Sous-marin

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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.

Un sous-marin est un navire submersible capable de se déplacer en surface et sous l' eau ; il se distingue ainsi des autres bateaux et navires qui se déplacent uniquement à la surface, et des bathyscaphes qui se déplacent principalement selon l'axe vertical.

La plupart des sous-marins sont des navires de guerre. L'usage civil du sous-marin concerne, pour l'essentiel, la recherche océanographique et l' exploitation pétrolière ; son emploi à des fins touristiques ou de transport commercial reste anecdotique [1]. Confronté aux problématiques de l'absence d'apports externe d'air à l'immersion (celle vraiment discrète: sans schnorchel), il a vu des innovations propulsives spécifiques appliquées malgré leur coût; par exemple la propulsion nucléaire. Ces propulsions nucléaires ont permis des avancées sans précédent de puissance et d’énergie disponible; mais elles entravent leur furtivité. D'autres problématiques très importantes rendent ce domaine très spécialisé: réception d'informations visuelles quasi nulle (en phases vraiment discrètes d'opérations militaires), échanges d'informations très limités avec un commandement supérieur externe.

L' immersion maximale [2] d'un sous-marin militaire est de quelques centaines de mètres. D'une centaine de mètres pendant 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.

Un sous-marinier est un membre de l'équipage d'un sous-marin.

Ce domaine militaire vit un bouillonnement technologique international, une concurrence acharnée, liées aux adaptations des grandes révolutions récentes énergétiques liées aux mobiles, appliquées là à ceux qui ont des phases sans accès à l'air atmosphérique (batteries plus performantes, piles à combustible, oxygène liquide, réserves d'hydrogène...). Elles débouchent même à un domaine nouveau, le concept de sous-marin anaérobie. C'est l'exemple français des gros contrats d'exportation des Classe Scorpène. La technologie propulsive nucléaire fut limitée par son coût à un cercle très restreint de nations, celles qui pointent leur nez sont accessibles à un cercle plus étendu. Le format, la compacité, l'autonomie sans "reprendre la vue" sont nettement améliorés (en effet, ces phases proches de la surface, au périscope et schnorchel, sont très indiscrètes, altèrant brutalement l'efficacité principale de leur furtivité). Cet axe de la stratégie militaire, aux possibilités plus larges, vit donc de très grands bouleversements. Pour n'en citer qu'un, absolument majeur, ces nouveaux sous-marins militaires ont des signatures thermiques et acoustiques très atténuées (ceux à propulsion nucléaire même à très faible vitesse sont technologiquement bruyants par le refroidissement du coeur). Ils sont pour ces composantes traditionnelles de la dissuasion nucléaire une nouvelle menace bouleversant leur donne nettement.

Histoire

Article détaillé : Histoire des sous-marins.

Développement

Premier modèle de sous-marin de Denis Papin (1690)
Deuxième modèle de sous-marin de Denis Papin vers 1692
Détail de la Tortue de David Bushnell
Le Nautilus de Fulton
Vue en coupe du CSS H.L. Hunley

En 1624, le scientifique hollandais Cornelis Drebbel teste avec succès un sous-marin dans la Tamise, pour une commande du roi Jacques Jacques Ier d'Angleterre.

En 1641, Jean Barrié lance à Saint-Malo le XVII, sur des plans du père Mersenne. Vaisseau métallique à rames, il peut accueillir jusqu'à quatre personnes, et est muni d'un sas en cuir afin de faciliter son but premier : la chasse aux épaves.

En 1690, à Marbourg en Allemagne, le Français Denis Papin élabore deux modèles de sous-marin. Le premier modèle est un parallélépipède de fer très renforcé et hermétique, dans lequel le savant compresse de l'air à l'aide d'une pompe. Un baromètre permet de mesurer la pression d'air à l'intérieur. Une fois la pression de l'air équivalente à celle de l'eau, on peut ouvrir les trous au fond du bateau, pour y puiser ou rejeter un complément d'eau à l'aide d'une grosse seringue. Après un essai fructueux de mise sous pression à terre, cette machine est détruite par accident en tombant d'une grue, juste avant qu'on la mette à l'eau.

Vers 1692, un deuxième modèle de sous-marin est construit. Denis Papin rapporte avoir apporté plusieurs améliorations : la coque en forme de tonneau, résiste cette fois naturellement à la pression de l'eau, et ne nécessite donc plus l'emploi d'air comprimé. L'air y circule à la pression d'air extérieure, grâce à une pompe à air centrifuge, et à deux tuyaux de cuir maintenus à la surface de l'eau par une vessie flottante. Une pompe à eau permet de faire entrer, ou sortir le dernier complément de lest, pour plonger ou refaire surface. On évalue sa profondeur de plongée grâce à un baromètre qui mesure cette fois la pression de l'eau à l'extérieur. Ce deuxième sous-marin a aussi des prétentions militaires : un homme peut se tenir dans le cylindre horizontal, et sortir un bras au-dehors par le trou, une fois ce deuxième cylindre mis sous air comprimé grâce à la pompe. Avec ce bateau, Papin accompagné d'un acolyte courageux a effectué au moins une plongée fructueuse.

En 1775, l'Américain David Bushnell met au point sa Tortue construite entièrement en bois. Pour avancer, le pilote, seul à bord, fait tourner une manivelle actionnant une hélice. Pour plonger, il ouvre des vannes pour remplir les ballasts; pour remonter il en évacue l'eau à l'aide d'une pompe.

En 1797, l'ingénieur américain Robert Fulton construit le Nautilus, en acier recouvert de cuivre. Long de 6,50 m, il est propulsé par une hélice actionnée à la main par les trois membres d'équipage. Il est équipé d'une charge explosive qu'il doit fixer sous les navires ennemis et déclencher à distance (difficile dans la pratique). Fulton propose son invention à la France puis à la Grande-Bretagne qui la refusent 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.

En 1844, après avoir inventé une cloche de plongée équipée d’un système de purification de l’air dans un milieu hermétiquement clos, le Docteur français Prosper Antoine Payerne conçoit le premier véritable sous-marin avec un tel système capable de régénérer l’air. Baptisé le Belledonne, il est conçu avec des tôles de 7 millimètres d'épaisseur et doté d’un gros moteur à hélices. Sa forme se rapproche de celle d'un œuf, il mesure 9 mètres de long, 2,80 mètres de large et pèse près de 10 tonnes. En 1846, les premiers essais du sous-marin sont réalisés dans la Seine devant un public de 20 000 personnes. Par la suite, le Belledonne est utilisé pour la réalisation de travaux portuaires.

Le 28 juin 1856, en Espagne, Narcís Monturiol i Estarriol plonge dans le port de Barcelone 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 à air comprimé. Long de 42,50 m, il déplace 420 tonnes et embarque sept membres d'équipage. Son autonomie et sa vitesse restent limitées.

Le 17 février 1864, pendant la guerre de Sécession, le CSS H. L. Hunley, un sous-marin confédéré propulsé par une hélice manuelle, 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 disparaît en mer sans pouvoir regagner la côte, pour des raisons restées inconnues.

Le premier sous-marin opérationnel à usage militaire est le « sous-marin Peral » (submarino Peral), conçu et présenté à l' Armada espagnole en 1885 par l'ingénieur militaire espagnol Isaac Peral y Caballero. Il sera mis à flot le 8 septembre 1888. Mesurant 22 mètres de longueur pour un poids de 85 t, il pouvait accueillir un équipage de 12 hommes. La profondeur de plongée était de 80 m, pour une vitesse de 8 nœuds, 10 en surface. Propulsé par un double moteur électrique de 30 CV, il avait une autonomie d'environ 500 km / 65 heures. L'armement était constitué d'un lance-torpilles (capacité de trois torpilles). Les essais d'attaques de nuit furent couronnés de succès, ce qui ne fut pas le cas des essais en plein jour, le sous-marin se révélant facilement détectable. Le projet fut abandonné en 1892, les nouvelles autorités militaires ne croyant pas au concept. Laissé à l'abandon, il sera récupéré et restauré en 1929, et est toujours visible à Carthagène (Espagne).

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 électrique de 50 chevaux, atteint huit nœuds en surface, quatre en plongée. Il est manœuvré par un équipage de cinq hommes. Il est armé de deux torpilles, et son rayon d'action est de 65 milles (en surface, mais seulement le tiers en plongée).

En 1899, les deux sous-marins militaires français, successeurs du Gustave-Zédé, Le Français et l'Algérien, sont construits grâce aux fonds récoltés par une souscription nationale organisée par le journal Le Matin (France) [3]

À la fin du XIXe siècle, le perfectionnement de la torpille conduit au développement des torpilleurs puis, en réaction, des contre-torpilleurs, alors que les sous-marins restent difficiles à détecter et à détruire. On conçoit alors le submersible : un torpilleur, assez marin pour naviguer en surface, en haute mer à distance importante de sa base, et qui ne plonge que pour le combat.

En 1904, l'ingénieur français Maxime Laubœuf construit le Narval, équipé d'un périscope et de ballasts externes, il obtient la faveur de la marine de l'époque. C'est le premier sous-marin équipé d'une propulsion mixte : machine à vapeur en surface, moteur électrique en plongée. Tous les modèles ultérieurs suivront cette conception fondamentale, jusqu'aux sous-marins nucléaires.

De 1914 à 1918, les submersibles fonctionnant grâce à une propulsion Diesel-électrique peuvent être engagés en grand nombre durant la guerre. Une batterie d'accumulateurs alimente un moteur électrique de propulsion. Les batteries sont rechargées par une génératrice entraînée par un moteur diesel, utilisable en surface. En 1944, les Allemands améliorent le schnorchel (invention hollandaise), un tube à air permet aux U-Boots d'utiliser leur moteur diesel à faible profondeur d' immersion, évitant ainsi de venir en surface où ils sont très vulnérables.

À partir des années 1950, la propulsion nucléaire apparaît à bord des sous-marins, à la suite de l' USS Nautilus (SSN-571) de 1954. Leur source d'énergie, le réacteur nucléaire est indépendant de l' atmosphère terrestre, il permet aux submersibles de devenir de véritables sous-marins.

« Sous-marin » ou « submersible »

Ablette

Dès son origine, à la fin du XIXe siècle, le terme « sous-marin » est employé pour qualifier les premiers navires pouvant plonger sous la mer mais à des profondeurs, autonomies et vitesses très faibles. Si les performances se sont améliorées progressivement c'est seulement à la fin de la Seconde Guerre mondiale, notamment grâce au perfectionnement du schnorchel et aux progrès accomplis par les ingénieurs allemands dans le domaine de la propulsion électrique en plongée des sous-marins de la Kriegsmarine, qu'il est apparu nécessaire de différencier ces navires : ceux naviguant surtout en surface et pouvant accessoirement plonger, de ceux de nouvelle génération dont l'autonomie sous l'eau est telle qu'ils remontent très rarement à la surface. On requalifie alors les premiers de conception ancienne, souvent construits avant guerre, de « submersibles », et les seconds, de « sous-marins ».

Actuellement, l'autonomie en plongée des sous-marins en service, même à propulsion classique, est telle que la qualification de « submersible » est inadaptée, et a fortiori pour les sous-marins à propulsion nucléaire, dont l'autonomie en plongée n’est limitée par rien si ce n’est la capacité de l’équipage à vivre dans la durée sous la mer [4].

Dans la marine nationale française (comme d'ailleurs dans toutes les marines du monde), le terme « submersible » n'est désormais plus utilisé.

La France possède actuellement dix sous-marins, tous à propulsion nucléaires, six SNA ( Sous-marins nucléaires d'attaque) classe Rubis, et quatre SNLE ( Sous-marins nucléaires lanceurs d'engins) classe Triomphant. Ces derniers constituent la composante essentielle de la force de dissuasion.

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