Qu’est-ce qui fait imploser un sous-marin ? » ABC des sciences

Les sous-marins sont des merveilles d’ingénierie qui opèrent dans les profondeurs de l’océan, résistant à une pression immense et permettant l’exploration humaine sous les vagues.

Les humains ont cherché à explorer et à naviguer sous la mer depuis environ 300 avant JC. Un certain nombre de méthodes ont été utilisées pour voyager sous l'eau à des fins de recherche tout au long de l'histoire. La légende raconte que la première tentative de fabrication d'un prototype de sous-marin fut celle d'Alexandre le Grand.

Cela dit, s’aventurer dans la mer à l’intérieur d’un tonneau de verre ne semblait guère être une méthode efficace pour explorer le monde sous-marin.

En 1578 après JC, William Bourne, un officier de la marine britannique, a construit un navire à ossature de bois recouvert de cuir imperméable qui pouvait être ramé sous l'eau. Le premier sous-marin officiellement documenté, appelé « Tortue », a été créé pendant la guerre de la Révolution américaine en 1776. C'est à la fin du XIXe siècle que les sous-marins ont finalement évolué vers des navires pratiques grâce au développement de systèmes de propulsion et de technologies plus avancées.

Vidéo recommandée pour vous :

Les sous-marins sont conçus de manière à maintenir à l’intérieur de leur coque la même pression que la pression atmosphérique au niveau de la mer.

On se demande alors pourquoi est-il si important de maintenir cette pression correspondante ? Si la pression interne est très différente de la pression externe, elle peut exercer une contrainte anormale sur la coque, entraînant des défaillances structurelles, des fuites ou même une implosion.

Lorsqu'un sous-marin est à la surface, les ballasts sont remplis d'air, ce qui rend le navire moins dense que l'eau et lui permet de flotter. Cependant, lorsque le sous-marin doit plonger, il libère l'air des ballasts et le remplace par de l'eau, augmentant ainsi la densité du navire. La pression interne d’un sous-marin est régulée par l’équilibre entre la pression de l’eau exercée sur la coque et la pression de l’air à l’intérieur.

Lorsqu'un sous-marin plonge plus profondément, la pression de l'eau augmente, comprimant la pression de l'air à l'intérieur de la coque. Ainsi, pour égaliser la pression à l'intérieur d'un sous-marin lors de la montée ou de la descente, les ballasts sont inondés ou vidés en conséquence. Tous les sous-marins disposent également de systèmes internes appelés « sphères de pression » pour empêcher la pression atmosphérique interne de devenir trop élevée.

Lisez aussi : Comment un sous-marin plonge-t-il, refait-il surface et navigue-t-il sous l’eau ?

Il est évident que les « coques pressantes » sont des structures importantes à l’intérieur d’un sous-marin, mais quelles sont exactement leurs fonctions ?

La coque pressurisée est la principale structure étanche qui assure la solidité du squelette principal d’un sous-marin. Il est construit de telle manière qu'il peut résister à la pression externe exercée par les profondeurs océaniques afin de protéger l'équipage et les systèmes à l'intérieur.

L’une des tâches les plus importantes dont les ingénieurs doivent se méfier lors de la conception d’un sous-marin est de s’assurer que les coques pressurisées résistent aux fuites. Il doit faire face à la pression hydrostatique externe sans s'effondrer ni se déformer, tout en maintenant l'intégrité globale de la coque sous pression.

Les sous-marins utilisent généralement des cartouches génératrices d’oxygène pour produire de l’oxygène à bord. Un bidon est rempli d'un mélange de chlorate de sodium et de poudre de fer qui, une fois enflammé, subit une réaction chimique et libère de l'oxygène gazeux.

Puisqu’il n’y a pas d’accès direct à l’atmosphère, les sous-marins doivent stocker suffisamment d’oxygène respirable pendant de longues périodes sous l’eau. Un système qui génère de l’oxygène à bord et le stocke pour une utilisation ultérieure est installé à l’intérieur des sous-marins.

Sous l’eau, l’une des méthodes de génération d’oxygène est bien entendu l’électrolyse de l’eau ! L'électrolyse divise l'eau en molécules d'hydrogène et d'oxygène, puis stocke l'oxygène dans des réservoirs à haute pression. On peut aussi certainement emporter des bouteilles d’oxygène à bord. Ces bouteilles stockent de l’oxygène à haute pression, ce qui peut fournir de l’oxygène respirable aux personnes à l’intérieur du sous-marin.

Cependant, en raison des limitations techniques et de l’énergie consommée au cours du processus, l’électrolyse n’est pas une méthode universellement acceptée de génération d’oxygène.