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 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 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/ 

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