|
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
|