L'arche: perspective de l'ingénieur naval.

L'Arche de Noé a toujours été le sujet de blagues et de railleries de la part de ceux qui rejettent la Bible. Les détracteurs de la Bible nous diront avec assurance: "Tous savent que dans le monde ancien personne ne pouvait construire un navire d'une telle taille. Ce n'est que depuis que l'on a développé la conception de navires en acier, depuis un peu plus de cent ans, que la construction de navires de 130m et plus est devenu possible sur le plan technique". Et pour y ajouter de la confusion, les gens ont souvent une image un peu folklorique de l'arche de Noé, où figure un Noé barbu installé sur une petite barque rondelette et rigolote, entouré d'animaux souriants, comme on peut le trouver représenté dans la culture populaire.

Et les érudits nous diront que si l'on se fie aux légendes babyloniennes par exemple, l'arche de Noé aurait été un genre de panier, de forme ronde[1]. Mais pour y voir clair, il faut retourner à la source du récit. En Genèse 6: 15-16, les dimensions de l'arche de Noé sont données. Le texte nous dit:

La terre était corrompue devant Dieu, la terre était pleine de violence. Dieu regarda la terre, et voici, elle était corrompue; car toute chair avait corrompu sa voie sur la terre. Alors Dieu dit à Noé: La fin de toute chair est arrêtée par devers moi; car ils ont rempli la terre de violence; voici, je vais les détruire avec la terre. Fais-toi une arche de bois de gopher; tu disposeras cette arche en cellules, et tu l'enduiras de poix en dedans et en dehors. Voici comment tu la feras: l'arche aura trois cents coudées de longueur, cinquante coudées de largeur et trente coudées de hauteur. Tu feras à l'arche une fenêtre, que tu réduiras à une coudée en haut; tu établiras une porte sur le côté de l'arche; et tu construiras un étage inférieur, un second et un troisième. Et moi, je vais faire venir le déluge d'eaux sur la terre, pour détruire toute chair ayant souffle de vie sous le ciel; tout ce qui est sur la terre périra. Mais j'établis mon alliance avec toi; tu entreras dans l'arche, toi et tes fils, ta femme et les femmes de tes fils avec toi. De tout ce qui vit, de toute chair, tu feras entrer dans l'arche deux de chaque espèce, pour les conserver en vie avec toi: il y aura un mâle et une femelle. Des oiseaux selon leur espèce, du bétail selon son espèce, et de tous les reptiles de la terre selon leur espèce, deux de chaque espèce viendront vers toi, pour que tu leur conserves la vie. Et toi, prends de tous les aliments que l'on mange, et fais-en une provision auprès de toi, afin qu'ils te servent de nourriture ainsi qu'à eux. C'est ce que fit Noé: il exécuta tout ce que Dieu lui avait ordonné. (Ge 6: 11-22)

L'unité de mesure dans le texte biblique est la coudée. Il s'agit d'une mesure connue dans le monde antique, mais variable d'une société à un autre. Cette mesure s'appuie sur la distance entre le coude et le doigt le plus long chez un homme mature. Des coudées de longueur variable ont existé dans le monde antique, il est donc impossible de savoir avec précision la taille de la coudée utilisée par Noé et donc les dimensions exactes de l'arche de Noé. Dans leur livre, The Genesis Flood (1977 : 10) Morris et Whitcomb notent que la coudée royale des Babyloniens avait 19,8 pouces (50,29cm), chez les Égyptiens, on avait une coudée longue de 20,65 pouces (52,45cm) et une coudée de 17,6 pouces (44,7cm). Chez les Hébreux, il existait également une coudée longue 20,4 pouces/51,81cm) et une courte (17,5 pouces/44,45cm). Dans leurs calculs (sur lesquels on s'appuiera ici) Morris et Whitcomb se réfèrent à la coudée courte des Hébreux (de 17,5 pouces/44,45cm). Le physicien renommé Sir Isaac Newton s'est également intéressé à cette question et a rédigé en 1737 une étude intitulé "Dissertation Upon the Sacred Cubit of the Jews" où il proposa une coudée de 25 pouces, soit 63,5 cm..

De ce fait, on estime[2] que l'Arche construit par Noé et sa famille aurait eu environ 130m (450 pieds) de longueur, 22m (75 pieds) de large par 13m (45 pieds) de haut. C'est l'équivalent d'un paquebot moderne de bonne taille. Il faudra attendre la fin du XIX^e siècle avant que l'on construise un autre navire de taille aussi importante. Et ce navire fut l'Eturia, un paquebot de la compagnie Cunard construit en 1884. En termes de volume, Morris et Whitcomb estiment l'Arche 1,4 millions de pieds cube ou 39 643m². C'est le volume de plus de 1 000 conteneurs standard[3]! L'Arche pouvait embarquer en marchandises l'équivalent d'un train de 522 wagons de long.

Et un autre modèle proposé par Rod Walsh – Australie

Plusieurs études ont été faites sur le design de l'arche, en particulier sur son comportement dans des conditions de mer déchaînée. On a découvert que l'arche de Noé comporte un design très stable. Les proportions de l'arche sont 30 x 5 x 3. Il semble que ce soit un design optimal pour prévenir les chavirements dans une mer déchaînée. Entre autres, une étude par des ingénieurs navals, Hong et ali (Safety Investigation of Noah's Ark in a Seaway) examine justement l'arche du point de vue d'un architecte naval, examinant sa stabilité en mer.

La Bible dit (Ge 6: 14) que Dieu ordonna que l'arche soit construite de “bois de gopher[4]". “Gopher” est la translittération du mot hébreu lui-même. Certaines traductions en font un "bois de cyprès", cependant, ce n'est qu'une supposition, car le sens du terme hébreu nous est inconnu. Possiblement il s'agit d'une espèce d'arbre disparu. Une telle traduction est sans doute due au fait que le bois de cyprès est très résistant à la pourriture ce qui convient bien pour un navire. Ce qu'était ce matériel était encore un mystère. Certains ont avancé l'hypothèse que le bois de gopher ne vise pas une espèce d'arbre, mais plutôt une technologie d'assemblage, possiblement un type de contreplaqué très résistant.

L'hydrologue Henry Morris relate (1984 : 295) que pendant le tournage du film populaire, In Search for Noah's Ark[5], les hypothèses sur la capacité de survie en mer de l'arche de Noé ont été effectivement confirmées par l'essai d'un modèle à échelle réduite de l'arche dans un réservoir permettant la simulation de grandes vagues au Scripps Institute of Oceanography à La Jolla en Californie. Des vagues géantes ont été produites par un dispositif mécanique de générateur d'ondes, en simulant des vagues sur le modèle à échelle plus grande que tout ce qui a été vu sur un océan réel. Il s'est en effet avéré impossible de chavirer l'arche, de même que les calculs l'avaient prévu. Ce n'était pas bien sûr un navire prévu pour la vitesse, mais pour la stabilité, et ses dimensions divinement ordonnées étaient idéales à cet effet.

Dans son livre The Biblical Basis for Modern Science. Henry M. Morris a examiné la stabilité de l'arche. Morris note (1984: 294-295) qu'en raison de sa forme rectangulaire, l'arche a démontré la capable de se redresser à n'importe quel angle jusqu'à 90 degrés. Évidemment un placement intelligent des charges les plus lourdes dans les ponts inférieurs (et solidement attachés) peut aider. Peu de navires modernes sont capables de survivre dans de telles conditions sans chavirer. La plupart des navires éprouvent de graves problèmes de stabilité à un angle inférieur à 60 degrés. Les proportions de l'Arche, fixées à 30 x 5 x 3 s'avèrent un design parfait pour prévenir le chavirement dans une mer agitée.

Une étude poussée d'efficacité du design de l'arche a été produite par un groupe d'ingénieurs navals coréens sous le titre Safety Investigation of Noah's Ark in a Seaway[6] (Hong et ali. 1994). Dans leur étude, ils ont examiné la sécurité de l'Arche de Noé dans l'environnement extrême imposé par les vagues et les vents déchaînés lors du Déluge de la Genèse. Trois paramètres majeurs de sécurité – la sûreté structurale, la stabilité de renversement et la tenue en mer - ont été évalués ensemble afin d'évaluer la sécurité de ce design. Dans leur abstract, les auteurs notent (Hong et ali. 1994)

La notion de “sécurité relative”, se définit comme la supériorité de la sécurité d'une coque par rapport aux autres formes de coques, a été introduite et douze formes de coque différentes avec le même déplacement ont été générées aux fins de comparaison. L'évaluation de ces trois paramètres de sécurité a été effectuée à l'aide d'outils analytiques (sur ordinateur). Les essais sur des modèles à échelle réduite 1/50 d'un prototype matériel ont été effectués pour trois formes typiques de coque afin de valider l'analyse théorique.
Un indice de sécurité globale, définie comme la moyenne pondérée des trois représentations relative sécurité, a montré que l'Arche avait un niveau supérieur de sécurité dans les grands vents et des vagues par rapport aux autres formes de coques étudiées. La limite du voyage de l'Arche, si on la compare aux paquebots modernes, a révélé qu'il pourrait avoir navigué dans des vagues supérieures à 30 mètres.

Et sur son site WorldWideFlood, l'ingénieur mécanique Tim Lovett a examiné l'arche sous tous les critères servant à évaluer la navigabilité d'un navire moderne. Voici quelques points examinés :

• Static Roll Stability
• Roll Stability Calculator )
• Broach Avoidance
• Bow Fin
• Wave Yawing and Broaching Action
  

Par ailleurs, sur le site de Lovett, on peut télécharger un simulateur de vagues et l'application Diluvia (application Windows) où l'on peut se "promener" de manière virtuelle à l'Intérieure d'une simulation (partielle) de l'Arche. Lovett a d'ailleurs examiné l'architecture navale du monde antique pour déterminer si certains traits auraient pu être empruntés au design de l'arche (et utiles pour les conditions extrêmes rencontrées lors du Déluge). Voici un modèle de l'arche proposé par l'ingénieur Tim Lovett.

Puisque l'arche ne comportait pas de système de propulsion, le vent et les vagues arrivent de l'arrière, ce qui est l'inverse d'un navire avec propulsion. La voile rigide à l'avant (proue) a comme fonction (tout comme les plumes d'une flèche) de maintenir l'avant du navire enligné avec le vent et ainsi éviter que les vagues arrivent à 90 degrés (sur le flanc du navire) et menacent ainsi de le chavirer. La projection derrière la proue a comme fonction de briser les vagues. Lovett signale que ces traits de l’architecture naval se retrouvent fréquemment dans les navires du monde Antique.

Et voici une illustration proposée par Lovett avec une vue en découpe de l'arche, exposant les trois ponts:

Les critiques de l'arche de Noé
Lors d'un échange dans un groupe de discussion, Allen Roy[7], nota au sujet de critiques qui semblent contredire le design de l'arche et aborda en particulier les critiques de David O'Neil (dont le site web ne semble plus en ligne, juin 2003) :

« Woodmorappe et moi avons eu une discussion/débat avec O'Neil il y a quelques années. Ce que nous avons appris de lui remet en question toutes les affirmations faites sur son site web. Bien que ni l'un ni l'autre ne soient des ingénieurs navals (j'ai une formation technique en génie civil) nous étions capables d'appliquer ce qu'il nous avait montré. Ce faisant, on a découvert que construire une arche en bois est tout à fait possible du point vue de l'ingénieur. Voici quelques facteurs importants à retenir pour la construction d'un tel navire:

• toutes les poutres et madriers individuels du pont de la partie supérieure et de la coque inférieure doivent avoir une longueur d'au moins 80% de la longueur totale du navire (c'est-à-dire 300 coudées).
• les planches et structures longitudinales doivent être d'une épaisseur suffisante pour supporter les forces en tension et compression,
• l'endroit subissant le moins de stress est situé sur le flanc du navire, entre le haut et le bas, et à mi-chemin entre la poupe et la proue (c'est-à-dire exactement là où les Écritures déclarent que Dieu a ordonné qu'on y met une porte[8])
• la majorité des bois durs utilisés dans la construction navale seraient suffisamment résistants pour supporter les forces en cours si le design était exécuté de manière correcte. »

O'Neil et la majorité des autres qui affirment qu'une arche en bois ne pourrait en aucun cas être suffisamment résistante font une erreur majeure en comparant les navires modernes (faits d'acier) et l'arche. Une des contraintes de design pour les éléments de structure porteurs de charges pour les navires modernes est tout à fait semblable à celle qui s'appliquerait pour l'Arche et a une valeur d'environ 1 265,52 kg/cm² (ou 9 tsi[9]). Le point de rupture pour le bois se retrouve habituellement entre 105.46kg/cm² et 210.92 kg/cm²[10]. Évidemment, le bois ne peut supporter une pression de 1 265,52 kg/cm². Par contre, ce que ces gens négligent de mentionner (s'ils en sont même conscients) est le fait que le calcule du stress de design d'un navire est fonction de la section des éléments de structure qui sont porteuses de charges.

Sur les navires modernes en acier les éléments de structure porteurs de charges ont une épaisseur entre 4 à 6.5 cm (1.5 à 2.5 pouces), ce qui implique que le pont et la coque inférieure est fait d'acier d'une épaisseur de 4 à 6.5 cm ! Maintenant, si on tente de construire une arche avec une coque extérieure de seulement 4 à 6.5 cm d'épaisseur, le bois se briserait effectivement sous la charge de 1 265,52 kg/cm². Il ne pourrait supporter une telle charge. Par contre, si on construit l'arche avec une coque et/ou des poutres longitudinales d'une épaisseur de 46 à 50cm (18 à 20 pouces), la charge serait alors appliquée sur une section plus grande et ainsi, on verrait réduire la pression de 1 265,52 kg/cm² (sur une coque de 6.5 cm) à 168.73 kg/cm²[11] (sur une coque de plus de 50cm). Ainsi, la charge devient alors tout à fait supportable pour le bois franc conventionnel. De ce fait, la construction d'une arche de bois, telle que l'Arche de Noé, devient tout à fait plausible sur le plan du design.

D'autre part, on compare parfois l'arche aux voiliers de bois du XIX^e siècle, mais ce genre de comparaison est erroné pour plusieurs raisons:

1. Les voiliers étaient conçus avec un profil hydrodynamique puisqu'un des objectifs de leur design est de faciliter le déplacement du navire sur/dans l'eau (et ainsi augmenter leur vitesse). Sur le plan du design naval, le design le plus résistant est un design de type barge, qui rassemble à une boîte rectangulaire. Le design le moins résistant est une forme hydrodynamique. L'arche avait sans doute un design de type barge, c'est-à-dire rectangulaire, un design bien plus résistant que les voiliers des siècles passés, car il n'avait qu'à flotter et non à se déplacer dans l'eau.
2. Les madriers d'un vaisseau à voile sont généralement mis bout à bout, car peu d'arbres permettent d'en tirer des madriers de la pleine longueur du navire. Étant donné ce fait, les voiliers étaient plutôt faibles sur le plan des stress de tension. Dans le cas de l'arche, il est fort possible qu'il ait été construit de madriers tirés d'arbres de très grande taille ce qui permet d'en tirer de madriers de la pleine longueur du navire.
3. Le design des voiliers de bois d'autrefois était fait par essai et erreur ainsi que par l'expérience accumulée de générations de constructeurs navals. Les sciences du génie de structure naval ou le génie des matériaux n'existaient pas. Le design de navires se faisait sans connaître la force véritable des matériaux utilisés et, de ce fait, ne pouvait s'approcher leur plein potentiel véritable. À vrai dire, les vaisseaux de bois peuvent êtres conçus de manière beaucoup plus résistante et pourraient s'approcher de la solidité de l'arche de Noé. Notons qu'il est peu probable que l'on puisse vouloir construire en bois de très grands vaisseaux aujourd'hui, car il reste peu d'arbres de taille suffisante à de telles constructions[12].