La coque du navire peut être assimilée à une poutre. Ou, à la charpente et à son enveloppe.

Flottabilité
La flottabilité est la caractéristique d’un navire qui flotte. La flottaison est le plan horizontal qui délimite la carène.
Le fait qu’un navire flotte est la résultante d’un équilibre entre 2 forces qui s’annulent (l’éternel combat entre Newton et Archimède) :

• Le poids de la coque et ses apparaux (bateau lège ou vide), approvisionnement et marchandises chargées sur le navire. Soit, P la somme de ces poids(déplacement en charge). La force P est verticale et dirigée vers le bas, elle est appliquée au centre de gravité (CG).
• La poussée de l’eau (π) ou poussée d’Archimède est dirigée vers le haut et est appliquée au centre de carène (CC).Elle est égale, au poids du volume d’eau déplacé (Volume de la partie immergée de la carène x densité de l’eau)

1 000,00 kg/m³ (eau douce)
1 160,00 kg /m³ (eau salée saturée)

Toutefois, l’égalité des forces en présence (poids et poussée) en un point donné de la coque n’est pas, pour autant, constante. Cela est dû à la forme de la carène et à une répartition inégale des poids, telle qu’une mauvaise répartition du chargement, par un plan d’eau agité ou encore à l’occasion d’un passage au chantier ou lors d’un échouage.

Fatigues sur coque
La répartition non uniforme des poids et des poussées engendrent des contraintes importantes sur la coque qui se traduisent par des déformations, voire des fissures des éléments de la structure, pouvant évoluer jusqu’à des cassures.
Les différentes forces s’exercent d’abord sur les tôles, qui forment les ponts et la coque d’un navire/bateau que l’on peut assimiler à une « peau ou une enveloppe ». La structure intérieure, que l’on peut assimiler à une « une ossature », sert de charpente pour répartir et transmettre les efforts entre les bordés de pont et les murailles de côtés et de fond. Ainsi, la qualité de l’acier, l’échantillonnage, la forme et la répartition des différents éléments de structure donnent à la coque la solidité nécessaire afin que, dans des conditions normales d’exploitation, la poutre navire reste en deçà de ses limites de déformation élastique.

Fatigues transversales
Plus on s’enfonce dans l’eau, plus la pression est importante (poussée d’Archimède) : aussi l’échantillonnage des éléments de structure les plus immergés est plus important.
Les éléments transversaux qui renforcent la coque, sont les varangues(renfort transversal des bordés de fond), membrures(renfort transversal du bordé de la muraille), goussets et les barrots de ponts(renfort transversal du bordé de pont). Sous le poids du chargement, ces structures auront tendance à se déformer. Les barrots, les épontilles doivent empêcher la déformation du passe-avant et pont.
Lorsqu’un navire/bateau est en cale sèche, la coque repose sur des tins et/ou des chariots. La poussée de l’eau est ici remplacée par la réaction des tins et/ou chariots sur le bordé de fond lesquels, non disposés d’une façon régulière ou en nombre, provoquent une répartition inégale des réactions  d’où fatigue et déformation. Ces fatigues sont cependant limitées en allégeant la navire/bateau au maximum et en respectant le plan de tirage/levée à terre.

Fatigues longitudinales
En eau calme, pour l’ensemble du navire/bateau il y a équilibre entre la poussée et le poids, mais si l’on considère une tranche quelconque du navire, cette égalité n’est plus vérifiée. Aussi, dans l’exemple d’un navire/bateau lège, il y a un excès de poids sur les poussées. A l’avant, le guindeau, les ancres, les chaînes, le local technique, les caisses ; à l’arrière, la machine, l’arbre porte hélice, l’hélice, l’appareil à gouverner ou le système de giration, représentent des poids importants qui ne sont pas complètement équilibrés par les poussées. Dans la partie centrale du navire/bateau, toujours lège, il y a un excès de la poussée sur le poids.
Cela se traduit par la présence de 2 types de contraintes : les efforts tranchants (tendance au cisaillement) et les moments de fléchissants (tendance à la flexion), dérivée de la 1ère.

Efforts tranchants
L’effort tranchant au niveau d’une section donnée d’un navire/bateau est égale à la somme des mises en charge ; elle est dirigée vers le bas quand poids est > à la poussée. L’effort tranchant varie en chaque point de la longueur du navire/bateau.

Moments fléchissants
La flexion est la déformation d’un objet qui se traduit par une courbure. Dans le cas d’une poutre, elle tend à rapprocher les 2 extrémités de la poutre. Pour un navire/bateau lège, les moments se traduisent par de l’arc. Un navire chargé aura tendance à avoir du contre-arc. Mais, pour grands des navires/bateaux, les moments peuvent changer plusieurs fois de signe, ce qui se traduit par des efforts importants au niveau des éléments longitudinaux de la structure du navire/bateau (quille, carlingue, hiloires, lisses).
Pour connaître le contre-arc :
Dresser 3 droites perpendiculaires (PP) à points de la flottaison en charge :

• PP AV : passe par l’intersection entre l’étrave et flottaison en charge
• PP AR : passe par la mèche de gouvernail
• PP Milieu : à égale distance entre PP AV et PP AR

Prendre les tirants d’eau à ces points (TE). Le TE Moyen (TEM) = (TE AV + TE AR) divisé par 2.
Si TE ≠ TEM si arc ou contre-arc.
Différence entre TE AV et TE ARR (TE AR – TE AV), notée D

• D > 0 si TE AR > TE AV = navire sur le cul
• D < 0 si TE AR < TE AV = navire sur le nez
• D =0 si TE AR = TE AV = navire/bateau sans différence.

Solidité de la coque
Les règles relatives à la solidité de la coque sont entièrement sous-traitées par les bureaux d’Etudes des Organismes de Contrôle ou par les sociétés de classification. En France, le Bureau Veritas (BV) prescrits dans son Règlement « Construction des navires en acier », un certain nombre de règles qu’il convient de respecter pour que le navire/bateau soit coté et que sa cote soit maintenue dont, notamment :

• Les critères de résistance
• L’examen des plans
• La qualité des matériaux
• L’échantillonnage
• La protection contre la corrosion
• Les épreuves et les essais.

Prévention
Une fois le navire construit, il faut communiquer aux exploitants les informations qui leur permettront de s’assurer que les contraintes admissibles ne sont pas dépassées en navigation

Le manuel de chargement
Il contient un certain nombre de chargements types pour lesquels le navire/bateau a été conçu et calculé :

1. Les résultats des calculs des efforts tranchants (ET) et des moments fléchissants (MF)
2. Les valeurs maximum admissibles des (ET) et (MF)
3. Les charges maximales admissibles pour lesquelles les échantillonnages des différents ponts ont été calculés.
4. Les conditions et le mode de répartition de chargement
5. Les critères de chargement local qui déterminent le poids de la cargaison en fonction du TEM pour chaque cale.

D’une manière générale, les navires/bateaux ne devraient pas charger ou transporter des cargaisons ou marchandises autres que celles prévues au manuel.