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10/03/2000
 
 
 
 
 
 
Submersibles et sous-marins
                                                       
 

Les premiers submersibles opérationnels voient le jour à la fin du XIXe 
siècle. Utilisés dès la Première Guerre mondiale, ils deviennent un 
élément important des rapports de force au cours de la Seconde Guerre 
mondiale. Les sous-marins jouent désormais un rôle fondamental dans 
la stratégie de défense nucléaire. Parallèlement, le développement de 
soucoupes plongeantes et de sous-marins civils a permis l'observation 
scientifique des fonds océaniques. 

Respectivement : navires construits pour naviguer occasionnellement en 
plongée ; navires conçus pour naviguer en permanence en plongée, ne 
se déplaçant à la surface que sur quelques milles, pour quitter leur base 
et y rentrer. 

Les submersibles et les sous-marins
militaires

Les précurseurs 

La cloche à plongeurs d'Alexandre le Grand, souvent citée, n'était 
évidemment ni un submersible ni un sous-marin. Le premier inventeur 
du submersible paraît avoir été l'Anglais William Bourne, mais, quoiqu'il 
le décrive, en 1578, dans son livre Inventions and Devices, il n'a pas les 
moyens de le construire. Le premier à réaliser un bâtiment sous-marin 
est sans doute l'Américain David Bushnell, avec le Turtle, dont la forme 
rappelle celle de deux carapaces de tortues accolées ; manoeuvré à la 
main et au pied par un seul homme, le Turtle se distingue, en 1776, par 
une attaque manquée de la frégate anglaise l'Eagle au mouillage, 
pendant la guerre de l'indépendance américaine. Un quart de siècle plus 
tard, en 1800, un autre Américain, Robert Fulton, plonge dans la Seine 
son Nautilus ; en surface, ce submersible navigue à la voile et, en 
plongée, à la force musculaire, par l'intermédiaire d'une hélice ; Fulton 
doit abandonner la partie quatre ans plus tard, faute d'un financement par 
le gouvernement français ; en 1850, un Bavarois nommé Wilhelm Bauer, 
inspiré, comme ses prédécesseurs, par l'idée de détruire des navires de 
blocus, parvient à faire construire, à Kiel, son Brandtaucher, qui manque 
de lui coûter la vie. Enfin, pendant la guerre de Sécession, les sudistes 
réalisent les " David ", encore propulsés à bras et toujours conçus pour 
attaquer les navires de blocus - ceux de la flotte fédérale ; chaque " David 
" est armé par un commandant et huit hommes d'équipage 
essentiellement chargés de faire tourner l'hélice par l'intermédiaire d'une 
longue manivelle ; on dit que les " David " ont noyé trente-cinq hommes 
avant que l'un d'eux ne parvienne, le 17 février 1864, à couler la corvette 
en bois Housatonic - mais son succès même l'envoie par le fond, à côté 
de son adversaire. 

Tant que le moteur n'aura pas remplacé la force musculaire, le 
submersible ne sera pas un engin de guerre capable de naviguer. Or le 
moteur n'apparaît qu'en 1860, sur le Plongeur du capitaine de vaisseau 
Pierre-Joseph Bourgeois, de la Marine française ; il fonctionne à l'air 
comprimé, mais l'équilibre du navire en plongée n'est pas résolu, et c'est 
un échec. Il faut attendre encore quelques années pour que, en 1881, 
aux États-Unis, un inventeur d'origine irlandaise, John Philip Holland, 
construise son troisième bateau, le Holland III, d'un poids de 19 t, équipé 
d'un moteur à pétrole de 15 ch pouvant fonctionner, en plongée, à l'air 
comprimé, et équipé de ballasts et de gouvernails de plongée à l'arrière ; 
c'est un grand progrès, mais se pose alors très sérieusement le 
problème de l'armement offensif, auquel le Britannique Robert 
Whitehead apporte la solution avec sa torpille automobile à air comprimé 
- un mini sous-marin. 

Les submersibles de la fin du XIXe siècle 

En France, les ingénieurs de la marine Henri Dupuy de Lôme et Gustave 
Zédé, soutenus par l'amiral Hyacinthe Théophile Aube, alors ministre de 
la Marine, créent le Gymnote (30 t), lancé en 1888, équipé, cette fois, 
d'une nouveauté prometteuse : un moteur électrique de propulsion 
alimenté par une batterie d'accumulateurs. Puis c'est le tour du Gustave 
Zédé , de 266 t, lancé en 1893, après la mort accidentelle de l'ingénieur 
éponyme. L'année 1899 est marquée par les succès du Morse, en 
France, et du Holland VIII, aux États-Unis, tous deux officiellement 
reconnus comme de véritables navires de guerre, en dépit d'un rayon 
d'action dérisoire. La réussite la plus complète, et de loin, est celle du 
célèbre Narval de Laubeuf, mis en chantier en 1898. 

Les submersibles de haute mer 

Jusqu'au début du XXe siècle, les premiers submersibles ne sont 
utilisés que pour la défense des côtes, à proximité de leur base, car ils 
ne peuvent naviguer en surface que par très beau temps. 

Du début du XXe siècle à la Première Guerre mondiale. 

En France, l'ingénieur du génie maritime Maxime Laubeuf a l'idée de 
créer une sorte de torpilleur submersible. Le Narval est un petit bâtiment 
de 200 t en plongée, d'environ 115 t en surface, avec un rayon d'action de 
500 milles à 6,5 noeuds ; en plongée, une batterie et un moteur 
électrique lui assurent un rayon d'action d'environ 60 milles à quelque 3 
noeuds. La profondeur maximale prévue est de 25 m (50 m, en réalité). 
L'idée principale de Laubeuf est d'envelopper dans une coque légère de 
torpilleur une coque résistante à la pression de l'eau, donnant ainsi au 
submersible une forme extérieure appropriée à la navigation en surface ; 
en revanche, cette forme est loin de convenir parfaitement à la navigation 
en plongée, et la solution de Laubeuf n'est pas favorable à la vitesse en 
immersion. Mais, en 1900, ce facteur est encore considéré comme 
mineur à côté de la vitesse et du rayon d'action en surface et par tous les 
temps ; or, le Narval fait la démonstration de sa supériorité sur ce plan, 
en effectuant, en Atlantique, une traversée en haute mer de 2 300 milles, 
à la vitesse moyenne de 10 noeuds en surface. Toutefois, il est mû par 
une machine à vapeur. Celle-ci prête à la critique car sa chaudière à 
pétrole nécessite une cheminée qu'il faut, évidemment, fermer avant de 
plonger, tandis que l'on éteint les feux de la chaudière et que l'on ouvre 
manuellement les purges des ballasts à eau de mer ; au total, ces 
opérations demandent une vingtaine de minutes, délai considérable. Le 
Narval présente encore un défaut : ses torpilles, disposées hors de la 
coque, sont lancées par des appareils placés sur le pont. 

En 1897, l'ingénieur allemand Rudolf Diesel invente le moteur qui porte 
son nom, à combustion interne, d'un excellent rendement. Consommant 
du gazole, carburant qui, à l'inverse de l'essence, ne dégage pas de 
vapeurs explosives, ce moteur apporte la solution du problème de la 
propulsion des submersibles, et toutes les marines l'adoptent 
rapidement. En 1914, on compte, dans le monde, une majorité de 
submersibles équipés de moteurs Diesel ; de 1914 à 1918, les 
Allemands en construisent 343, lesquels, en participant aux combats, 
détruisent 19 millions de tonnes de navires de commerce alliés, au prix 
de 178 submersibles coulés.  

De 1920 à 1945. 

Les submersibles des marines mondiales ne diffèrent pas 
sensiblement des réalisations allemandes de la fin de la Grande 
Guerre ; toutefois, leurs performances et leurs armements ont 
sensiblement progressé pendant les deux guerres, l'avènement en 1943 
du schnorchel, marquant une étape vers la réalisation du vrai 
sous-marin. Le schnorchel est une manche à air rétractable, d'environ 8 
à 10 m de long, munie d'un clapet étanche se fermant et s'ouvrant 
automatiquement au passage des lames. Il permet aux submersibles 
allemands, à la fin de la Seconde Guerre mondiale, de recharger leurs 
batteries en plongée à faible immersion. Tous les submersibles sont 
propulsés, en surface, à une vitesse de 12 à 18 noeuds, et, en plongée, 
à une vitesse pouvant atteindre 10 noeuds pendant une heure ; 
cependant, dans les tout derniers jours de la Seconde Guerre mondiale, 
les submersibles allemands du type " xxi " sont capables de naviguer en 
immersion pendant une heure à 17 noeuds. Durant cette guerre, c'est 
surtout à l'aviation alliée que les Allemands doivent de payer beaucoup 
plus cher leurs succès ; pour 15 millions de tonnes de navires de 
commerce alliés coulés, ils perdent 784 submersibles (après en avoir 
construit 1 162, de 1939 à 1945). À l'exception du Surcouf, de 3 250 t en 
surface et 4 500 t en plongée, tous les submersibles ont des 
déplacements compris entre environ 250 t et 2 800 t en surface ; leur 
armement se compose de torpilles et de canons, voire de mines 
sous-marines. 

De 1945 à 1955. 

Tous les submersibles se maintiennent en surface grâce à la flottabilité 
que leur procurent les ballasts, alors vides, représentant 20 % environ du 
déplacement du bâtiment. Ces ballasts sont munis, à leur partie basse, 
d'un orifice de remplissage toujours ouvert à la mer, et, à leur partie 
haute, d'une purge manoeuvrable à distance. À l'ordre de plonger, on 
ouvre les purges, les moteurs Diesel sont stoppés, et les moteurs 
électriques mis en marche ; les ballasts se remplissent rapidement et, 
dès que la flottabilité du submersible devient nulle, ce dernier plonge, 
ses barres de plongée étant convenablement orientées. Des réservoirs 
d'eau de mer - les caisses d'assiettes et de réglage - permettent 
d'ajuster avec précision l'équilibre du navire dans le plan horizontal ; on 
referme alors les purges. Pour modifier l'immersion, il suffit de 
manoeuvrer les barres de plongée, commandées à distance, depuis le 
poste central. Pour faire surface rapidement, une chasse d'air comprimé 
à haute pression, stocké dans de grands réservoirs, expulse en partie 
l'eau des ballasts ; l'accès à l'air libre permet alors d'achever la vidange 
des ballasts, soit par les gaz d'échappement des moteurs Diesel mis en 
marche, soit au moyen d'une turbosoufflante. 

La propulsion, en surface ou au schnorchel, est assurée par une ou deux 
hélices couplées à un ou deux moteurs Diesel. En plongée, les moteurs 
électriques sont alimentés en courant continu par de grandes batteries 
d'accumulateurs, qui seront, par la suite, rechargés par l'intermédiaire 
des moteurs Diesel.  

Les instruments de navigation d'un submersible moderne sont soit 
optiques (les périscopes), soit électromagnétiques et électroniques le 
sonar, le (radar et le sondeur). Le périscope est un tube étanche, en 
acier, d'environ 25 cm de diamètre, long d'environ 9 à 15 m ; il est doté 
d'un système optique approprié ; l'oculaire peut recevoir une caméra. 
L'orientabilité du prisme permet l'observation zénithale des avions ou 
des astres (pour faire le point). Enfin, un télémètre optique complète le 
périscope. 

Les submersibles sont armés de torpilles, lancées par des tubes fixes, à 
l'avant et à l'arrière du navire, conservées dans les tubes eux-mêmes ou 
à l'intérieur du navire (torpilles de réserve). Certains submersibles 
peuvent être armés de mines. Très souvent employés pendant les deux 
guerres mondiales, les canons ont disparu au cours de la seconde, car 
le submersible, aussitôt détecté par les radars des navires 
anti-sous-marins et surtout par les avions, ne pouvait plus demeurer en 
surface pour s'en servir. 

Les sous-marins 

Avec l'invention de la propulsion nucléaire, le nombre des submersibles 
dans le monde n'a cessé de décroître, au profit des sous-marins. Le 
premier vrai sous-marin est le Nautilus de la marine américaine, qui, le 
17 janvier 1955, effectua sa première plongée en route libre, mû par 
l'énergie d'un réacteur nucléaire. Parallèlement, des essais avec un 
submersible modifié ont permis de définir les meilleures formes de 
coque pour un vrai sous-marin, sans avoir à prendre en considération 
les exigences de la navigation en surface. Le sous-marin nucléaire 
moderne possède une coque en acier spécial, résistant à une 
immersion d'au moins 300 m. C'est un navire d'un tonnage important - 4 
500 t de déplacement en plongée pour les sous-marins d'attaque 
britanniques Fleet Submarines, 2 670 t pour les SNA (sous-marin 
nucléaire d'attaque) français comme le Rubis, 9 000 t pour les 
sous-marins nucléaires lanceurs d'engins (SNLE), comme le 
Redoutable ; les plus récents lanceurs d'engins américains de la classe 
" Ohio " atteignent 19 000 t, et le dernier bâtiment russe analogue 
déplace plus de 20 000 t en plongée.  

Le coefficient de flottabilité en surface du sous-marin est inférieur à celui 
du submersible, et ses formes l'apparentent à un grand cétacé. 
Certaines unités atteignent la vitesse de 35 noeuds, qu'elles peuvent 
soutenir quel que soit l'état de la mer, avantage non négligeable par 
rapport aux bâtiments naviguant en surface. Le sous-marin nucléaire 
plonge et navigue en immersion comme un submersible. Mais la 
supériorité du sous-marin s'affirme dans plusieurs domaines : tout 
d'abord, son indépendance complète de la surface durant des mois 
entiers de navigation, n'étant plus contraint de s'en rapprocher afin de 
recourir à l'air extérieur pour utiliser ses moteurs ou pour renouveler 
l'atmosphère respirable du bâtiment ; ensuite, un rayon d'action 
considérable, environ 5 000 fois plus important que celui du 
submersible ; un confort qui paraît inouï à tous ceux qui ont connu les 
submersibles de la dernière guerre ; enfin, des moyens de navigation 
remarquables, notamment les centrales à inertie, qui enregistrent la 
moindre accélération ou décélération pour entretenir constamment un 
point estimé extraordinairement précis. 

Le sous-marin d'attaque joue un rôle analogue à celui des submersibles 
les plus récents, avec un armement de torpilles complété par des 
missiles lancés en plongée. C'est un adversaire extrêmement dangereux 
pour tous les navires de surface, si puissants et si rapides soient-ils. Le 
sous-marin lanceur d'engins balistiques stratégiques, comme par 
exemple le Redoutable de la marine française, chargé d'exercer en 
permanence le rôle de seconde force de frappe, est armé de 16 missiles 
(MSBS, mer-sol balistiques stratégiques) à charge nucléaire 
mégatonnique, lancés en plongée ; il possède, par ailleurs, son propre 
système de défense - quatre tubes lance-torpilles et des torpilles de 
réserve. Le sous-marin lanceur d'engins représente l'ossature de la 
force de dissuasion nucléaire française. 
 

Les engins d'exploration sous-marine

Les bathyscaphes, submersibles et sous-marins civils, ont rendu 
possible l'observation directe des fonds océaniques à des fins 
scientifiques ou industrielles (industrie pétrolière). 

Les bathyscaphes 

L'exploration des grands fonds débute avec le bathyscaphe FNRS III, qui 
se pose, le 15 février 1954, à 4 050 m de profondeur au large de Dakar. 
Le FNRS III a été construit par la Marine nationale française, à partir de la 
sphère du FNRS II, donnée à la France par le Fonds national de la 
recherche scientifique belge (FNRS), suite au semi-échec du prototype 
lors de ses essais. Le FNRS I, quant à lui, était en fait un ballon libre 
atmosphérique, qui permit à Auguste Picard d'atteindre l'altitude de 16 
000 m en 1936. Picard transposa le principe du ballon à un engin 
sous-marin et le baptisa bathyscaphe. Jusqu'en 1960, le FNRS III 
effectue une centaine de plongées à des profondeurs limitées à 4 000 m. 
Le bathyscaphe Archimède est construit à l'arsenal de Toulon pour 
atteindre les plus grandes profondeurs connues (11 000 m). En juillet 
1962, il descend à 9 500 m dans la fosse des Kouriles au large du 
Japon. Il effectue au total près de deux cents plongées jusqu'en 1974, 
date de ses dernières missions dans le cadre de l'expédition FAMOUS 
(French American Mid Oceanic Underwater Survey) sur la dorsale 
médio-atlantique. Le Trieste, bathyscaphe développé par Auguste Picard 
et racheté par la marine américaine en 1958, effectue le 23 janvier 1962, 
sous le pilotage de Jacques Picard (le fils d'Auguste) et de Don Walsh 
(officier de l'US Navy), une descente limite de 10 916 m dans la fosse 
des Mariannes, établissant ainsi un record imbattable. Il fait ensuite de 
nombreuses plongées scientifiques et militaires, limitées à 6 000 m, 
jusqu'en 1986. 

Les soucoupes plongeantes et les petits sous-marins 

Ils succèdent progressivement aux bathyscaphes sans toutefois les 
remplacer. La première soucoupe, la SP 350, est celle du commandant 
Jacques-Yves Cousteau, capable de descendre à 350 m à partir de la 
Calypso. Durant les décennies 1960 et 1970, une centaine d'engins sont 
construits. Ils accèdent, pour la plupart, aux 1 000 premiers mètres de 
l'océan, à l'exception d'une dizaine de " Pisces " canadiens, pouvant 
avoisiner les 2 000 m, du Deep Quest de la société Lockheed (1967), qui 
peut plonger à 2 400 m, de la soucoupe plongeante du CNEXO (Centre 
national d'exploitation des océans, depuis 1984 l'IFREMER, Institut 
français de recherche pour l'exploitation de la mer), Cyana (1970), qui 
descend aujourd'hui encore à 3 000 m, et du sous-marin américain Alvin, 
dont la limite de plongée est de 4 000 m. 

Les sous-marins profonds 

À partir des années 1980, une nouvelle génération de sous-marins 
permet d'avoisiner les 6 000 m de profondeur grâce aux progrès 
constants des nouveaux matériaux et des équipements. On peut citer le 
Nautile (1984), sous-marin français de 18,5 t construit par l'IFREMER et 
la Direction des constructions navales ; le Sea Cliff américain (25,4 t), 
construit par l'US Navy en 1964 et modifié en 1985 ; les Mir I et Mir II 
soviétiques ; le Shinkaï 6500 japonais (26 t), construit en 1989 et mis en 
service en 1991. Ces engins sont transportés sur leur lieu de mission 
par un navire de surface, ont en moyenne une dizaine d'heures 
d'autonomie et peuvent transporter quelques passagers, par exemple 
trois pour le Nautile (deux pilotes et un scientifique). Ils sont équipés de 
projecteurs, d'appareils de prise de vues et de pinces qui leur permettent 
de faire des manipulations in situ. Leur capacité de plongée de 6 000 m 
de profondeur leur permet d'explorer 98 % des fonds océaniques, 
excluant seulement les plus profondes fosses.  

Les robots 

Les fonds océaniques restent encore un domaine peu connu malgré les 
étonnantes découvertes qui ont pu y être faites, telles que les sources 
hydrothermales et les colonies luxuriantes d'organismes qui y sont 
associées. Le temps cumulé des plongées par des engins habités 
pouvant descendre au-delà de 2 000 m ne totalise que quelques 
dizaines de milliers d'heures, ce qui est du même ordre de grandeur que 
pour les séjours dans l'espace. Dans ces deux milieux inhospitaliers, 
l'exploration doit associer sécurité, fiabilité et économie. Dès lors, se 
pose la question de la présence ou non de l'homme à bord des engins. 
L'industrie pétrolière n'utilise des plongeurs que lorsqu'elle ne peut pas 
faire autrement, leur préférant les robots. Des équipements sont 
désormais installés à des grandes profondeurs sans intervention de 
plongeurs ni de sous-marins habités. Ces robots, appelés ROV 
(Remotely Operated Vehicle), sont téléguidés depuis la surface où ils 
envoient leurs informations, images et mesures diverses, en temps réel. 
Ils peuvent ainsi travailler 24 heures sur 24 pendant de longues 
périodes ; c'est le cas par exemple du Dolphin 3K japonais, d'un poids 
de 3,7 t, utilisé pour surveiller et travailler à 3 300 m de profondeur. 

Voir aussi : http://www.webencyclo.com/ 

     bathyscaphe,  
     navigation,  
     navires et bateaux,  
     plongée. 

(c)  Editions Atlas 1999