Sous-marin anaérobie

Les systèmes de propulsion anaérobie (ou AIP, abréviation de Air Independent Propulsion en anglais) sont un type relativement récent de systèmes de propulsion pour sous-marins pouvant fonctionner longtemps sans utiliser d'air extérieur, ce qui évite au sous-marin anaérobie de sortir son schnorchel, limitant sa vulnérabilité. Le système de propulsion anaérobie apporte aux sous-marins d'attaque conventionnels une amélioration notable de leur autonomie en plongée (quelques jours contre quelques dizaines d'heures pour un sous-marin à propulsion classique) et par conséquent de leur discrétion, leur furtivité.

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Les systèmes de propulsion anaérobie fiables sont relativement récents (une vingtaine d'années), et font appel à plusieurs techniques (et donc à des performances variables), allant du simple ajout de réserves d'oxygène liquide à un sous-marin Diesel-électrique à des technologies récentes comme la pile à combustible.

Leur développement depuis le début du XXIe siècle et leurs performances constituent un avantage certain pour des pays qui n'ont pas accès à la propulsion nucléaire, très chère. Ces systèmes ne sont pas totalement indépendants de l'atmosphère, comme peut l'être la propulsion nucléaire permettant de rester plusieurs mois en plongée et de maintenir dans la durée des vitesses importantes. Ces bâtiments nucléaires se font malgré tout maintenant concurrencer sur certains plans de la furtivité. En effet, ces cœurs nucléaires ne peuvent être mis en veilleuse, leur signature acoustique et thermique les trahit beaucoup. Les nouveautés propulsives bousculent la pertinence des sous-marins nucléaires d'attaque.

Historique

Recherches de l'avant-nucléaire

Les limitations des sous-marins classiques à propulsion Diesel-électrique sont pénalisantes. En plongée, ils utilisent un moteur électrique alimenté par une batterie qu'ils doivent recharger fréquemment en utilisant un moteur Diesel couplé à un alternateur. Le moteur Diesel nécessitant de l'oxygène pour tourner, le sous-marin est contraint de l'alimenter en air extérieur en faisant surface ou en venant à l'immersion périscopique pour hisser un schnorchel. Le sous-marin est alors susceptible d'être détecté par radar (détection du périscope et du tube d'air), par des capteurs infrarouges voire chimiques (détection des gaz d'échappement) ou par sonar passif (bruit des moteurs Diesel et des hélices). De plus, la capacité des batteries ne permet pas des plongées d'une durée de plus de 48 heures (réservés aux opérations et exercices militaires en condition). Durée d'autant plus limitée qu'un minimum de réserve de sécurité (vers 30 %) pour parer aux imprévus est très souhaitable. Mais pour des plongées longues, il faut des économies drastiques, des vitesses de l'ordre de quelques nœuds (maximum cinq, c'est-à-dire des vitesses de déplacement vraiment très lentes). Concrètement, en général ces sous-marin font tourner leurs moteurs Diesel plusieurs heures par jour. Cela limite vite leur rayon d'action et opérationnel sauf à rester à l’affut et en bougeant très peu.

Pour pallier ces limitations, les puissances maritimes tentèrent de concevoir des systèmes de propulsion plus efficaces, autorisant des plongées de plus longue durée avec une vitesse en plongée et un rayon d'action plus grands. Pendant la Seconde Guerre mondiale, deux concepts d'AIP furent explorés par l'URSS et l'Allemagne : le moteur Diesel en circuit fermé et la turbine Walter au peroxyde d'hydrogène.

La Seconde Guerre mondiale : expérimentations soviétiques et allemandes

L'URSS testa le moteur Diesel en circuit fermé sur le sous-marin expérimental M-401 dont les tests durèrent de 1940 à 1945 mais l'effort de guerre fit qu'aucun sous-marin utilisant ce procédé ne fut construit avant la fin de la guerre.

De son côté, l'Allemagne chercha également à mettre au point des U-Boote plus performants et se tourna vers la turbine inventée par le professeur Hellmuth Walter, qui utilisait du peroxyde d'hydrogène à forte concentration comme carburant ne nécessitant pas d'oxygène. Plusieurs projets de U-Boote (types XVII, XVIII et XXVI) furent conçus comme utilisant ce système mais aucun ne fut achevé. Un autre problème fut que le peroxyde d'hydrogène était très instable et donc trop peu sûr pour être utilisé dans un sous-marin opérationnel.

La Guerre froide et le triomphe de la propulsion atomique

Après la Seconde Guerre mondiale, les vainqueurs eurent connaissance des recherches allemandes et se lancèrent dans les études des turbines Walter. Les expérimentations ne commencèrent qu'avec l'augmentation des budgets militaires au début de la guerre froide et se heurtèrent aux questions de sécurité. Rapidement, l'arrivée de la propulsion nucléaire, bien plus performante et sûre, fit abandonner ces recherches :

  • Aux États-Unis, le service de recherche de l'US Navy d'Annapolis testa une turbine de ce type sur le sous-marin expérimental X-1 mais rapidement les États-Unis se concentrèrent sur les sous-marins nucléaires ; ils abandonnèrent toutes les recherches sur les autres types de propulsion et de ce fait tous les sous-marins américains depuis les années 1950 sont nucléaires.
  • La Royal Navy renfloua le U-1407 (HMS Meteorite) puis installa une turbine Walter expérimentale dans les deux unités de la classe Explorer, dont l’HMS Excalibur, mais les résultats furent peu probants et le défaut de sécurité posa des difficultés (certains surnommant le sous-marin « HMS bombe à retardement »). La marine britannique se tournant peu après vers le nucléaire, ces recherches furent abandonnées.
  • L'URSS construisit à partir de 1952 le sous-marin expérimental no 617 pour tester une turbine Walter. Mis en service en 1958, le navire subit une explosion meurtrière l'année suivante, qui mit fin au programme.

Toutefois, bien que les Soviétiques se soient aussi concentrés sur la propulsion nucléaire, ils continuèrent leurs recherches sur les moteurs Diesel en circuit fermé, démarrées avec le M-401, qu'ils continuèrent jusqu'à mettre en service les premiers sous-marins à propulsion anaérobie opérationnels au monde. De 1953 à 1957, alors que le malheureux sous-marin no 617 était en construction, ils lancèrent trente sous-marins de la classe Québec (projet 615). Mais les performances de ces sous-marins restaient très inférieures à celles des sous-marins nucléaires d'attaque et leur manque de sécurité fut rédhibitoire. Des incendies et explosions se produisirent, entraînant notamment la perte du M-256. Les sous-mariniers russes surnommèrent la classe Québec « allume-cigarettes ». Toutefois, la tendance du système soviétique à ne rien abandonner fit que ces sous-marins ne furent retirés du service qu'au milieu des années 1970.

Systèmes AIP

Actuellement on peut trouver quatre types d'AIP :

Sous-marins équipés de propulsion anaérobie

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