empire. Le grand tournant du navire de guerre à vapeur est l'œuvre de Dupuy de Lôme, un autre célèbre ingénieur-constructeur.
Au XVIIIe siècle, on débutait dans la profession d'ingénieur-constructeur, selon l'ordonnance de 1765, à la Petite Ecole (qui deviendra l'Ecole polytechnique) :
http://books.google.fr/books?id=6WLdVcEAX3kC&pg=PA179&lpg=PA179&…
Cette Petite Ecole leur enseignait, entre autres, le cours de mathématiques de Bézout selon le programme suivant :
1. VOLUME D’ARITHMETIQUE
- Les quatre opérations ;
- Les fractions et leurs usages ;
- Les carrés et leurs racines cubes ;
- La règle de trois ;
- Les proportions ;
- Les propriétés des logarithmes.
2. VOLUME DE GEOMETRIE
- Les droites, les angles, leurs propriétés ;
- Le théorème de Thalès ;
- La similitude des triangles ;
- Les surfaces et les volumes ;
- Leur mesure et leur rapport ;
- La trigonométrie et ses applications ;
- La trigonométrie sphérique.
3. VOLUME D’ALGEBRE (I)
- Calcul algébrique ;
- Les puissances et les racines ;
- Mise en équation ;
- Equations du premier degré à une et deux inconnues ;
- Identités remarquables ;
- Développements en série ;
- Approche de résolution des équations des troisième et quatrième degrés ;
- Les imaginaires ;
Applications à la géométrie :
- Les progressions géométriques et leurs usages ;
- Ellipses, hyperboles et ses asymptotes ;
- Paraboles.
4. VOLUME D’ALGEBRE (II)
- Les dérivées et éléments de calcul différentiel :
- Les logarithmes, les exponentielles et leurs applications ;
- Les points d’inflexion ;
- Les points de rebroussement.
Eléments de calcul intégral :
- Intégration des équations différentielles, et leurs applications à la rectification des lignes courbes ou surfaces ou volumes ;
- Notions préliminaires de mécanique :
- Mouvement uniforme et uniformément accéléré ;
- Les forces, composition, décomposition ;
- Quantité de mouvement ;
- Les moments.
5. VOLUME DE MECANIQUE
- Choc des corps ;
- Moment d’inertie ;
- Résistance des fluides ;
- Actions du vent ;
- Mouvement des corps le long des plans inclinés ;
- Mouvement d’oscillation ;
- Mouvement des projectiles.
- Problèmes de mécanique inhérents au fonctionnement du navire : les cordes, les voiles, le gouvernail, les palans, les cabestans, etc.
6. TRAITE DE NAVIGATION
Première section :
- De la figure du globe terrestre ; apparences qui résultent de cette figure et du mouvement de ce globe sur lui-même ; des principaux cercles qu’on a imaginés pour fixer la position de ses parties.
- De la manière de représenter sur les cartes, et particulièrement sur les cartes réduites, la position des différents points de la surface de la terre ;
- De la manière dont on mesure le chemin que fait le navire ; description su loch et de son usage ;
- De la manière de connaître la direction de la route du navire ; de la boussole et de ses usages ;
Principes fondamentaux de la réduction des routes ;
- De la manière de résoudre les questions de navigation par le moyen des cartes réduites ;
- Sur la manière dont on détermine le point de départ ou de partance, ainsi que le lieu où l’on se trouve à la vue de deux terres ;
- Du quartier de réduction et de son usage pour la résolution des problèmes de navigation ;
- Usage de l’échelle des latitudes croissantes qui accompagne le quartier de réduction ;
- Résolution des questions précédentes par le calcul.
Seconde section :
- Du mouvement annuel du soleil, de la vraie mesure du temps, et de la distinction des années communes et des années bissextiles ;
- Des cercles et des points de la sphère qui répondent aux différentes époques du mouvement annuel du soleil ;
- Conséquences qui résultent du mouvement annuel du soleil, par rapport aux climats, aux zones, à la durée des jours, etc ;
- Des planètes et des étoiles fixes ;
- De la lune, de ses phases et de ses éclipses ; du nombre d’or et des épactes ;
- De la manière de calculer les phases de la lune ;
- De la manière dont on détermine la position des astres à l’égard de l’écliptique et à l’égard de l’équateur ;
- De la manière dont on détermine la position des astres à l’égard de l’horizon ;
- De l’effet que la position de l’observateur peut produire dans la position apparente des astres, ou de la parallaxe ;
- De l’effet que doit produire sur la hauteur apparente des astres, l’élévation de l’œil de l’observateur au-dessus de la surface de la mer ;
- De la réfraction ;
- Des diamètres du soleil et de la lune ;
- De la manière de calculer les différentes circonstances du mouvement diurne des astres, leur lever, leur passage au méridien, leur coucher, leur situation à l’égard de l’horizon.
Troisième section :
- Du flux et reflux de la mer ;
- Description de quelques instruments pour observer en mer la hauteur des astres ;
- Description et usage du quartier anglais ;
- Description et usage de l’octant ;
- Différentes méthodes pour trouver en mer la latitude ou la hauteur du pôle ;
- Usage des observations de latitude pour la correction des routes ;
- Moyens pour déterminer en mer l’heure qu’il est sous le méridien où l’on se trouve ;
- Remarque ;
- Usages de l’observation des astres pour déterminer la variation du compas ;
- Description et usage du compas azimutal ;
- Différentes méthodes pour trouver la longitude en mer : par les cartes de variation de l’aiguille aimantée, par les montres marines, par l’observation de quelque phénomène instantané dans le ciel, par la mesure de la distance d’une étoile à la lune ou au soleil ;
Quatrième section :
- Des rapports qu’ont entre elles les variations très petites des triangles sphériques dont on suppose deux parties constantes, un angle et le côté opposé demeurant les mêmes ;
- Remarque sur la manière de faire usage de ces rapports ;
- De la variation totale que subit l’une quelconque des parties d’un triangle sphérique, lorsqu’on ne suppose rien de constant dans ce triangle ;
- Applications des règles précédentes à divers objets, et particulièrement à quelques méthodes qu’on pourrait être tenté d’employer pour trouver la latitude ;
- Réflexions sur l’octant et sur la correction qu’on doit faire aux arcs observés avec cet instrument ;
Table de la correction qu’on doit faire aux hauteurs observées, lorsqu’elles ont été réduites par la vérification de l’octant à l’horizon ;
Examen de l’erreur qu’on peut commettre dans la réduction des routes, en employant le moyen parallèle ;
- Du rapport qu’ont entre elles l’erreur commise sur la latitude, l’erreur commise sur le rhumb de vent, et celle que chacune de ces deux causes peut produire sur la longitude ;
- De la correction qu’on doit faire à la latitude et à la longitude déduites de l’estime, lorsqu’on a égard à l’aplatissement de la terre ;
- Table de la correction qu’on doit faire aux latitudes simples et aux latitudes croissantes, eu égard à l’aplatissement de la terre ;
- Résolution de quelques questions de trigonométrie sphérique qui peuvent être d’usage dans quelques cas ;
- Additions à ce qui a été dit dans la troisième section, sur la manière de trouver la longitude en mer par l’observation à la distance de la lune aux étoiles.
La profession suivit l'évolution des techniques de construction navales, mais continua le principe des 3 vues exposé plus haut. Les navires, au XIXe siècle, avec la vapeur et l'hélice, s'allongèrent, les aménagements intérieurs se modifièrent avec les machines à vapeur, les charpentes en fer. Mais le principe essentiel du dessin et des devis demeura. La profession intégra les progrès de la mécanique des fluides, l'hydrodynamique des coques
En 1970, l'École nationale supérieure de l'armement (fondée en 1936), l'École nationale supérieure du génie maritime , l'école nationale supérieure des poudres (fondée en 1900), et l'École des ingénieurs hydrographes de la marine (fondée en 1814) fusionnent pour créer l'École nationale supérieure de techniques avancées
Sources
http://souvenirsdutemps.vraiforum.com/t3587-L-ingenieur-constructeur-de-marine.htm
