LE PLUS GRAND SOUS-MARIN CRACHE-PLONGEURS DU MONDE EST CIVIL !
« L’ARGYRONÈTE » DU COMMANDANT COUSTEAU
Une seule chanson vantant le sous-marin jaune a fait le tour du monde !
Celle des « Beatles » illustre bien cette aventure :
Pour la démarrer ou l’arrêter, cliquez sur les symboles :
En France, c’est incroyable ce qu’on peut avoir des idées… Et les réaliser ! Mais on est étonné de constater que bien souvent elles ne sont pas mises en valeur et sont très éphémères…
Je n’en veux pour preuve que notre paquebot « France » qui a fini à la casse alors que c’était le plus beau bâtiment du monde et il est encore inégalé à ce jour.
C’est aussi le cas du supersonique « Concorde » qui n’a même pas eu le temps d’amortir ses coûts de conception.
Avec les « Séniors dans le Vent », on vient de découvrir deux autres exploits Français à Marseille… Oui, oui, là, à deux pas de chez nous.
« L’Argyronète », le plus grand sous-marin « crache-plongeurs » du monde est bel et bien civil et Français.
Les « Séniors dans le vent » sont allés le visiter et ont découvert par la même occasion le passé prestigieux des constructions navales marseillaises.
Il est définitivement ancré dans un hangar de l’Estaque-Plage (cf. la fin de l’article sur l’étang de Berre) à l’Ouest de Marseille, là-même où il a été construit avec une rampe de mise à l’eau sur rails munie d’un ascenseur hydraulique.
Mais vous pouvez, vous aussi, aller le découvrir en famille car il est devenu une pièce de musée que quelques passionnés de son équipage, aujourd’hui à la retraite, se fait un plaisir de vous faire visiter avec plein d’anecdotes au 149, plage de l'Estaque à Marseille juste sur le parking des « Bains de l'Estaque », un bâtiment tout rond, lui-aussi aujourd’hui à l'abandon, dans l’entrepôt mitoyen des « Compagnons du SAGA ».
À l’origine, le projet de la construction d’un tel sous-marin a germé dans la tête de ses concepteurs en observant une petite araignée qui vit sur les rivages de Bretagne et dans nos zones humides, dont le nom est « l’argyronète » qui devait être celui du submersible du Commandant COUSTEAU.
Cette petite araignée véritablement aquatique est la seule espèce non fossile qui vit quasi intégralement sous l'eau dans une « cloche de plongée ».
Son nom « argyronète », provient du grec ancien ἄργυρος / arguros (« argent ») et νέω / néô (« filer »), qui signifie « toile argentée » et fait référence à cette bulle-cloche d'air qui lui permet de vivre sous l’eau.
Une argyronète, et sa bulle d’air…
Toute sa vie se passera dans cette bulle d'air : chasse, digestion, accouplement et ponte.
« L'argyronète » a besoin de se réapprovisionner régulièrement en oxygène, à l'intérieur de la bulle. Elle effectue alors des voyages ponctuels à la surface pour renouveler l'air, et prend ses aises quand elle a terminé.
C’est elle, tout simplement, qui a donné l’idée au Commandant COUSTEAU de construire un submersible qui soit « une maison sous la mer » qui soit ainsi complètement indépendante de l’état des océans et qui lui permette de faire ses recherches marines sans se soucier des conditions atmosphériques, et il l’a réalisé en 1971 quand il a pu réunir les fonds très conséquents qui lui étaient nécessaires pour le financer…
L’emblématique silhouette du Cdt Jacques-Yves COUSTEAU !
Ce fût quand même une saga complètement folle à l'époque. Imaginez-vous que son investissement a représenté l'équivalent de 400 millions d'Euros d’aujourd’hui...
Malgré tout, y compris la hauteur de l’investissement, ce n'est pas une question technique qui l'a immobilisé hélas, mais seulement le financement de son coût d'utilisation !
Il fallait « un fou des mers » pour lancer un tel projet. Le Commandant Jacques-Yves COUSTEAU a initié en 1966 la conception de cette « maison sous la mer autonome et propulsée ».
Ce fût un projet difficile à faire aboutir technologiquement et économiquement malgré le concours de l’Institut Français du Pétrole et l’OFRS (Office Français de Recherches Sous-marines).
Le projet d’origine a finalement été abandonné en 1970 alors qu’un certain nombre d’équipements dont la coque en fibre de verre polyester stratifié, les moteurs diesel anaérobies STIRLING, les équipements hydrauliques, la sphère largable, les régleurs en acier étaient achevés.
Ils seront récupérés par la COMEX qui a repris le projet en 1981 en le renommant « SAGA ».
Mais mieux qu'un long discours voici une vidéo de moins de 2 minutes qui vous présente l'engin... et nous irons dans le détail tout de suite après.
Le SAGA dans son cocon d’origine
Le nom de « l’Argyronète » n’a jamais été utilisé et le sigle « SAGA » qui l’a remplacé veut dire « Sous-marin d’Assistance à Grande Autonomie ».
Remise à l’eau de « l’Argyronète » en 1987…
Mis à l’eau finalement en 1987, le plus grand sous-marin « crache-plongeurs » du monde n’a réalisé en définitive qu’une douzaine de plongées en saturation, dont l'une a quand même représenté un record de plongée de scaphandriers autonomes civils non encore égalé, à 317 m de profondeur, au large de la baie de Villefranche-sur-Mer où il existe une fosse marine de plus de 2000 mètres de profondeur.
Mais également une plongée d’observation à 667 mètres juste avant qu’en 1990 l’IFREMER, partenaire de la COMEX ne jette l’éponge et n’arrête sa participation au projet.
L’objectif du programme « SAGA », était en fait d’intervenir rapidement dans le domaine de l’offshore profond quelles que soient les conditions de surface avec une autonomie suffisante pour parcourir les trajets aller et retour de la base au chantier, effectuer les tâches prévues et assurer la sécurité de l’équipage et des plongeurs, ce qui était impossible avec un bateau conventionnel lorsque la mer était agitée.
Le sous-marin d’intervention « Argyronète » devait réaliser le mariage des deux techniques de pénétration de l’homme sous la mer :
1) À l’intérieur d’une coque résistante maintenue à la pression atmosphérique (sous-marins, soucoupes plongeantes, bathyscaphes).
2) En plongée à partir d’une base sous-marine, maintenue à la pression ambiante du milieu (maison sous la mer) comme il en avait été étudié plusieurs projets mais qui présentaient chacun des inconvénients jamais surmontés.
Ils s’appelaient « les Océanautes ». Il y a un demi-siècle, à partir de 1962, ils ont été les premiers à vivre dans des maisons sous la mer…
La première opérationnelle a été celle du « DIOGÈNE » en 1962 à quelques mètres sous la surface,
Puis s’enhardissant on est allé de 10 mètres à plus de 100 mètres de profondeur pour le projet « PRÉCONTINENT » dont plusieurs modèles se sont succédés : une semaine par -12 mètres à Marseille lors de « PRÉCONTINENT 1 ».
Puis un mois entre -10 mètres et -60 mètres en mer Rouge lors de « PRÉCONTINENT 2 » et enfin un mois par -100 mètres au Cap Ferrat pour « PRÉCONTINENT 3 ».
Puis d’autres projets ont été mis à l’épreuve… Mais ne correspondaient jamais exactement au besoin du Commandant COUSTEAU...
Mais le projet « SAGA » concrétisera pleinement cet objectif en doublant la capacité d’intervention adoptée par le projet « Argyronète » qui passe de -300 mètres à -600 mètres en plongée atmosphérique et a –450 mètres en intervention plongeurs.
L’autonomie, qui a été l’une des causes principales de l’arrêt du projet « Argyronète » alliée au coût de fonctionnement, sera, elle, presque triplée grâce aux progrès enregistrés dans tous les domaines pendant les dix années de sommeil.
GÉNÉRALITÉS
La coque résistante du « SAGA » est composée de trois parties :
- Un compartiment en pression atmosphérique, qui peut abriter six hommes d’équipage et les principaux équipements,
- Un compartiment hyperbare ou l’on peut loger jusqu’à six plongeurs,
Compartiment hyperbare à gauche et en pression atmosphérique à droite
- Un compartiment largable (En fait une sphère largable qui peut remonter à la surface naturellement) qui peut abriter les six hommes d’équipage et les ramener à la surface en cas d’avarie grave, les plongeurs pouvant être secourus au moyen d’une tourelle sans subir de décompression.
Sphère largable
Qui est recouverte d’un habillage hydrodynamique
(Élément « tourelle » apparaissant au-dessus du navire)
Elle est amarrée au compartiment d’habitation par un sas
Fermé par une double porte verrouillable.
Et complètement équipée pour la survie autonome de 6 hommes
Qui peut être larguée en quelques secondes pour remonter en surface
Les équipements extérieurs (batteries, réservoirs de gaz, ballasts, régleurs, tuyauterie …) sont protégés par une coque en fibre de verre /époxy (Carénage) qui lui donne sa forme particulière.
L’un des 4 ballasts qui permettent au « SAGA » de plonger
par remplissage avec de l’eau de mer
Et en plus, pour aider à la descente, le submersible est lesté de plaques de plomb dont la partie centrale de 6000 Kg est largable en cas de danger.
Le lest est constitué de plaques de plomb boulonnables
Il était prévu de pouvoir larguer la partie centrale du lest.
Pour s’imaginer la construction du submersible en 1971, voici quelques images qui permettent de se représenter le scénario.
HISTORIQUE DE LA CONSTRUCTION
On a commencé par bâtir dès 1970 à l’Estaque-plage, tout près des bassins de radoube le hangar CEMA (Centre d'Études Marines Avancées du commandant Jacques Cousteau) spécialement conçu pour la construction du submersible, équipé d’un ascenseur hydraulique qui était prévu pour mettre à l’eau le sous-marin et le sortir hors de l’eau pour être garé, révisé, caréné quand il ne servait pas.
1970 – Construction du hangar « CEMA » à l’Estaque-plage
Puis l’élément central qui composait le cœur du projet, et comportait un compartiment hyperbare et un compartiment de vie sous pression atmosphérique ont été assemblés dans une usine métallurgique spécialisée puis transporté par route jusqu’au hangar (Cf. mon article sur les sous-marins d’attaque nucléaires).
Et livré juste devant le hangar CEMA enfin terminé sur la plateforme de l’ascenseur.
Le compartiment hyperbare et celui sous pression atmosphérique
Viennent d’entrer dans le hangar de construction.
Les compartiments hyperbare et d’habitation vont pouvoir être aménagés.
Le compartiment hyperbare et celui sous pression atmosphérique ont ensuite été placés à l’intérieur du hangar CEMA de construction où on va « l’habiller » d’une structure métallique recouverte d’une peau en époxy et résine stratifiée pour lui donner une forme hydrodynamique, qui contiendra tous les accessoires qui ne nécessitent pas d’être sous pression atmosphérique, à savoir les ballasts, les réserves de carburants, de comburant d’hélium et d’oxygène liquides.
La structure acier support des formes époxy.
Les deux compartiments sont aménagés intérieurement
Et équipé de tous les appareils de pilotage et de contrôle.
La structure d’acier est revêtue des éléments de fibres époxy stratifiées
par simple vissage des plaques en forme qui vont assurer l’hydrodynamisme.
A gauche, on aperçoit l’un des 2 réservoirs d’eau douce de consommation.
On voit bien la sphère largable sur le dessus et la structure de l’étrave
REPRENONS LES CARACTERISTIQUES DU SUBMERSIBLE
Ce sous-marin est capable de faire intervenir ses plongeurs jusqu’à -450 m quelles que soient les conditions météorologiques de surface et de mettre en œuvre des robots (ROV) jusqu’à -600m.
Sa grande autonomie est due principalement à l’apport de deux moteurs STIRLING et au stockage d’oxygène sous forme liquide, qui permettent d’effectuer des missions de 10 à 20 jours, en parcourant plusieurs centaines de milles nautiques, sans devoir faire surface.
Il peut ainsi parcourir en plongée 150 milles nautiques pour parvenir au chantier sous-marin, faire intervenir ses plongeurs pendant près d’une semaine et revenir à sa base par ses propres moyens sans faire surface.
DÉVELOPPEMENTS TECHNOLOGIQUES
Le projet actuel a pu être mis en chantier parce qu’un certain nombre de progrès ont été réalisés, dans plusieurs domaines technologiques essentiels pour le développement de l’intervention sous-marine.
1 - Moteurs STIRLING
Il est possible de stocker dans le « SAGA » autant d’énergie que dans les batteries d’un sous-marin militaire conventionnel de 2000 tonnes. L’autonomie importante qui en découle est obtenue grâce à l’utilisation de moteurs thermiques anaérobies de type STIRLING et du stockage de l’oxygène sous forme liquide.
Compartiment des moteurs
Appareils de contrôle des moteurs
Le moteur STIRLING, procédé le plus avancé mené par la Suède, utilise la chaleur dégagée par la combustion de gazole et d'oxygène liquide conformément au principe de Carnot, par l'action coordonnée d'un piston de travail et d'un refouleur.
La combinaison de ces deux technologies permet d’obtenir une densité énergétique au kilogramme embarqué très supérieure à celle fournie par les batteries acide / plomb conventionnelles.
L’énergie thermique est obtenue par combustion d’un carburant standard avec de l’oxygène pur, dans une chambre de combustion pressurisée.
La chaleur de combustion est transférée à un gaz de travail (hélium) opérant en circuit fermé et dont le cycle thermodynamique provoque le mouvement des pistons.
La pressurisation de la chambre de combustion permet d’évacuer les gaz de combustion directement dans l’eau de mer jusqu’à 200 m et par l’intermédiaire d’un suppresseur d’échappement, développé et breveté à cet effet, jusqu’à 400 mètres de profondeur.
Moteurs marins « United Stirling » de 75 cv
Sans leur appareillage anaérobie.
Deux moteurs de 75 kW de ce type, développés par « United Stirling », et la société KOCKUMS (Suède), équipent le « SAGA ».
2 - Stockage cryogénique de l’oxygène
L’autonomie du sous-marin est directement fonction de la quantité d’oxygène pouvant être embarquée.
Cette considération a conduit à stocker l’oxygène nécessaire sous phase liquide.
En effet, 1 m3 d’oxygène liquide fourni environ 850 Normo m3 de gaz, soit deux fois plus qu’un stockage haute pression de même volume à 400 bars.
Le sous-marin est équipé de deux unités de stockage placées à l’extérieur de la coque résistante et permettant d’embarquer 6500 kg d’oxygène liquide au total.
3 - Réservoirs de gaz très haute pression en composite
Afin de réduire les poids morts, il a été développé des réservoirs très haute pression (400 bars) constitués d’un corps en acier (liner) renforcé par un enroulement sous contrainte de fibres composite (Kevlar Époxy) qui double la résistance mécanique du liner.
Cet enroulement permet d’atteindre la pression de service double de celle du corps acier pour une augmentation du poids dans l’eau du réservoir limitée à 15 % environ.
Réservoirs à très haute pression.
Ces réservoirs sont utilisés pour stocker les gaz comprimés nécessaires au bord (hélium pour la plongée humaine, oxygène pour les moteurs).
4 - Pilotage assisté par ordinateur
L’équipage étant limité (6 plongeurs maximum + 3 officiers sous-mariniers), les fonctions de contrôle et de pilotage ont été automatisées autant que possible.
Tous les appareils mobiles fonctionnent par commandes hydrauliques.
Complexité des répartiteurs de fluides…
Ainsi le sous-marin peut être piloté, en transit, par une seule personne !
5 - Système de plongée humaine
Un système de plongée spécifique a été développé pour le « SAGA », caractérisé par une faible consommation en énergie et en gaz de plongée.
Cet objectif a été atteint grâce à l’aboutissement de deux développements technologiques importants :
- Un appareil respiratoire en circuit semi fermé, caractérisé par une assistance respiratoire efficace, même à grande profondeur, « le LARA ».
- Un habit chauffant à faible débit d’eau chaude utilisant de nouveaux matériaux isolants de type sandwich. La chaleur nécessaire étant récupérée dans l’énergie thermique produite par les moteurs STIRLING.
Ces équipements étaient alimentés par une sorte de cordon ombilical par lequel passaient tous les fluides et les courants électriques nécessaires aux scaphandriers, d’une longueur d’une cinquantaine de mètres qui se déroulaient ou s’enroulaient automatiquement sur un tambour.
Le « cordon ombilical » et son enrouleur tambour automatique.
Les plongeurs pouvaient sortir du submersible par un trou d’homme
Situé à tribord arrière
Dé-verrouillable de l’intérieur du caisson hyperbare.
Mais on pouvait aussi observer les manœuvres de l’intérieur du compartiment d’habitation par un gros hublot et 4 plus petits à l’avant du submersible.
Les 5 hublots d’observation de proue depuis le compartiment d’habitation
L’un des hublots d’observation de proue vu de l’extérieur
PRINCIPALES CARACTÉRISTIQUES DU « SAGA »
Longueur hors tout : 28,06 m x Largeur hors tout : 7,40 m x Hauteur hors antennes : 8,50 m.
Déplacement de surface : 297 tonnes, et en plongée : 545 tonnes
Tirant d’eau en surface : 3,65 m, ballasts vides.
Immersion maximale : 600 mètres / et maximale pour la plongée humaine : 450 mètres.
Les deux manomètres de profondeur du submersible
Moins 360 mètres et moins 107, 50 mètres.
Générateurs de puissance :
En surface : 1 moteur Diesel Hispano Suiza de 76 kw
En immersion : 2 moteurs Stirling de 2×75 kW
Qui transmettaient l’énergie hydraulique nécessaires aux deux hélices entourées d’une tuyère orientable (et non pas d’un gouvernail) et de volets de profondeur.
Stockage de gaz et d’énergie :
Combustible : 6200 l
Stockage cryogénique de l’oxygène : 6500 kg
Air, Gaz de plongée et oxygène : 5600 Nm3
Batterie principale : 700 KWh
Batterie de survie : 6 KWh
Energie totale stockée à bord sous forme électrique et chimique : 10000 KWh !
Autonomie :
- Régénération de l’atmosphère : 21 jours.
- Distance franchissable en surface : 1000 milles marins.
- Distance franchissable en immersion : 300 à 500 milles marins.
- Et il pouvait aisément se poser sur le fond à l’aide de ses 4 vérins.
Cette maquette met en avant les 4 vérins de stabilisation sur le fond de mer
Capacité d’accueil à bord :
- Équipage : 6 membres
- Plongeurs ou spécialistes embarqués : 6 membres
- Passager invité : 1 personne
Le carré de la salle à manger
La cuisine en acier inox bien équipée…
Cabine équipage de l’espace de vie sous pression atmosphérique
Espace toilette sous pression atmosphérique et celui du caisson hyperbare
Cabine hyperbare de décompression
Cabine hyperbare de décompression,
On aperçoit au fond les deux portes du sas menant :
1) À l’espace de vie sous pression atmosphérique,
2) Vers le tube « crache-plongeurs » à l’extérieur.
Système de navigation :
- Poste de pilotage automatique SAGEM
Le poste de pilotage peut être assuré par un seul homme…
A droite on voit le passage vers le lieu de vie (cuisine, salle à manger)
Il a tous les instruments de mesure à portée de main
- Positionnement de surface : Navsat, Loran C et Radar.
- Positionnement en plongée : Estime par gyrocompas et Loch Doppler.
- Positionnement acoustique : Base longue acoustique.
- Instrumentation de navigation : Échosondeur, sonar panoramique, vidéo, écoute acoustique passive.
- Ordinateur de bord.
Communications :
- Communications de surface : VHF et BLU.
- Téléphone sous-marin équipé d’un :
- Système électronique d’interprétation de la voix déformée par l’hélium.
- Équipements de travail.
- ROV mis en œuvre à partir du kiosque.
ROV « Prometech »
Détails du robot « Prometech » embarqué…
Charge utile pour équipements additionnels :
- 3 tonnes dans l’eau.
- Équipements d’observation, outillages de chantier pouvant être embarqués ou débarqués pendant la mission).
Certification :
Lloyd’s Register of Shipping (Classe 100 A1)
Bureau Véritas
Capacité opérationnelle du « SAGA » :
L’autonomie du sous-marin dépend de plusieurs paramètres dont :
- La distance parcourue en plongée
- La profondeur du site de travail
- L’énergie consommée par l’outillage
- Le nombre de plongeurs en saturation
En pratique, il est possible d’ajuster l’affectation d’une partie des réservoirs de stockage de gaz haute pression en fonction du profil de la mission, en choisissant par exemple d’embarquer plus d ‘oxygène au détriment des gaz de plongée.
Après étude, les valeurs obtenues montraient que l’ensemble de la Mer du Nord pouvait être couverte par le « SAGA » en opérant celui-ci à partir des principaux ports pétroliers des secteurs Britanniques ou Norvégiens pour les plateformes pétrolières.
De plus, à cette fin, le « SAGA » pouvait se poser au fond de la mer sur 4 vérins réglables afin d’assurer les travaux sous-marins nécessaires à l’ancrage des plateformes sans être tributaire des conditions atmosphérique et l’état de la mer !
Applications prévues :
Le « SAGA » était capable de réaliser une grande variété de travaux sous-marins se rapportant à trois principaux secteurs d’activité :
- Offshore pétrolier
- Recherche technologique et scientifique
- Secteur public (Gouvernements, Marines Militaires)
Offshore pétrolier
a) Missions avec intervention de plongeurs
- Maintenance des têtes de puits sous-marines (par exemple : remplacement de modules de contrôle, de vannes, enlèvement ou réparation de pilier guide, de câble emmêlé…).
- Assistance aux activités de construction (par exemple connexion de lignes de flexibles, préparation des activités de connexion de pipelines, métrologie.
- Assistance aux réparations de pipelines et de structures sous marines (par exemple : évaluation des dommages, déterrage, nettoyage de pipeline, réparation du revêtement en béton, remplacement d’anodes, installation de clamps...).
- Essais non destructifs (utilisation de toutes les techniques d’essais non destructifs actuels sur pipelines ou structures).
- Examen du fond (carottage, échantillonnage …).
- Intervention d’urgence (sauvetage de cloche de plongée, de sous-marin, interventions d’urgence sur tête de puits et conduites, récupération d’équipements.
b) Missions sans plongeur
Le SAGA était également conçu pour embarquer des instruments, qui sont mis en œuvre depuis des supports de surface, pour des missions d’observation instrumentées :
- Sismique haute résolution préparatoire des opérations de forage
- Inspection des pré-routes de pipeline
- Inspection des pipelines à l’aide d’un ROV
- De façon générale le « SAGA » dispose de la puissance et des interfaces nécessaires pour mettre en œuvre tout type d’engin télé opéré.
Recherche technologique et scientifique
- Banc d’essais de technologies nouvelles
Le « SAGA » constituait en lui-même un laboratoire permettant d’évaluer les capacités de nouvelles technologies comme les sources d’énergie sous-marines, le stockage cryogénique de l’oxygène ou la conduite d’opérations de plongée humaine complexes à partir d’une base sous-marine.
- Recherche scientifique
L’autonomie importante du « SAGA » en faisait un outil bien adapté pour les missions scientifiques d’étude de l’environnement marin par observation directe et échantillonnage.
Secteur Public
Le « SAGA » pouvait également être utilisé pour des missions d’intérêt général comme les interventions sur épave polluante ou dangereuse.
Dans le domaine militaire, le « SAGA » pouvait entreprendre des missions comme :
- La récupération de projectiles d’essais ou de cibles,
- L’évaluation d’opérations de commando,
- Toute intervention sous-marine discrète.
Enfin le « SAGA » constituait un banc d’essai unique pour l’évaluation de futurs sous-marins militaires utilisant des technologies similaires.