Ce n’est un secret pour personne. À un moment donné, on aurait tous aimé savoir comment fonctionne un sous-marin. Son extraordinaire capacité à naviguer en profondeur et à explorer les richesses maritimes nous fascine tellement qu’on aimerait comprendre les mécanismes lui permettant de réaliser de tels exploits. Ainsi, l’article ci-dessous va vous dévoiler le mode de fonctionnement de cet appareil.
Sommaire
Le principe d’Archimède et de Pascal
Pour comprendre le processus d’immersion et d’émersion du sous-marin, il faudrait revoir les principes de Pascal et d’Archimède. Ces deux concepts se résument au fait qu’un corps est soumis dans l’eau à une force verticale qui tend à la diriger vers le haut. Plus ce corps s’immerge et plus cette force veut la faire remonter en surface. En revanche, le poids du corps le tire vers le bas. On assiste alors à une confrontation de deux forces qui sont la force verticale et le poids. Suivant ce mécanisme, ce corps ne peut être tout à fait en équilibre que si son poids est égal au poids du volume de l’eau s’exerçant sur lui.
La plongée
Pour faire couler le sous-marin, les balasts doivent à priori être remplis d’eau. À titre d’information, ce sont des réservoirs situés entre la coque et l’espace occupé par les membres de l’équipage. À la surface, ils sont remplis d’air. Le sous-marin devient dans ce cas très léger et il lui est possible de se poser sur la terre ferme. Lors d’une plongée, on ouvre les purges afin que l’eau atteigne les balasts. Ce faisant, l’air qui occupait les réservoirs s’échappe vers la valve pour laisser place à l’eau. Par conséquent, l’appareil commence à s’alourdir et le voilà prêt pour une immersion et un voyage au fond de la mer.
La propulsion
Une fois la plongée effectuée, il faut à tout prix maintenir l’équilibre du sous-marin sous l’eau. Sinon, il risque de sombrer dans les profondeurs. Pour ce faire, il doit se déplacer constamment grâce à ses hélices. Vous pouvez voir ces hélices si vous allez visiter le sous-marin le Flore à Lorient.
Un tel processus est possible, si la pression des eaux s’exerçant sur la machine est égale au poids même de la machine. Ainsi, la poussée ou bien le volume de déplacement lors de la plongée devient inférieur au poids de l’engin. Pour manœuvrer le sous-marin, il faudrait miser sur son centre de gravité ou bien la répartition de son poids dans son corps.
Le flottement entre deux eaux
Pour qu’un sous-marin navigue au fond de l’eau, il faut jouer avec son poids. Pour s’immerger davantage, il faudrait que son poids devienne supérieur à la poussée qu’il reçoit. Pour se déplacer vers la droite ou vers la gauche, le poids de l’appareil doit se concentrer vers l’un des deux côtés. Pour l’incliner vers le haut, il suffit que le poids se focalise vers l’arrière. En revanche, pour s’incliner le bas, le centre de gravité doit s’accentuer sur la tête de l’engin. Ce mécanisme est dirigé par les gouvernes. Homologues des ailes d’avions, ces éléments permettent au sous-marin de se déplacer et de s’incliner. Au cours de cette manœuvre, il faut en permanence effectuer une pesée de sous-marin ou bien le rétablissement de l’égalité Poussée-Poids.
La remontée
Pour qu’un sous-marin puisse remonter à la surface, il suffit de focaliser son poids vers l’arrière afin qu’il prenne une position inclinée vers le haut et ensuite d’évacuer la pression d’eau dans les balasts. Par conséquent, l’air va inonder ces réservoirs et rendre le sous-marin plus léger. En effet, le poids de l’appareil diminue en fonction du poids du volume d’eau débarrassé. Dans ce contexte, la poussée devient supérieure au poids de l’engin. Cette force va donc propulser la machine vers le haut et la faire remonter en surface. Le sous-marin va, par la suite, flotter sous l’eau avant d’accoster sur la terre ferme.
