Rencontre avec un sous

Crédit photo : Christian Godefroy
Service pédagogique : contactez Isabelle
Roux de 9h à12h et de 14h à 18 h du lundi au
vendredi inclus.
Mel. [email protected]
Tel. 02 33 20 26 35
Fax. 02 33 20 26 27
Véronique Doré, professeur des Ecoles
Mise à disposition au service pédagogique de La
Cité de la Mer.
Mel. [email protected]
Tel. 02 33 20 26 37
Fax. 02 33 20 26 27
Les axes développés en conférence (selon les cycles)
Les points du commentaire pouvant être abordés au cours de l’atelier (selon les
cycles)
1. Activité 1 : la propulsion (fin cycle 3)
2. Activité 2 : le fonctionnement des ballasts (cycles 2 et 3)
3. Activité 3 : 24 heures dans la vie d’un sous-marinier (cycles 2 et 3)
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Le contexte historique de la force de dissuasion
Evolutions technologiques
Caractéristiques de l’objet sous-marin
La vie à bord
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L’atelier, basé sur un échange dialogué avec un ancien sous-marinier, est
adapté selon l’âge des enfants et tente au mieux de satisfaire leur curiosité (même si
les élèves n’arrivent pas avec un questionnaire élaboré en classe, après la visite du
Redoutable, ils auront toujours quelques questions à poser !).
Le commentaire, guidant la visite des élèves dans le Redoutable, reste difficile
dans la première partie de la visite (très technique). Il est cependant une bonne
amorce pour le conférencier.
Pour les élèves bons lecteurs (fin cycle 3) :
Vous pouvez, si vous le souhaitez, mettre les élèves en situation de recherche
d’informations sur l’exposition avant de venir en conférence (voir la fichequestionnaire en fin de document). Ils trouveront peut-être des réponses aux
questions qu’ils se seront posées au préalable en classe. L’atelier leur apportera des
informations supplémentaires et enrichira leurs connaissances.
Durée : 1heure30
)
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+
Le contexte historique : à quoi sert un sous-marin militaire ? Qu’est-ce que la force
de dissuasion nucléaire? (fin cycle 3 - 10 minutes)
L’évolution technologique à travers la propulsion [Activité 1] : l’énergie utilisée au fil
des siècles (fin cycle 3 - 15 minutes)
Caractéristiques de l’objet « sous-marin » (cycle 3 - 15 minutes)
- comment fait-il pour naviguer et s’orienter : voir,
écouter, se cacher, plonger, remonter [Activité 2]
- résistance à la pression
- étanchéité
La vie à bord (cycles 2 et 3 - 50 minutes)
- Vingt quatre heures dans la vie d’un sous-marinier
[Activité 3] (cycles 2 et 3)
- La production d’eau douce (cycle 3)
- La production d’oxygène (cycle 3)
- L’évacuation du dioxyde de carbone et de l’hydrogène
(cycle 3)
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Système de propulsion du Redoutable
Mots-clés : Hélice, ailerons, gouvernail, turbines de propulsion (vapeur d’eau),
alternateur, réducteur de vitesse, moteur électrique de secours si panne du réacteur
Systèmes de production, de distribution (de multiples tuyaux !), d’évacuation
− Vapeur
− Eau de mer (circuit de refroidissement)
− Production d’eau douce et d’oxygène : le poumon du sous-marin !
Pompes qui aspirent l’eau de mer pour la déssaler et aussi pour en extraire de
l’oxygène
− Consommation d’O2 : fabrication et élimination
− Usines de « décarbonatation » qui récupèrent le CO2 et les autres
polluants de l’air
Système de défense ou d’attaque : la dissuasion
− Les missiles
− Les torpilles
Le PCNO (Poste de Commandement Navigation Opérations)
− Le sous-marin est aveugle : comment fait-il pour se diriger ?
(le Sonar : appareil de détection sous-marine ; le périscope pour voir)
− Le sous-marin est à l’écoute du moindre bruit : c’est une grande oreille
vigilante ! (micros pour entendre qui détectent les bruits jusqu’à 100 km)
− Le sous-marin doit être discret pour ne pas être entendu (se fondre dans
les bruits biologiques, amortir les bruits de la coque…)
La vie à bord (divisée en 3 tiers – voir tableau en annexe 4)
− 8 heures de travail
− 8 heures de sommeil
− 8 heures pour la formation, entretien du matériel, détente et animation
− les « familygrams»
Système de plongée et remontée
− Le fonctionnement des ballasts situés entre la coque épaisse et la coque
extérieure
Ces activités sont un support à la discussion sur la propulsion et la « vie à bord ».
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# 1
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+
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+ 2
Savoir retrouver le principe de la propulsion nucléaire (découvert pendant
la visite)
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Reconstruire sous forme d’un schéma le principe de la propulsion
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Aider les élèves à reconstruire le schéma à partir des cartes placées en
désordre au tableau, les dessins du réacteur nucléaire, de l’hélice et de
l’ampoule étant déjà positionnés
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# 1
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Comprendre le principe général de fonctionnement des ballasts
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Remettre dans l’ordre les 3 cartes représentant en coupe un sous-marin en
plongée
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# 1
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Connaître l’organisation de la vie à bord d’un sous-marin
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− Eliminer les intrus en classant des cartes représentant des activités en
fonction de deux critères : possible/impossible à faire à bord d’un sousmarin
− Répondre aux questions écrites au dos des cartes piochées puis les
répartir sur l’horloge n°1
3
4
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− Dessiner au tableau 2 colonnes « on peut faire »/ « on ne peut pas faire »
pour éliminer les intrus
− Dessiner l’horloge n°1 puis demander aux élèves de replacer les cartes
piochées au bon endroit
− Dessiner l’horloge n°2 qui reprend les Quarts des 3 équipes.
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Voir documents en annexe 2
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Voir documents en annexe 3
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# 1
Voir documents en annexe 4
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Voir documents en annexe 5
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« Comment ça marche un sous-marin ? » est une plaquette qui fut distribuée par
la DCN. Vous la retrouverez sur le site :
http://www.netmarine.net/bat/smarins/triompha/comment.htm
Vous avez des informations sur les principes de Pascal, d’Archimède ainsi que
l’assiette, le gîte et la stabilité d’un sous-marin.
http://perso.wanadoo.fr/assoc.lorient.ccsti/souslesmers/sciences/sciences2.htm
http://www.cite-sciences.fr/francais/alacite/expo/tempo/franquin/inventions/saga2.html
La médiathèque de la Cité de la Mer donne accès à de nombreux ouvrages que
vous pouvez consulter sur place [Consultez le catalogue sur le site de la Cité de
la Mer http://citedelamer.com ] :
-
Merveilles et mystères du monde sous-marin, sélection du Rider’s Digest, 1974
-
La grande aventure de l’exploration des océans, Robert Ballard, National
Géographic Society, 2001
%
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)
Annexe 1 : Schéma du fonctionnement d’une centrale thermique
nucléaire
Annexe 2 : Le contexte historique de la force de dissuasion
Annexe 3 : Evolutions technologiques
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Annexe 4 : Caractéristiques de l’objet sous-marin
Annexe 5 : La vie à bord
' Questionnaire élèves
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Alternateur
Réacteur
nucléaire
Circuit
d’eau
primaire
Circuit
d’eau
secondaire
Turbines
Vapeur
d’eau
Réducteur
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2
+
Document 1
« Le choix de la dissuasion nucléaire fut d’abord un choix politique,
résultant d’une double prise de conscience : d’une part, celle des
limites de l’autonomie de la France dans le système transatlantique,
révélée par la crise de Suez en 1956 ; d’autre part, celle des limites de
l’engagement des Etats-Unis envers l’Europe dans un contexte de
vulnérabilité du territoire américain, révélé par le lancement de
Spoutnik-I en 1957. C’est aussi une stratégie des moyens : dès lors
que la France souhaitait disposer en propre d’un outil permettant de
garantir sa sécurité face à l’Union soviétique, le choix nucléaire
s’imposait. En effet, à supposer même que le surarmement
conventionnel eût été une alternative, la France n’aurait pas disposé
des moyens de mener une course aux armements classiques. Le refus
des thèses sur la " dissuasion conventionnelle " comme substitut à la
dissuasion nucléaire, exprimé dans le Livre blanc de 1994, traduit,
trente ans après l’avènement de la dissuasion française, la pérennité
de ce choix. »…
La notion d’intérêts vitaux et ses déclinaisons
« La France s’est ainsi accordée avec ses partenaires de l’OTAN sur
une conception commune de la dissuasion nucléaire, décrite ainsi dans
le Concept stratégique de l’Alliance :
" L’objectif fondamental des forces nucléaires des Alliés
est politique : préserver la paix et prévenir la coercition
ainsi que toute forme de guerre. Elles continueront à jouer
un rôle essentiel en maintenant tout agresseur dans le
doute quant à la façon dont les Alliés riposteraient en cas
d’agression militaire. Elles démontrent qu’une agression
qu’elle qu’en soit la forme, n’est pas une option
rationnelle. La garantie suprême de la sécurité des Alliés
est apportée par les forces nucléaires stratégiques de
l’Alliance, en particulier celles des Etats-Unis ; les forces
nucléaires indépendantes du Royaume-Uni et de la
France, qui ont un rôle de dissuasion propre, contribuent
à la dissuasion globale et à la sécurité des Alliés. "
SOURCE : Extrait de « La dissuasion nucléaire française après la guerre froide :
continuité, ruptures, interrogations », Bruno TERTRAIS sur le site de l’Université
Panthéon-Assas
http://www.u-paris2.fr/afri-ct/afri/2000/tertrais_b.htm
Document 2
« La notion d’équilibre des forces à travers l’Histoire ; L’équilibre des forces au
XXe siècle
De la Première à la Seconde Guerre mondiale
Le XXe siècle est marqué par une situation de type nouveau. La Première Guerre
mondiale met en jeu des forces d’égale importance. L’enlisement du conflit dans les
tranchées et la stagnation des avancées militaires montrent très rapidement, lors de
ce premier conflit, que seule l’intervention d’une puissance extérieure, en
l’occurrence les États-Unis, est à même de faire évoluer les événements d’une
manière décisive...
L’avènement de la guerre froide et de l’ère nucléaire
Après 1945, malgré la création de l’Organisation des Nations unies (ONU) qui vise à
instaurer un ordre mondial équilibré et à réduire les risques de conflits, la situation se
fige dans un antagonisme Est-Ouest et un nouvel équilibre dominé par les États-Unis
et l’Union soviétique. À la création, au lendemain du second conflit mondial, de
l’Organisation du traité de l’Atlantique Nord (OTAN) répond une série d’autres
alliances défensives dans la sphère du bloc communiste, entraînant la création du
pacte de Varsovie est-européen. La situation de guerre froide se met en place, et un
nouvel équilibre des forces intervient, l’équilibre de la terreur. Le développement des
arsenaux nucléaires dans les années cinquante et soixante conduit rapidement à
une situation de bipolarisation du monde. La force de dissuasion face à une guerre
entre les États-Unis et l’Union soviétique — les deux superpuissances — consiste en
l’énorme destruction qu’entraînerait un conflit nucléaire pour chacune des parties,
rendant absurde toute notion de victoire militaire…
Par la suite, les États-Unis et l’URSS s’efforcent, par la négociation (accords SALT
notamment), de limiter ou de réduire leurs arsenaux nucléaires…
La fin de la guerre froide et le nouvel équilibre mondial
Les bouleversements politiques de l’Europe de l’Est et de l’Union soviétique à la fin
des années quatre-vingt, qui aboutissent à la dissolution du pacte de Varsovie et à
l’effondrement de l’URSS en 1991, font désormais apparaître les États-Unis et ses
alliés de l’OTAN comme la première puissance militaire mondiale. Les crises
politiques dans l’ancienne Yougoslavie et l’ancienne Union soviétique, tout comme la
propagation de l’armement nucléaire dans le tiers-monde, ont constitué les plus
sérieuses menaces à ce nouvel « équilibre des forces » unilatéral du début des
années quatre-vingt-dix.
SOURCE : Extrait du site : http://fr.encarta.msn.com/encyclopedia
(
/ 6
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2
Des premiers sous-marins aux SNLE : l’évolution technologique vue à travers leur
mode de propulsion et leur autonomie en plongée.
1775 : L'
Américain David Buschnell met au point le Turtle (la tortue) entièrement en
bois. 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.
1797 : L'
ingénieur Robert Fulton construit le Nautilus, en fer recouvert de cuivre.
Long de 6,50 m, il était propulsé par une hélice actionnée à la main par les 3
membres d'
équipage. Il était équipé d'
une charge explosive qu'
il devait fixer sous les
navires ennemis et déclencher à distance (difficile dans la pratique). Fulton proposa
son invention à la France puis à l'
Angleterre qui la refusèrent tour à tour.
1863 : Le commandant Bourgois et l'
ingénieur Brun mettent au point le Plongeur,
premier sous-marin propulsé par un moteur (à air comprimé). Long de 42,50 m, il
déplace 420 tonnes et embarque 7 membres d'
équipage. Son autonomie et sa
vitesse restent limitées.
1887 : Le premier sous-marin réellement opérationnel, le Gymnote, est construit par
les Français Henri Dupuy de Lôme et Gustave Zédé. Long de 17 m, il est propulsé
par un moteur de 50 chevaux, il atteint 8 nœuds en surface et 4 en plongée.
Equipage : 5 hommes.
1904 : L'
ingénieur français Maxime Laubœuf construit le Narval, un submersible
équipé d'
un périscope et de ballasts externes qui a la faveur de la marine de
l'
époque. Il est le premier sous-marin équipé d'
une propulsion mixte : machine à
vapeur en surface, moteur électrique en plongée;
De 1914 à 1918 : Les submersibles fonctionnant grâce à une propulsion à moteur
diesel peuvent être engagés en grand nombre durant la guerre. Très vite les sousmarins disposent d'
une propulsion mixte : diesel pour la navigation en surface et
électrique pour la plongée. Une batterie d'
accumulateurs alimente le moteur
électrique. Les accumulateurs sont rechargés par une génératrice entraînée par le
moteur diesel, lors des navigations en surface ;
1944 : Les U-Boots allemands peuvent continuer à utiliser leur propulsion diesel, lors
de plongées à faible profondeur, grâce à un tuyau d'
une quinzaine de mêtres qui
débouche à la surface de l'
eau (le snorkel), qui alimente en air le moteur diesel et
évacue les gaz brûlés.
Années 1950 : introduction des sous-marins à propulsion nucléaire avec l'
USS
Nautilus en 1954. Les hélices sont entrainées par des turbines à vapeur. Cette
vapeur est produite par un réacteur nucléaire à eau qui fournit toute l'
énergie
nécessaire au sous-marin pour qu'
il puisse naviguer en plongée durant de très
longues périodes.
SOURCE : Extrait du site http://fr.wikipedia.org/wiki/Sous-marin#Histoire_des_sousmarins
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2
# 1
Quatre éléments définissent un véritable sous-marin :
-
La diminution de la durée des contacts indispensables avec la surface
-
L’augmentation de la vitesse et de l’autonomie en plongée
-
Le développement des performances des moyens d’écoute
-
L’appropriation définitive de tous les moyens d’interception pour éviter d’être
surpris par le bâtiment de surface ou l’aéronef.
1. Document 1
Questions d’élèves/Réponses du sous-marinier
Est ce que tous les sous-marins sont conçus pour la guerre?
« Heureusement que non, il y a des sous-marins d'
exploration pour le pétrole,
les sous-marins de recherches du commandant Cousteau, de l'
Ifremer, Le Nautile
qui a colmaté les fuites sur le pétrolier le Prestige et exploré le Titanic en remontant
des pièces à la surface. »
Existe t-il des sous-marins furtifs ?
« A ma connaissance non, mais, pour être discrets voire indétectables les
sous-marins font le moins de bruit possible par exemple, moins de bruit que
l'
environnement marin ce qui fait qu'
il faut beaucoup de chance pour arriver à les
retrouver. »
Qu'
est-ce qu'
un sous-marin nucléaire? Un sous-marin furtif ?
« Un sous-marin nucléaire est un bâtiment qui a à sa disposition une très
grande puissance issue du réacteur nucléaire ce qui lui permet d'
être entièrement
autonome au point de vue navigation, vitesse, air, eau, production d'
énergie.
Le sous-marin furtif n'
existe pas en tant que tel, mais vu les qualités des sousmarins modernes, ceux ci sont de plus en plus difficiles à détecter. »
Visibilité sous l'
eau ?
« Le sous-marin est aveugle, de toute façon il faudrait des hublots et même
avec des projecteurs très puissants on ne verrait qu'
à quelques mètres. »
Combien de temps un sous-marin reste t-il sous l'
eau?
« En général les patrouilles durent 70 jours, mais le sous-marin peut rester
indéfiniment sous l'
eau, seules la réserve de vivres et l'
endurance du personnel
obligent à rentrer périodiquement. »
Comment font-ils pour ne pas être repérés ?
« Très vaste question pour laquelle voici quelques réponses:
Ils sont rendus le plus silencieux possible en "découplant" de la coque tout ce qui
peut faire du bruit et le transmettre vers l'
extérieur, en suspendant élastiquement sur
des supports en élastomère tout ce qui fait du bruit et en découplant de la coque les
structures qui contiennent ces éléments indiscrets.
En ne faisant jamais surface. »
Comment pilote- t-on un sous-marin ?
« Un peu comme un avion avec un poste de pilotage et des barres de plongée
en guise d'
ailerons, et une barre de direction ou gouvernail comme la dérive arrière
d'
un avion. »
Comment fonctionne le sonar ?
« Les ondes sonores se propagent dans l'
eau à une vitesse d'
environ 1460
mètres/seconde soit, quatre fois et demi la vitesse dans l'
air, la vitesse varie très
légèrement en fonction de la température, de la salinité et de la pression. D'
après le
temps mis par le son pour aller et revenir on peut calculer la distance d'
un bâtiment
et sa position ou la distance du fond.
Le sous-marin peut également ne faire qu'
écouter les émissions sonores des
autres bâtiments ou de la mer. On peut ainsi suivre l'
environnement sonore sur 360
degrés. »
Comment font les sous-marins pour plonger ?
« Le sous-marin est tenu en surface grâce à des capacités situées de part et
d'
autre de la coque épaisse et pleines d'
air comme des flotteurs. Ces capacités sont
en communication avec la mer par le fond mais le haut est "bouché", l'
air reste
emprisonné et le bâtiment flotte en surface. Ces capacités étanches sont appelées
ballasts.
En ouvrant les "bouchons" situés à la partie supérieure, le sous-marin grâce à
son poids coule, l'
air s'
évacue par le haut (purges d'
air des ballasts), les ballasts se
remplissent d'
eau, petit à petit le sous-marin s'
enfonce et lorsque l'
eau a entièrement
remplacé l'
air le sous-marin est sous l'
eau, il flotte entre deux eaux à peu près en
équilibre.
A bord, des caisses, que l'
on peut remplir pour alourdir ou vider pour alléger,
servent de lest liquide pour ajuster en permanence le poids du sous-marin [par
rapport à celui de l'
eau déplacée (principe d’Archimède)].
Vitesse maximale sur l'
eau, sous l'
eau, profondeur maximale?
En général un sous-marin ne va pas vite en surface il n'
est pas prévu pour
cela, la vitesse est de l'
ordre de 15 à 20 nœuds, en plongée entre 15 et 40 nœuds au
moins selon le modèle. Un sous-marin nucléaire peut marcher tout le temps à vitesse
maximale. La profondeur maximale va de 100 à 900 mètres selon le modèle, selon la
nation.
Jusqu'à quelle profondeur un sous-marin peut-il plonger ?
Un sous-marin est construit pour aller jusqu'
à une immersion maximale qu'
il ne
doit pas dépasser.
2. Document 2 (rédigé par les sous-mariniers)
Pour en savoir plus
Les sous-marins qu'
ils soient nucléaires ou classiques, français ou étrangers,
ont des caractéristiques ou des performances voisines, les valeurs citées ci après sont
des valeurs moyennes calculées pour des bâtiments standards mais qui sont exactes.
EAU DOUCE
Sous-marin classique :
En réserve de 5 à 15 tonnes d'
eau douce pour des tonnages allant de 500 à 2000
tonnes ce qui permet une consommation de 5 à 10 litres par jour et par personne.
Cette valeur est calculée en prenant en compte toutes les consommations d'
eau
douce (cuisine, propreté corporelle, entretien du bâtiment, boisson, batteries…) pour
une patrouille de référence. Cette consommation est une valeur type ramenée à un
membre de l'
équipage.
Sous-marin nucléaire:
En réserve environ 40 tonnes d'
eau de lavage et de boisson pour le Redoutable. Plus
pour des sous-marins nucléaires plus gros. La capacité de production moyenne est
de 200 litres par jour par personne pour toutes les consommations du bord (cuisine,
propreté corporelle et douches, entretien du bâtiment, boisson, batteries, réacteur,
machine de propulsion…).
La différence justifiant la grande différence de consommation provient du fait que sur
un sous-marin nucléaire le personnel peut se doucher, sur un classique ce n'
était
possible qu'
à l'
eau de mer.
OXYGENE
Valeurs remarquables.
Normalement 21% d'
oxygène dans l'
air que nous respirons.
Une personne adulte absorbe environ 25 litres d'
oxygène à l'
heure.
Le taux doit être maintenu au-dessus de 17%.
Au-dessous de 17% des troubles apparaissent, à 10% premières syncopes.
Sous-marin classique:
Le taux de 17% est atteint après 20 heures de plongée, l'
oxygène est obtenu à partir
d'
une réaction chimique provoquée dans des "chandelles de production
d'oxygène". Chaque chandelle dégage 2 m3 d'
oxygène en 30 minutes.
Sous-marin nucléaire:
L'
oxygène est obtenu par électrolyse d'
eau (H2O) déminéralisée rendue conductrice
de l'
électricité grâce à de la potasse. L'
oxygène est renvoyé en continu dans la
ventilation du bord qui se charge de le disperser. L'
hydrogène est évacué à l'
extérieur,
il se dissout dans l'
eau de mer.
GAZ CARBONIQUE
Valeurs remarquables.
Normalement l'
air contient 3/10000 de CO2.
Le taux doit être maintenu à une valeur inférieure à 1%.
Une personne rejette environ 22 litres de CO2 par heure.
Avec 1,5% de CO2, il y a des risques de maux de tête, à 3% apparaissent les
premiers malaises, un taux de 4 % devient dangereux et à 10 % il est mortel.
Sous-marin classique:
Le taux de 1,5 % est atteint au bout de 8 heures de plongée mais pour une plongée
inférieure à 18 heures on tolère un taux de 2 %.
L'
élimination du gaz carbonique est effectuée en faisant passé l'
air de l'
atmosphère du
bord sur des granulés de Chaux sodée qui a la faculté de retenir le gaz
carbonique.
Autrefois la chaux sodée était répandue directement sur le parquet, maintenant, des
unités autonomes constituées d'
un bac pouvant contenir la chaux sodée (nom officiel
IR8) et d'
un ventilateur chargé d'
aspirer l'
air du bord au travers de la chaux sodée
permettent un rendement nettement supérieur.
Sur un sous-marin classique, le meilleur moyen d'
éliminer les polluants et de ramener
les taux d'
oxygène, de gaz carbonique et d'
hydrogène à une valeur normale est le
renouvellement de l'
air du bord.
Pour recharger les batteries, les moteurs diesels doivent tourner périodiquement, ils
aspirent l'
air nécessaire à la combustion directement dans le bord. L'
air frais rentre
soit par le tube d'
air ou par le panneau d'
accès à la passerelle de navigation selon la
situation du bâtiment et ainsi l'
atmosphère est renouvelée.
Sous-marin nucléaire:
Le gaz carbonique est éliminé en faisant passer l'
air du bord sur des « tamis
moléculaires », ce sont des granulés d'argile synthétique qui ont la propriété de
retenir les molécules de gaz carbonique et de laisser passer celles des autres
composants de l'
air. Périodiquement le gaz carbonique est refoulé à l'
extérieur. Il se
dissout dans l'
eau de mer.
HYDROGENE.
Remarques générales.
A bord d'
un sous-marin le taux d'
hydrogène contenu dans l'
air ambiant est surveillé en
permanence. Une batterie d'
accumulateurs de sous-marin dégage de l'
hydrogène en
toutes circonstances et surtout en fin de charge où il faut être particulièrement vigilant
car le taux peut monter très vite et provoquer une explosion catastrophique.
La ventilation du bord outre son rôle de brassage de l'
air du bord pour améliorer
l'
habitabilité, sert également à empêcher l'
accumulation d'
hydrogène dans la batterie.
En y faisant circuler en permanence de l'
air, l'
hydrogène se trouve dilué dans toute
l'
atmosphère du bord et le taux monte ainsi lentement.
Le taux d'
hydrogène est maintenu le plus bas possible.
On peut noter simplement qu'
à partir de 3 % le risque d'
explosion existe et qu'
à 7 % il
y a explosion par combinaison entre oxygène et hydrogène. Les taux limites
entraînant la réaction de l'
équipage sont fixés à des seuils bien inférieurs.
Sous-marin classique.
La surveillance du taux d'
hydrogène dans la batterie et dans le bord est un souci
constant : il conditionne en particulier le moment où le sous-marin doit devenir
indiscret donc repérable, l'
atmosphère du bord devant être renouvelée pour faire
baisser ce taux.
Il faut noter que les nouveaux moyens anaérobies de production d'
énergie permettent
de disposer de moyens pour éliminer l'
hydrogène.
Sous-marin nucléaire.
De la même manière que sur les sous-marins classiques, le taux d'hydrogène est
surveillé en permanence, seulement ce type de navire disposant d'
une source
d'
énergie largement dimensionnée et quasiment illimitée dans le temps, il a été mis en
place des moyens d'
élimination de l'
hydrogène par catalyse.
La catalyse élimine l'
hydrogène par recombinaison avec l'
oxygène de l'
air en
produisant de l'
eau. La quantité produite étant très faible, cela n'
influe pas sur la
teneur en oxygène de l'
air. De même la catalyse recombine le monoxyde de carbone
avec l'
oxygène de l'
air en donnant du dioxyde carbone mais, le monoxyde, très
dangereux est absent de l'
atmosphère ou tout au plus sous forme de traces.
PRESSION, POUSSEE
Panneaux.
La Pression augmente de 1 bar par tranche de 10 mètres d'
immersion.
Un panneau de 600 millimètres de diamètre a une section de 2826 cm2. Ce qui
donne à 10 mètres une poussée de 2,826 tonnes, à 100 mètres 28,26 tonnes, à 200
mètres 56,52 tonnes et à 300 mètres 84,78 tonnes.
Un panneau de diamètre 800 millimètre a une section de 5024 cm2. Cela donne à 10
mètres une poussée de 5,024 tonnes, à 100 mètres 50,24 tonnes, à 200 mètres
100,48 tonnes et à 300 mètres une poussée de 150,72 tonnes.
(
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/ *
7
#
Questions d’élèves / Réponses du sous-marinier
Quelles sont les conditions de vie à bord ?
« A bord tout le monde participe à la vie en communauté et assure une tâche
bien précise en fonction de sa formation et de ses responsabilités.
Une journée peut se diviser en trois : le tiers du temps occupé à surveiller les
installations, le matériel en un mot faire le quart, la seconde partie est occupée à des
tâches de maintenance, d'
entraînement, d'
entretien (en particulier nettoyage des
locaux), le reste du temps est occupé au repos, aux repas, aux distractions… »
Remarque : Se référer au tableau des tiers, ci-joint, fourni par l’ancien sousmarinier : l’équipage est divisé à la mer en trois équipes qui se relaient pour assurer la
conduite, la surveillance, et la maintenance.
Comment fait-on pour recycler l'
air et l'
eau ?
Comment respire-t-on? D'
où vient l'
oxygène? D'
où vient l'
eau ?
« En ce qui concerne l'
air, la ventilation à bord est très développée et l'
air du
bord est brassé en continu. Une petite partie passe en permanence dans une
installation qui a pour rôle de séparer les gaz nocifs (comme le gaz carbonique) de
l'
air du bord. L'
efficacité de cette installation permet de maintenir la composition de
l'
atmosphère de bord identique à celle que l'
on respire dans des lieux non pollués.
L'
oxygène est produit à partir de l’eau [par électrolyse de l'
eau] et diffusé dans
la ventilation du bord, l'
hydrogène est évacué en continu à l'
extérieur, il se dissout
dans l'
eau de mer.
L'
eau douce est produite en distillant l'
eau de mer dans un bouilleur (en
simplifiant principe de l'
alambic), elle est utilisée pour la cuisine, les tâches
ménagères, la boisson, la propreté corporelle, les servitudes industrielles du sousmarin….Les eaux sales ou eaux usées ne sont pas recyclées, elles sont recueillies
dans des caisses à eaux sales qui lorsqu'
elles sont pleines sont évacuées vers
l'
extérieur par pompage. »
Où stocke-t-on la nourriture ?
« Un local pour les vivres déshydratées et les conserves appelé "cambuse",
deux chambres froides, l'
une à +4°C pour les vivres frais (fromages…), l'
autre à
–20°C pour les surgelés, également au départ en patrouille on embarque pour
quelques jours des pommes de terre, de la salade… Stockées là ou il y a de la place.
L'
eau dans des caisses de réserve 20 000 litres, le vin dans des caisses à vin.
En tout de quoi tenir environ 10 à 12 semaines plus 3 semaines de grande
réserve. »
Comment font les personnes pour éliminer les déchets ?
« Avant de partir en patrouille, nous embarquons un grand nombre de plaques
en tôle perforée. A chaque fois qu'
il faut évacuer les déchets, des tôles sont roulées
en forme de cylindre avec un fond. Le container cylindrique ainsi formé est lesté
grâce à une gueuse en fer puis mis dans un compacteur à commande hydraulique.
Les déchets à évacuer sont versés dans le cylindre, nous les compressons jusqu'
à
remplir le container qui sera ensuite fermé par un couvercle rivé. Les cylindres
"poubelle" sont descendus dans un sas cylindrique qui sert à les évacuer à
l'
extérieur, vu le poids ils coulent. Les liquides récupérés lors du compactage sont
dirigés vers une caisse à eaux sales. Un container fait environ 25 cm de diamètre et
50 cm de haut. »
Ont-ils des appareils ménagers ?
« Il y a à bord tout ce que l'
on trouve dans une cuisine et une boulangerie
(mixeur, pétrin pour faire le pain), une buanderie avec deux machines à laver et deux
sèche-linge, des frigidaires, une machine à faire des glaçons, des percolateurs pour
le café… »
Combien de personnes y a t-il à bord, leur rôle ?
« 135 personnes dont 15 officiers. Ils doivent conduire le bâtiment, en
assurer la sécurité, pouvoir mettre en œuvre les armes, assurer la maintenance du
matériel, s'
occuper de l'
intendance (cuisine Hôpital service lavage du linge), surveiller
la bonne marche de toutes les installations. »
Y a t-il des grades ?
« Les grades sont fonction de l'
importance des responsabilités que l'
on a
à bord, plus on monte en grade plus on prend des responsabilités, le plus gradé est le
commandant, les moins gradés sont les matelots chargés de la buanderie et du service
de la cuisine. »
Comment fait-on pour avoir de l'
électricité ?
« La principale source d'
énergie est le réacteur. Pour des raisons de
commodité de transport et d'
emploi, l'
énergie développée par ce réacteur est en
partie transformée en énergie électrique [grâce à deux groupes turbo alternateurs
d'
une puissance de 2000Kw chacun].
Pour simplifier, en secours il existe deux moteurs diesel capables de produire
suffisamment de courant pour les servitudes du bord et rentrer en cas de panne du
réacteur.
Le sous-marin dispose également d'
une batterie toujours chargée au
maximum. Pour avoir idée de la taille de la batterie, celle-ci pèse 100 tonnes et par
comparaison d'
échelle cela revient à avoir une batterie de 4 tonnes sur une voiture. »
(
' / 9
"
Nom : ……………………………..
Classe : CM2
Prénom : ………………………….
Lis les questions et retrouve les réponses avec l’aide de la mascotte de
La Cité de la Mer.
Attention : il est important que tu te repères dans l’exposition grâce
aux panneaux et aux numéros (demande à ton maître ou à ta
maîtresse).
1.
Quelle est la différence dans la propulsion d’un premier sousmarin et d’un submersible ?
……………………………………………………………………………… 12
………………………………………………………………………………
Les pionniers
(fin XIX – 1914)
2.
Ecris deux mots pour citer les deux avantages de la
propulsion nucléaire :
………………………………………………………………………………...
3. Explique comment le sous-marin peut couler :
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
La maquette du
fonctionnement
des ballasts
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
4. A quoi correspondent les temps indiqués dans les tubes lumineux
bleus de cette galerie ? (1 heure – 10 heures – 100 heures – 100
jours)
………………………………………………………………………………
Décor de la
galerie
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
5. De l’air pour le moteur diesel ! Quelle fut l’invention des
allemands ?
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
Conflit
mondial
………………………………………………………………………………
6. Quels pays s’opposent après la seconde guerre mondiale ?
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
7. Par quel mot du texte pourrais-tu remplacer le mot
« dissuasion » ?
La dissuasion
nucléaire
……………………………………………………………………………….
8. Quel matériau choisit-on pour résister à la pression de l’eau ?
………………………………………………………………………………
9. « Le sous-marin navigue entre deux eaux » signifie :
Au plus
profond des
océans
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
10. Tu as écouté le commentaire dans le sous-marin sur la
propulsion nucléaire. Essaie de compléter les phrases suivantes :
La chaufferie nucléaire transforme l’eau en ……………………………
Se mouvoir
aussi facilement
qu’un poisson
La vapeur d’eau fait tourner des ………………………………………….
Les turbines entraînent ……………………………………………………
11. Que produit une chandelle à oxygène à bord du sous-marin ?
………………………………………………………………………………
Deux mois sous
la mer
………………………………………………………………………………
13
12. Le sous-marin a des points communs avec des animaux.
Comme la taupe, il est ……………………………………………………
Comme le chat, il entend …………………………………………………
Comme le poisson, il a ……………………………………………………
Silence et
écoute…
Comme le caméléon, il peut ……………………………………………...
13. En combien d’équipes est divisé l’équipage ?
………………………………………………………………………………..
!
14. Peut-on se faire soigner à bord d’un sous-marin ?
………………………………………………………………………………..
Les missions
15. Peut-on savoir où se trouve un sous-marin ?
………………………………………………………………………………..
16. Les repas des sous-mariniers sont-ils bons ?
………………………………………………………………………………..
14