Comment fonctionnent les sous-marins ?

Armes de pointe, la construction et l'exploitation des sous-marins exigent des normes techniques et une discipline rigoureuses.

Un sous-marin allemand. Photo : History

Bien qu'ils aient été développés assez tôt, ce n'est qu'au cours de la Première Guerre mondiale que les U-Boote allemands ont prouvé leur valeur au combat, en coulant de nombreux navires alliés.

Au moment de la Seconde Guerre mondiale, après que la Grande-Bretagne eut développé la technologie radar et sonar pour les sous-marins, la marine américaine a également amélioré ces systèmes ainsi que les schnorchel de fabrication allemande.Cela augmente considérablement le temps de plongée du sous-marin, ce qui en fait une arme indispensable pour toute puissance militaire.

Cependant, pour devenir des « tueurs » dans les profondeurs de l'océan, les sous-marins doivent être construits selon un processus rigoureux, avec les normes les plus strictes, selon Marinebio.

Mécanismes de plongée et de surface

Les sous-marins peuvent faire surface ou plonger en fonction des ballasts situés entre leurs coques intérieure et extérieure.

Pour plonger, un sous-marin doit avoir une poussée d'Archimède inférieure à la force gravitationnelle. À ce moment-là, les vannes des ballasts s'ouvrent, permettant à l'eau de mer de pénétrer et de chasser l'air, ce qui facilite la descente du sous-marin. La profondeur de plongée est contrôlée en ajustant le rapport eau de mer/air dans les ballasts. Lorsque le poids du sous-marin est égal au volume d'eau déplacé dans les ballasts, le sous-marin est en équilibre, ne remontant pas à la surface et ne s'enfonçant pas davantage.

Pour aider le navire à flotter, il suffit d'utiliser de l'air comprimé pour chasser l'eau de mer des ballasts, ce qui rend la poussée d'Archimède supérieure à la gravité.

Les ballasts remplis d'air permettent au navire de flotter (à gauche). L'ouverture des ballasts permet à l'eau de pénétrer, facilitant ainsi l'immersion du navire. Graphique : submarinesafaris

Conception et contrôle

Les sous-marins ont toujours une forme cylindrique, avec une proue étroite et deux coques : une coque intérieure et une coque extérieure. La coque intérieure, également appelée coque porteuse, protège l’équipage de l’immense pression des plongées profondes et empêche le sous-marin d’être exposé au froid glacial de l’eau de mer. La coque extérieure est l’enveloppe extérieure qui entoure le sous-marin.

Les progrès technologiques ont révolutionné l'observation et l'exploitation des sous-marins. Une avancée majeure pour les sous-marins de la classe Virginia a été l'utilisation de mâts photoniques, qui ont permis de supprimer les périscopes conventionnels. Au lieu d'utiliser des miroirs et des lentilles pour observer la surface de l'eau, plusieurs caméras couleur haute résolution ont été intégrées pour transmettre les images à de grands écrans dans le poste de commandement via des câbles à fibres optiques.

Maquette du système de compartiments de sous-marin diesel-électrique soviétique Projet 641B. Photo : sfox.ru

Les sous-marins utilisent différents types de propulsion, notamment des moteurs diesel, des moteurs électriques (ou une combinaison de moteurs diesel et électriques) et des moteurs à propulsion nucléaire.

Les moteurs électriques permettent aux sous-marins de naviguer sous l'eau pendant de plus longues périodes.et n'émet pas de gaz toxiques commeLes moteurs peuvent fonctionner à la vapeur ou à l'essence. Les moteurs électriques sont relativement petits, mais leurs systèmes de batteries sont très volumineux, lourds et encombrants. Lorsque l'eau de mer pénètre dans ces batteries, elles libèrent des gaz toxiques par réactions chimiques et contiennent elles-mêmes des acides nocifs.

Les sous-marins utilisent des moteurs diesel pour produire de la vapeur qui actionne des turbines afin de générer de l'électricité, laquelle sert au chauffage et à l'éclairage. Cependant, les moteurs diesel brûlent de l'air et émettent des gaz toxiques ; c'est pourquoi ils sont souvent associés à des moteurs électriques sur les sous-marins.

Les sous-marins nucléaires utilisent des moteurs à propulsion nucléaire, ils n'ont donc pas besoin d'alimentation en air et peuvent rester immergés indéfiniment, ne faisant surface qu'en cas de besoin pour se ravitailler.

capacités de sauvetage

Outre les procédures opérationnelles, les sous-marins doivent également assurer d'autres facteurs lorsqu'ils sont immergés, notamment le soutien à la survie à bord (air, température, eau propre), l'alimentation électrique et la navigation.

Lorsqu'un navire rencontre un problème, l'équipage émet un signal de détresse ou déploie une balise pour indiquer sa position. Selon la gravité de la situation, les réacteurs nucléaires peuvent être arrêtés, contraignant le navire à fonctionner uniquement sur batteries.

En cas d'incident, l'équipage est exposé à des risques majeurs tels que les voies d'eau, l'asphyxie, des concentrations dangereusement élevées de gaz toxiques et une chute de température due à la défaillance des batteries du système de chauffage du navire. Dans ce cas, les opérations de sauvetage en surface doivent être menées d'urgence, généralement dans les 48 heures suivant l'incident.

Selon VNE