Le déplacement des sous-marins

Résumé du document

L'idée de faire naviguer un bateau sous l'eau n'est pas nouvelle. Déjà, dans l'antiquité, il y a plus de deux mille ans, on a eu l'idée de construire des submersibles pour remonter les fleuves sans être vu.
Un récit du XII eme siècle raconte qu'Alexandre le Grand, en 332 avant JC, se fit enfermer dans un tonneau avec des hublots immergé pour observer la vie sous-marine.
Léonard de Vinci dessina les plans d'un navire de guerre type sous-marin en 1500.
La première plongée d'un sous-marin, à peu près certaine, date de 1624, dans la Tamise, par Cornélius Drebbel.
Il faut attendre 1775, pour l'invention du premier vrai sous-marin : Turtle, entièrement en bois, par l'américain David Bushnell. Pour avancer, le pilote, seul à bord, faisait tourner une manivelle actionnant une hélice. Pour plonger, il ouvrait des ballasts. Pour remonter, il évacuait l'eau à l'aide d'une pompe.
Les problèmes posés par la résistance de la structure aux fortes pressions hydrostatiques causèrent de nombreux accidents.
Au cours du 19 eme siècle, les navires se perfectionnent, notamment avec l'apparition de la propulsion électrique pour avancer.
Il faut attendre la première guerre mondiale pour voir les sous-marins utilisés comme machine de guerre.
Mais comment fonctionne un sous-marin ?
Nous tenterons d'expliquer le mécanisme de déplacement des sous-marins et montrera comment, en s'appuyant sur les principes d'Archimède et de Pascal, l'homme a réussi à maîtriser les fonds marins.
Pour répondre à notre problématique : Comment un sous-marin peut-il se déplacer dans l'eau ? Nous aborderons plusieurs sous problématiques :
1. Comment s'exerce la propulsion.
2. Comment orienter le sous-marin et le stabiliser ?
3. Comment maîtriser la plongée et la remontée ?

Extraits

[...] Le déplacement des sous-marins Introduction L'idée de faire naviguer un bateau sous l'eau n'est pas nouvelle. Déjà, dans l'antiquité, il y a plus de deux mille ans, on a eu l'idée de construire des submersibles pour remonter les fleuves sans être vu. Un récit du XIIe siècle raconte qu'Alexandre le Grand, en 332 av. J.-C., se fit enfermer dans un tonneau avec des hublots immergés pour observer la vie sous-marine. Léonard de Vinci dessina les plans d'un navire de guerre type sous-marin en 1500. [...]

[...] Calcule de la position de G : G est le centre de gravité du sous-marin, Donc G est le barycentre de ; , ; , ; 2). xG = + 3 xY xZ) / xG = 6 + / 4 xG = 8 / 4 xG = 2 G a pour coordonnée Ici, le centre de gravité est trop vers l'avant, il va falloir mettre plus de poids à l'arrière pour équilibrer le sous-marin. Pour cela il faut plus remplir la caisse d'assiette de l'arrière que celle à l'avant. [...]

[...] La densité changeante de l'eau de mer influe également sur la poussée. Ces variations sont donc réglées par les caisses de réglages ou régleurs (réglant également le gîte). Pour obtenir en toute circonstance l'égalité poids = poussée et ainsi l'équilibre du sous-marin. Les caisses de réglage adoptent le même fonctionnement que les ballasts, mais à plus petite échelle. En effet pour un sous-marin de tonnes type narval, le volume des régleurs est de 15m3 pour les régleurs supérieurs et 11m3 pour les régleurs inférieurs. [...]

[...] Approximativement, pour une augmentation de 100 mètres de la profondeur d'immersion maximale, il faudrait augmenter l'épaisseur de la "coque épaisse" de dix millimètres afin de compenser les efforts dus à l'accroissement de la pression. La coque légère : coque extérieure étant celle des ballasts ne connaît pas ce problème en effet elle est maintenue plein de liquide, en communication avec la mer, lorsque le sous-marin est en plongée. Les pressions des deux côtés des parois s'équilibrent donc. Il n'est donc pas nécessaire dans ce cas de les construire en tôles épaisses. Leur épaisseur varie de 5 à dix millimètres. [...]

[...] (Moteur diesel inventé en 1897, consomme du gazole, carburant qui à l'inverse de l'essence, ne dégage pas de vapeurs explosives. À partir de 1950, la combinaison la plus moderne fait appel à l'énergie atomique : un cœur nucléaire situé dans un compartiment complètement séparé fournit de la vapeur, laquelle est conduite à une turbine. Cette turbine entraîne en permanence une génératrice électrique. Le courant produit alimente le moteur de propulsion. Tous les sous-marins nucléaires possèdent en outre une source d'énergie secondaire composée de l'ensemble moteur diesel, génératrice et accumulateurs. Les hélices Comment l'hélice peut-elle faire avancer le sous-marin ? [...]