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Sous-marin
Vue d'artiste d'un sous-marin nucléaire d'attaque américain de classe Virginia, des années 2000.
Vue d'artiste d'un sous-marin nucléaire d'attaque américain de classe Virginia, des années 2000.
Le U-660, U-boot allemand en surface, en 1942.
Le U-660, U-boot allemand en surface, en 1942.

Un sous-marin (Un sous-marin est un navire capable de se déplacer dans les trois dimensions, sous la surface de l'eau ; il se distingue ainsi des autres bateaux et navires qui se déplacent dans deux dimensions et uniquement à la surface, et...) est un navire (Un navire est un bateau destiné à la navigation maritime, c'est-à-dire prévu pour naviguer au-delà de la limite où cessent de s'appliquer les règlements...) capable de se déplacer dans les trois dimensions (Dans le sens commun, la notion de dimension renvoie à la taille ; les dimensions d'une pièce sont sa longueur, sa largeur et sa profondeur/son épaisseur, ou bien son diamètre si c'est une pièce de révolution.), sous la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent...) de l'eau ; il se distingue ainsi des autres bateaux et navires qui se déplacent dans deux dimensions et uniquement à la surface, et des bathyscaphes qui ne se déplacent que selon l'axe vertical (Le vertical (rare), ou style vertical, est un style d’écriture musicale consistant en accords plaqués.).

On emploie également le terme de submersible, mais généralement pour qualifier les premiers sous-marins qui n'avaient en fait qu'une très faible autonomie en plongée.

La plupart des sous-marins sont des navires de combat ; l'usage (L’usage est l'action de se servir de quelque chose.) civil du sous-marin concerne, pour l'essentiel, la recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche scientifique désigne également le...) océanographique et l'exploitation pétrolière. Son emploi à des fins touristiques ou de transport (Le transport est le fait de porter quelque chose, ou quelqu'un, d'un lieu à un autre, le plus souvent en utilisant des véhicules et des voies de communications (la route, le canal ..). Par...) commercial (Un commercial (une commerciale) est une personne dont le métier est lié à la vente.) reste anecdotique.

L'immersion maximale[1] d'un sous-marin militaire est de quelques centaines de mètres. D'une centaine de mètres pendant la Seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui s'ajoute à quelque chose de nature identique. La seconde est une unité de mesure du temps. La seconde...) Guerre mondiale, elle est passée à environ 300/400 mètres pour la plupart des sous-marins actuels. Elle atteint plusieurs milliers de mètres pour les sous-marins de recherche océanographique.

Cet article traite principalement des sous-marins habités ; les drones et autres ROV (ROV est un sigle en anglais pour Remote Operated Vehicle (littéralement, véhicule commandé à distance). C'est un terme générique très utilisé dans la marine pour parler des petits sous-marins...) sont traités à part. Un sous-marinier est un membre de l'équipage d'un sous-marin.

Histoire

Détail de la Tortue de David Bushnell
Détail de la Tortue de David Bushnell (David Bushnell (1742-1824) est l’inventeur du premier sous-marin de combat, le Turtle, en 1776.)
Le Nautilus de Fulton
Le Nautilus de Fulton
Sous-marin de poche français d'origine allemande, de type Seehund, exposé à Brest au Musée national de la Marine.
Sous-marin de poche français d'origine allemande, de type Seehund, exposé à Brest au Musée national de la Marine.

En 1620, le scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes scientifiques.) hollandais Cornelis Drebbel, teste avec succès un sous-marin dans la Tamise (La Tamise (en anglais River Thames) est un fleuve traversant l'Angleterre méridionale et reliant Londres à la mer du Nord.), pour une commande (Commande : terme utilisé dans de nombreux domaines, généralement il désigne un ordre ou un souhait impératif.) du roi Jacques Ier d'Angleterre (L’Angleterre (England en anglais) est l'une des quatre nations constitutives du Royaume-Uni. Elle est de loin la plus peuplée, avec 50 763 000 habitants (en 2006), qui représentent 83,8% de la population du...). En 1641, Jean Barrié lance à Saint-Malo le XVII, sur des plans du père Mersenne. Vaisseau métallique à rames, il pouvait accueillir jusqu'à quatre personnes et était muni d'un sas en cuir afin de faciliter son but premier : la chasse aux épaves.

En 1775, l'Américain David Bushnell met au point (Graphie) sa Tortue construite entièrement en bois. Pour avancer, le pilote, seul à bord, faisait tourner une manivelle actionnant une hélice (Hélice est issu d'un mot grec helix signifiant « spirale ». Un objet en forme d'hélice est dit hélicoïdal.). Pour plonger, il ouvrait des ballasts. Pour remonter, il évacuait l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) à l'aide d'une pompe (Une pompe est un dispositif permettant d'aspirer et de refouler un fluide.). C'est en 1797 que l'ingénieur (« Le métier de base de l'ingénieur consiste à résoudre des problèmes de nature technologique, concrets et souvent complexes, liés à la conception, à la...) américain Robert Fulton construit le Nautilus en acier (L’acier est un alliage métallique utilisé dans les domaines de la construction métallique (voir aussi l’article sur la théorie du soudage de...) recouvert de cuivre (Le cuivre est un élément chimique de symbole Cu et de numéro atomique 29. Le cuivre pur est plutôt mou, malléable, et présente sur ses surfaces fraîches une teinte rosée à pêche....). Long de 6,50 m, il était propulsé par une hélice actionnée à la main (La main est l’organe préhensile effecteur situé à l’extrémité de l’avant-bras et relié à ce dernier par le poignet. C'est un organe destiné à saisir et manipuler des...) par les trois membres d'équipage. Il était équipé d'une charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement transporté par un moyen de transport donné, et qui donne lieu...) explosive qu'il devait fixer sous les navires ennemis et déclencher à distance (difficile dans la pratique). Fulton proposa son invention à la France puis à la Grande-Bretagne (La Grande-Bretagne (en anglais Great Britain) est une île bordant la côte nord-ouest de l'Europe continentale. Elle représente la majorité du territoire du...) qui la refusèrent tour à tour. En 1811, le Nautile sous-marin des frères Coëssin, construit en bois et propulsé par quatre rameurs, est assemblé et testé au Havre. Ses nombreux défauts font abandonner le projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration d’une grande diversité de...).

Le 28 juin 1856, en Espagne, Narcisse Monturiol plonge dans le port de Barcelone (Barcelone (Barcelona en catalan et en castillan) est une commune de Catalogne - Espagne, située dans la province de Barcelone. Elle est la capitale historique, administrative et économique de...) pour effectuer les premiers essais de l'Ictíneo, engin qu'il a conçu et fabriqué. En France, le commandant Bourgois et l'ingénieur Brun mettent au point en 1863 le Plongeur, premier sous-marin propulsé par un moteur (Un moteur est un dispositif transformant une énergie non-mécanique (éolienne, chimique, électrique, thermique par exemple) en une énergie mécanique ou...)air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec l'altitude, il est nécessaire...) comprimé). Long de 42,50 m, il déplace 420 tonnes et embarque sept membres d'équipage. Son autonomie et sa vitesse (On distingue :) restent limitées.

Le 17 février 1864, pendant la guerre de Sécession, le CSS H.L. Hunley, un sous-marin confédéré, devient le premier sous-marin à couler un navire ennemi en l'éperonnant pour y fixer une charge explosive déclenchée par un filin à distance de sécurité, le USS Housatonic, au large de Charleston ; il disparait, ensuite, pour des raisons restées inconnues.

Le premier sous-marin réellement opérationnel est le Gymnote de 1887, construit par les Français Henri Dupuy de Lôme et Gustave Zédé. Long de 17 m, il est propulsé par un moteur (Un moteur (du latin mōtor : « celui qui remue ») est un dispositif qui déplace de la matière en apportant de la...) de 50 chevaux, il atteint 8 nœuds en surface et 4 en plongée, manœuvré par un équipage de cinq hommes. En 1904, l'ingénieur français Maxime Laubœuf construit le Narval, un submersible équipé d'un périscope (Le périscope est un instrument d'optique pour l'observation d'un objet distant sans être vu depuis celui-ci.) et de ballasts externes qui a la faveur de la marine de l'époque. Il est le premier sous-marin équipé d'une propulsion (La propulsion est le principe qui permet à un corps de se mouvoir dans son espace environnant. Elle fait appel à un propulseur qui transforme en force motrice l'énergie fournie par le milieu extérieur ou par un moteur.) mixte : machine à vapeur (La machine à vapeur est une invention,dont les évolutions les plus significatives datent du XVIIIe siècle. C'est un moteur thermique à combustion externe, il transforme l'énergie thermique que...) en surface, moteur électrique en plongée.

De 1914 à 1918, les submersibles fonctionnant grâce à une propulsion Diesel-électrique peuvent être engagés en grand nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) durant la guerre. Une batterie d'accumulateurs alimente un moteur électrique de propulsion. Les batteries sont rechargées par une génératrice entrainée par un moteur diesel (Fruit des travaux menés par l'ingénieur allemand Rudolf Diesel entre 1893 et 1897, le moteur Diesel est un moteur à combustion interne dont l'allumage n'est pas...), utilisé en surface ; en 1944, les Allemands améliorent le schnorchel(invention hollandaise), tube d'air qui permet aux U-Boots d'utiliser leur moteur diesel à faible immersion, et d'éviter de venir en surface où ils sont très vulnérables.

A partir des années 1950, la propulsion nucléaire (Le terme d'énergie nucléaire recouvre deux sens selon le contexte :) apparait à bord des sous-marins, à la suite de l'USS Nautilus (SSN-571) de 1954. L'énergie nucléaire (Le terme d'énergie nucléaire recouvre deux sens selon le contexte :), totalement indépendante de l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :), permet aux submersibles de devenir de véritables sous-marins.

Fonctionnement

Le sous-marin obéit à deux grands principes, le principe d'Archimède et le principe de Pascal qui s'appliquent à tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) corps immergé.

Principe d'Archimède

Sous-marin en surface. Les purges sont fermées, les ballasts pleins d'air.
Sous-marin en surface. Les purges sont fermées, les ballasts pleins d'air.
Plongée du sous-marin. Les purges sont ouvertes, les ballasts se remplissent d'eau et se vident de leur air.
Plongée du sous-marin. Les purges sont ouvertes, les ballasts se remplissent d'eau et se vident de leur air.
Sous-marin en plongée. Les purges ont été refermées, les ballasts sont pleins d'eau.
Sous-marin en plongée. Les purges ont été refermées, les ballasts sont pleins d'eau.

Tout corps plongé dans un fluide reçoit de la part de celui-ci une poussée (En aérodynamique, la poussée est la force exercée par le déplacement de l'air brassé par un moteur, dans le sens inverse de l'avancement.) verticale (La verticale est une droite parallèle à la direction de la pesanteur, donnée notamment par le fil à plomb.) dirigée vers le haut, et de grandeur égale au poids (Le poids est la force de pesanteur, d'origine gravitationnelle et inertielle, exercée par la Terre sur un corps massique en raison uniquement du voisinage de la Terre. Elle est égale à l'opposé de...) du volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension d'un objet ou d'une partie de l'espace.) du fluide déplacé. "

Si le poids du navire est inférieur au poids en eau du volume immergé, il flotte ; inversement il coule. Le sous-marin, pour plonger, remplit entièrement d'eau des ballasts pour que son poids soit à peu près égal à la poussée d'Archimède et affine (En mathématiques, affine peut correspondre à :) ensuite son poids aux moyens de caisses de réglage (régleurs), lors d'une opération dite de pesée. En plongée, le sous marin est dans l'eau comme un aérostat (Un aérostat est un aéronef « plus léger que l'air », dont la sustentation est assuré par la poussée d'Archimède, contrairement à un aérodyne.) dans l'air ; on peut dire également qu'il flotte entre deux eaux. C'est pourquoi à la conception, le poids du sous-marin est étudié avec précision et définit le volume des ballasts. Le volume des régleurs permet d'obtenir l'égalité entre le poids, variable (En mathématiques et en logique, une variable est représentée par un symbole. Elle est utilisée pour marquer un rôle dans une formule, un prédicat ou un...) en fonction de ses approvisionnements, et la poussée, également variable en fonction de la densité (La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la masse volumique d'un corps pris comme référence. Le corps de référence est l'eau pure à 4 °C pour les...) de l'eau de mer (L'eau de mer est l'eau salée des mers et des océans de la Terre.) [2]. Cette égalité est donc obtenue dans certaines limites de poids (celui des approvisionnements en vivres et en combustibles[3]) pouvant être embarqué et de la densité[4] de l'eau de mer (Le terme de mer recouvre plusieurs réalités.), limites qui définissent le programme du sous-marin, c’est-à-dire son autonomie et les zones où il peut naviguer.

Pour se déplacer dans le plan vertical (changer d'immersion), le sous-marin utilise sa propulsion et l'effet de la vitesse des filets d'eau sur ses barres de plongée[5].

Principe de Pascal

Sur la surface d'un corps immergé, s'exerce une pression, en bars, perpendiculaire (En géométrie plane, on dit que deux droites sont perpendiculaires quand elles se coupent en formant un angle droit. Le terme de perpendiculaire vient du...) à cette surface, dirigée vers l'intérieur et égale au nombre de dizaines de mètres d'immersion. "

La coque du sous-marin est donc soumise à une pression croissante avec l'immersion qui tend à écraser la coque. Une coque épaisse, de forme générale cylindrique, résiste à cette pression et abrite personnel et matériel. Cette coque est construite en acier résistant et à très haute limite élastique (capacité de la coque comprimée à revenir à son état initial). Son épaisseur est fonction de l'immersion maximale prévue ; il faut approximativement augmenter l'épaisseur de 10 mm pour gagner 100 m d'immersion.

Architecture (L’architecture peut se définir comme l’art de bâtir des édifices.) et équipements

Compte tenu des considérations précédentes, les sous-marins possèdent :

  • une coque intérieure, épaisse ;
  • une coque extérieure mince qui assure l'hydrodynamisme (faculté physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et ancien, la physique désigne la connaissance...) à se déplacer rapidement dans l'eau) en intégrant ballasts, soutes extérieures, les antennes des senseurs, les panneaux et les sas d'accès à bord. La forme idéale pour les sous-marins modernes est celle de la goutte d'eau[6] ;
  • des ballasts situés entre les deux coques et dont le remplissage ou la vidange permet la prise de plongée (ouverture des purges pour faire pénétrer l'eau dans le ballast) et le retour en surface (en chassant de l'air comprimé (L'air comprimé est de l'air ambiant, mis sous pression avec un compresseur, le plus souvent aux alentours de 10 bars mais parfois jusque 300 bars.) pour les vider). Sur les sous-marins modernes, les ballasts ne sont situés qu'à l'avant et à l'arrière ;
  • des régleurs, situé au centre du sous-marin, remplis plus ou moins d'eau (admission d'eau par pression, vidange par pompe ou en secours par chasse à air) pour ajuster son poids à la poussée d'Archimède ;
  • des barres de plongée pour faire varier l'immersion, généralement une paire (On dit qu'un ensemble E est une paire lorsqu'il est formé de deux éléments distincts a et b, et il s'écrit alors :) à l'arrière et une à l'avant ou sur le massif (Le mot massif peut être employé comme :). Sur certains sous-marins, les barres de plongée arrière sont couplées avec les safrans de la barre de direction et disposés en croix de Saint-André ;
  • un lest largable de sécurité qui pourrait permettre à un sous-marin alourdi par une voie d'eau de remonter en surface ;
  • une réserve d'air comprimé complétée par des compresseurs d'air pour chasser l'eau des ballasts et faire surface.
Schéma d'un sous-marin
Schéma d'un sous-marin

Ils disposent également :

  • de caisses d'assiette, à l'avant et à l'arrière, permettant de régler leur équilibre longitudinal (répartition longitudinale des poids à bord[7]), en faisant passer (Le genre Passer a été créé par le zoologiste français Mathurin Jacques Brisson (1723-1806) en 1760.) de l'eau de l'avant à l'arrière et réciproquement ;
  • d'un massif, partie intégrante de la coque extérieure et abritant l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble),...) des mâts périscopiques hissables (périscopes, antennes diverses et tube d'air) et permettant d'assurer la veille et la navigation (La navigation est la science et l'ensemble des techniques qui permettent de :) en surface[8] ;
SNA français Casabianca : vue du massif avec antenne radar et périscope hissés. On distingue également la tête du tube d'air (schnorchel) et la barre de plongée avant bâbord.
SNA (SNA est l'abréviation de :) français Casabianca : vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et l'interprétation des rayonnements lumineux.) du massif avec antenne (En radioélectricité, une antenne est un dispositif permettant de rayonner (émetteur) ou de capter (récepteur) les ondes électromagnétiques.) radar (Le radar est un système qui utilise les ondes radio pour détecter et déterminer la distance et/ou la vitesse d'objets tels que les avions, bateaux, ou encore la pluie. Un émetteur envoie des ondes radio, qui sont...) et périscope hissés. On distingue également la tête du tube d'air (schnorchel) et la barre de plongée avant bâbord.
  • d'une propulsion par moteurs électriques, dans la plupart des cas, sauf pour certains sous-marins nucléaires qui utilisent directement des turbines à vapeur () comme moteurs de propulsion (ces derniers peuvent également posséder des moteurs électriques de secours) ;
  • d'une hélice, possédant généralement de nombreuses pales de grande taille[9];
  • une source d'énergie :
    • soit des accumulateurs électriques rechargés par des génératrices couplées à des moteurs diesels ou à des dispositifs anaérobies dans le cas des sous-marins classiques ;
    • soit, pour les sous-marins nucléaires, un réacteur nucléaire (Un réacteur nucléaire est un dispositif dans lequel une réaction en chaîne est initiée, modérée et contrôlée par l'humain — ou par la nature, comme dans le seul...) alimentant en vapeur des turbos-alternateurs (et éventuellement des turbines de propulsion). Tous les sous-marins nucléaires possédent en outre une source d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) secondaire composée de l'ensemble moteur diesel, génératrice et accumulateurs ;
  • des systèmes de régénération de l'atmosphère intérieure :
    • pour les sous-marins classiques, dont l'atmosphère est régénérée à chaque marche (La marche (le pléonasme marche à pied est également souvent utilisé) est un mode de locomotion naturel. Il consiste en un déplacement en appui...) au schnorchel (Un schnorchel ou tube d'air est un tube hissable à l'immersion périscopique, permettant à un sous-marin de faire fonctionner ses moteurs diesel, alimentant ces...), il s'agit de systèmes de secours : chandelles chimiques à oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole O et de numéro atomique 8.) et chaux sodée absorbant le gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la...) carbonique ;
    • usine à oxygène par électrolyse (Dans l'industrie chimique, l'électrolyse est une méthode de séparation d'éléments ou de composés chimiques liés utilisant l'électricité.) de l'eau de mer (Le terme de mer recouvre plusieurs réalités.) et absorbeur de gaz carbonique à bord des sous-marins nucléaires ;
  • d'un ou plusieurs sas d'évacuation, pour le sauvetage de l'équipage et éventuellement utilisés pour larguer des plongeurs.

Les sous-marins militaires disposent en outre :

  • d'un dispositif permettant le fonctionnement des moteurs diesel à l'immersion périscopique, tube d'air (schnorchel) et échappement dans l'eau ;
  • d'un système de veille et de détection, principalement acoustique (L’acoustique est une branche de la physique dont l’objet est l’étude des sons et des ondes mécaniques. Elle fait appel aux phénomènes...), composé de sonars passifs et actifs, seuls senseurs pouvant être utilisés en plongée. À l'immersion périscopique, le sous-marin peut utiliser par l'intermédiaire de mâts hissables de moyens de détection, électromagnétique actif (radar) ou passif (détecteurs de radars), optronique (Dans le terme optronique se trouvent rassemblées deux dénominations scientifiques historiquement différentes :) (périscopes de veille et d'attaque auxquels sont associés des dispositifs vidéo (La vidéo regroupe l'ensemble des techniques, technologie, permettant l'enregistrement ainsi que la restitution d'images animées, accompagnées ou non de...), de vision infra-rouge et d'amplification (On parle d'amplificateur de force pour tout une palette de systèmes qui amplifient les efforts : mécanique, hydraulique, pneumatique, électrique.) de lumière);
  • d'un système de navigation, comprenant classiquement compas gyroscopique, loch (Un loch est une étendue d'eau ; il peut s'agir d'un lac (loch d'eau douce) ou d'un bras de mer semblable à un fjord, un estuaire, ou une baie (loch de mer).) et sondeur, généralement centrale à inertie (Une centrale à inertie ou centrale inertielle est un appareil de navigation de précision comportant des gyroscopes, des capteurs d'accélération et de vitesse angulaire et calculant en temps...) et récepteur GPS sur une antenne périscopique et parfois d'un périscope de visée astrale (permettant de faire un point astronomique à l'immersion périscopique) ;
  • d'un système d'armes permettant de lancer en plongée des torpilles, des mines, des missiles anti-navires, des missiles de croisière, et pour les SNLE des missiles balistiques. Certains sous-marins ont été équipés de missiles anti-aériens (principalement contre hélicoptères). Ils disposent par ailleurs de systèmes de lancement de leurres sonar et anti-torpilles.
  • d'un système de combat (un calculateur central) qui assure l'intégration des trois systèmes précédents et permet d'effectuer les calculs nécessaires à la détermination de la cinématique (En physique, la cinématique est la discipline de la mécanique qui étudie le mouvement des corps, en faisant abstraction des causes du mouvement (celles-ci sont généralement...) des détections, présenter la situation (En géographie, la situation est un concept spatial permettant la localisation relative d'un espace par rapport à son environnement proche ou non. Il inscrit un lieu dans un cadre plus général afin de le...) tactique et calculer les éléments de tir ;
  • de moyens de communication (La communication concerne aussi bien l'homme (communication intra-psychique, interpersonnelle, groupale...) que l'animal (communication intra- ou inter- espèces) ou la machine (télécommunications, nouvelles...) acoustique (téléphone sous-marin) et radio : récepteurs HF, U/VHF, et de communications par satellites (Satellite peut faire référence à :) avec des antennes sur des mâts périscopiques, récepteurs à très basse fréquence (En physique, la fréquence désigne en général la mesure du nombre de fois qu'un phénomène périodique se reproduit par unité de temps. Ainsi lorsqu'on...) avec antenne filaire remorquée ou sur un cadre dans le massif (les ondes (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible de propriétés physiques locales. Elle transporte de l'énergie sans transporter de matière.) VLF peuvent en effet être reçues à quelques mètres d'immersion) et, pour certains sous-marins, antenne U/VHF remorquée ;

Types et utilisations

Les sous-marins sont généralement classés, d'une part selon leur utilisation (civile ou militaire), d'autre part selon leur mode de génération d'énergie et de propulsion (nucléaire ou conventionnelle), qui conditionne en grande partie leur conception.

Sous-marins civils

Le Cyana de l'Ifremer
Le Cyana de l'Ifremer

Les utilisations non militaires des sous-marins restent très rares. Quatre utilisations civiles peuvent être trouvées : le transport maritime (Le transport maritime est le mode de transport le plus important pour le transport de marchandises (marine marchande). Le transport de personnes par voie...), la recherche océanographique, le sauvetage et l'utilisation comme " navire de services ".

Seuls deux cargos sous-marins ont été conçus à ce jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons...), le Deutschland et le Bremen, par l'Allemagne pendant la Première Guerre mondiale, avec une capacité de 47 tonnes chacun. D'autres sous-marins ont été utilisés pour transporter des cargaisons, notamment les " vaches à lait " (sous-marins de ravitaillement) pendant la Seconde Guerre mondiale ou ceux employés par l'Union soviétique pour franchir le siège de Sébastopol en Crimée. Si d'autres projets ont existé, aucun n'a vu la jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par rapport à minuit heure...), faute d'être suffisamment compétitif avec les navires cargo de surface : l'avantage théorique d'un cargo sous-marin est de pouvoir passer sous la calotte glaciaire.

Les sous-marins de recherche océanographique sont les successeurs des bathyscaphes utilisés pour explorer les grandes profondeurs. Leurs missions typiques incluent l'observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Le...), la collecte d'échantillons et les mesures, mais ils peuvent aussi être affrétés pour des missions différentes comme l'intervention sur les épaves (identification de vieilles épaves comme pour le Titanic, inspection pour la lutte anti-pollution ou en cas de litiges comme avec le pétrolier (Un pétrolier est un navire citerne servant à transporter le pétrole ainsi que ses dérivés (essence). Pour le transport d'autres liquides, les navires ont d'autres...) Prestige) ou l'assistance à d'autres sous-marins en difficulté ; les sous-marins de sauvetages restent cependant l'apanage des forces militaires. Depuis les années 1950, environ une soixantaine de sous-marins de recherche a été construite, principalement aux États-Unis pour la recherche et le sauvetage militaire. En France, l'Ifremer utilise le Nautile et le Cyana ; l'Académie des sciences (Une académie des sciences est une société savante dont le rôle est de promouvoir la recherche scientifique en réunissant certains des chercheurs les plus éminents, en tenant des...) de Russie utilise le Mir.

L'industrie pétrolière (L'industrie pétrolière traite de la chaîne industrielle du pétrole et du gaz naturel, du gisement jusqu'au consommateur.) et gazière utilise maintenant de petits sous-marins habités, en plus des drones et des ROV, en tant que navires de services sur les champs d'exploitation. Leurs tâches incluent l'observation et la collecte de mesures, le sauvetage sur place, l'aide à la pose de câbles et de tuyaux, le déploiement de plongeurs, et l'inspection des infrastructures sous-marines. S'il n'existe pour l'instant (L'instant désigne le plus petit élément constitutif du temps. L'instant n'est pas intervalle de temps. Il ne peut donc être considéré comme une durée.) qu'une petite flotte de ces sous-marins, en opération surtout dans la mer du Nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.), de nouvelles unités davantage spécialisées sont en construction.

Sous-marins militaires

Le DSRV Mystic chargé en pontée du SNA américain USS La Jolla, de classe Los Angeles.
Le DSRV Mystic chargé en pontée du SNA américain USS La Jolla, de classe Los Angeles (La classe Los Angeles est une classe de sous-marins nucléaires de l'United States Navy qui ont étés construits entre 1976 et 1995. Cette classe a été construite en soixante-deux bâtiments allant du SSN 688 Los Angeles au SNN 773...).

Les sous-marins militaires peuvent assurer une grande variété de missions, à l'opposé ( En mathématique, l'opposé d’un nombre est le nombre tel que, lorsqu’il est à ajouté à n donne zéro. En botanique, les organes d'une plante sont dits opposés lorsqu'ils sont...) des premiers submersibles qui, jusqu'à la Seconde Guerre mondiale, n'étaient utilisés que pour couler les navires ennemis (et d'abord les navires de commerce) et éventuellement interdire l'accès ou la sortie d'un port. Les missions des sous-marins militaires modernes incluent la lutte anti-navires de surface, la lutte anti-sous-marine, la pose de mines, l'infiltration de forces spéciales, l'attaque de cibles à terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la plus massive des quatre...), l'escorte des groupes de combat et notamment des groupes aéronavals, la collecte de renseignements, la dissuasion nucléaire et les opérations de recherche et de sauvetage.

Les sous-marins militaires se répartissent actuellement dans les types suivants :

  • Les sous-marins d'attaque, à propulsion nucléaire (SNA en français, SSN pour l'OTAN) ou classique (SSK pour l'OTAN - K pour Killer). Leur mission est la destruction des forces de surface ou sous-marines ennemies par torpilles ou missiles anti-navires. Ils peuvent également être dotés de missiles de croisière pour la frappe d'objectifs terrestres. Ils sont les plus polyvalents et assurent la plupart des missions énoncées ci-dessus.
  • Les sous-marins lanceurs d'engins balistiques (SNLE en français, SSBN pour l'OTAN), aujourd'hui tous à propulsion nucléaire. Leur mission est la dissuasion nucléaire et ils peuvent lancer, en plongée, des missiles balistiques à charge nucléaire ; ils sont les plus imposants sous-marins en activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.), et souvent aussi les plus silencieux.
  • Les sous-marins lanceurs de missiles de croisière (SSGN pour l'OTAN) ; équipés de missiles anti-navires et/ou de missiles de croisière, il peut s'agir de SNLE transformés (comme quelques-uns des classe Ohio (Les sous-marins Ohio sont une classe Américaine de sous-marin nucléaire lanceur d'engins (SSBM = Submarine-Launched Ballistic Missile) utilisé par l'US Navy.) américaine) ou de sous-marins conçus spécifiquement dans ce but (classe Oscar russe). Certaines marines ne les distinguent pas des SNA.
  • Les sous-marins de sauvetage (DSRV pour l'OTAN) sont conçus pour recueillir l'équipage d'un sous-marin en perdition qui serait posé sur le fond.

Les sous-marins militaires sont généralement répartis en classes, séries de sous-marins aux caractéristiques identiques ou très proches.

Production d'énergie et propulsion

Les deux moteurs Diesel du USS Pampanito, sous-marin américain de la Seconde Guerre mondiale
Les deux moteurs Diesel du USS Pampanito, sous-marin américain de la Seconde Guerre mondiale

On distingue également les sous-marins selon leur système énergétique, avec d'une part les sous-marins à propulsion nucléaire, et d'autre part les sous-marins dits " classsiques " ou " conventionnels ".

Les sous-marins nucléaires disposent d'un réacteur (Un réacteur peut désigner :) nucléaire dont la chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent : Quelle chaleur !) produite est utilisée pour générer de la vapeur d'eau actionnant :

  • des turbines couplées aux hélices de propulsion (propulsion à vapeur);
  • des turbines couplées à des alternateurs alimentant en énergie électrique (Un apport d'énergie électrique à un système électrotechnique est nécessaire pour qu'il effectue un travail : déplacer une charge, fournir de la lumière,...) tout le bâtiment, et éventuellement des moteurs électriques de propulsion (propulsion électrique).

La "propulsion nucléaire"[10] a fait son apparition dans les années 1950 avec le USS Nautilus ; elle a depuis été massivement adoptée sur les sous-marins des grandes forces navales, à savoir les États-Unis, la Russie, la France et le Royaume-Uni ; la Chine possède aussi quelques sous-marins nucléaires et l'Inde prévoit de s'en doter. L'utilisation de l'énergie nucléaire permet de rester plusieurs mois (Le mois (Du lat. mensis «mois», et anciennement au plur. «menstrues») est une période de temps arbitraire.) en immersion ; l'autonomie n'est limitée que par les vivres et le moral de l'équipage.

Les sous-marins classiques ont une propulsion électrique ( Propulsion électrique (spatial) Propulsion électrique des navires ), dont l'énergie est fournie par des batteries rechargées par des moteurs Diesel en surface ou à l'immersion périscopique au schnorchel, dispositif assurant l'alimentation en air du moteur au moyen d'un tube hissable et l'évacuation à faible immersion des gaz d'échappement : l'autonomie en plongée (sans marche au schnorchel) est très limitée et fonction de la vitesse (quelques heures (L'heure est une unité de mesure  :) à grande vitesse à quelques jours à vitesse très lente).

Certains pays (Pays vient du latin pagus qui désignait une subdivision territoriale et tribale d'étendue restreinte (de l'ordre de quelques centaines de km²), subdivision de la civitas...) ( Suède, Allemagne et France notamment)ont conduit des recherches pour développer des sous-marins anaérobies, c'est-à-dire dont le moteur peut se passer d'oxygène. Ils peuvent utiliser une pile à combustible (Une pile à combustible est une pile où la fabrication de l'électricité se fait grâce à l'oxydation sur une électrode d'un combustible réducteur (par exemple l'hydrogène) couplée à la réduction sur l'autre électrode d'un oxydant, tel que...) comme pour les récents Type 212 allemands, ou des turbines à vapeurs fonctionnant à l'éthanol comme sur la classe Scorpène (Le Scorpene est un sous-marin à propulsion classique de nouvelle génération développé et fabriqué en France par le groupe DCNS (ex direction des constructions navales) en coopération avec l'industriel espagnol NAVANTIA à des fins de ventes...) française.

Sous-marins de fiction

  • Le plus célèbre reste le Nautilus du capitaine Nemo (L'expérience NEMO (Neutrino Ettore Majorana Observatory) résulte d'une collaboration internationale scientifique et recherche les désintégrations double bêta sans neutrino. L'observation de telles...), héros de Vingt mille lieues sous les mers de Jules Verne (Jules Verne, né le 8 février 1828 à Nantes et mort le 24 mars 1905 à Amiens, est un écrivain français, dont une grande partie de...).
  • Le sous-marin en forme de squale, inventé par le Professeur Tournesol, apparaît dans la bande dessinée Le Trésor de Rackham le Rouge d'Hergé.
  • Dans les techno-thrillers, le maître reste Tom Clancy qui a en particulier créé le sous-marin Octobre Rouge dans le roman À la poursuite d'Octobre Rouge, dérivé de la classe Typhoon (Un sous-marin de classe Typhoon est un SNLE russe. Développé par la société Rubin sous le nom officiel de 941 Classe Akula (pour Projet n° 941 -...) et doté d'une propulsion quasi-indétectable par hélices sous une conduite d'eau qui parcourt toute la longueur (La longueur d’un objet est la distance entre ses deux extrémités les plus éloignées. Lorsque l’objet est filiforme ou en forme de lacet, sa longueur est celle de l’objet...) du sous-marin. Mais il s'agit plutôt d'une exception, les autres sous-marins mis en scène comme l'USS Dallas (Pour le feuilleton, voir Dallas (feuilleton télévisé).) (SSN-700) (dans les romans appartenants à la " Ryanverse ") ou l' USS Cheyenne (SSN-773) dans Code SSN, sont, eux, authentiques.
  • Un autre auteur de techno-thrillers, Patrick Robinson, créé toujours ses fictions dans le monde (Le mot monde peut désigner :) des sous-marins. Plusieurs d'entre eux sont fictifs : l’USS Shark dans " Mutinerie sur le Shark " ou le Xia III chinois dans " USS Seawolf ".
  • Un best-seller, Das Boot, a été écrit par Lothar-Günther Buchheim dans les années 1970, et adapté au cinèma (avec le même titre, et le même succès) en 1981. Inspiré de faits réels, ce roman raconte la vie (La vie est le nom donné :) d'un équipage de U-boot allemand lors d'une mission, pendant la 2de guerre mondiale.
  • Michael DiMercurio, un ancien sous-marinier, a écrit de nombreux romans dont l'histoire se passe dans les submersibles et (pour ses dernières œuvres) dans le futur. Il a ainsi créé les Destiny II et Destiny III (entièrement automatisés) japonais, le Kaliningrad russe ou encore le USS Devilfish (classe Piranha puis un autre: le SSNX). Mais il emploie également des sous-marins existants, comme les Los Angeles, les Seawolf ou les Virginia.

Sources

Source: Wikipédia publiée sous licence CC-BY-SA 3.0.

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