Les Sous-Marins

[Dragunov]

Sous-marins : le nouvel AIP de Naval Group tient ses promesses

Le développement par Naval Group d’un système de propulsion anaérobie (Air Independent Propulsion - AIP) pour sous-marins basé sur une nouvelle génération de piles à combustible a franchi cette année une étape cruciale. Le système à terre de l’industriel français, installé sur son site d’Indret, près de Nantes, a en effet fonctionné pendant 18 jours dans des conditions représentatives d’une patrouille réelle. « Il s’agissait de bien vérifier le fonctionnement du système avec un profil d’utilisation opérationnelle, ainsi que l’autonomie en plongée. Pendant 18 jours, le système, connecté à des batteries pour être représentatif d’une utilisation réelle sur un sous-marin, a produit de l’électricité à partir de gazole, en fonctionnant à haute pression, ce qui signifie qu’il n’y a pas de limitation d’immersion pour son utilisation », explique Anthony Covarrubias, ancien commandant de l’un des Scorpène chiliens qui travaille aujourd’hui à la direction Marketing de Naval Group.

Transits, vitesses très lentes, accélérations, remontées rapides à la surface, arrêts de l’AIP suivis de remises en route, gestion d’une éventuelle panne ou avarie… Comme sur un vrai sous-marin, le système a été confronté à des situations concrètes afin de valider ses performances et sa fiabilité.

Première mondiale pour un reformage à partir de gazole

Avec ces essais réussis, Naval Group réussit un challenge technique remarquable pour ce dispositif produisant de l’hydrogène à partir de gazole. « 18 jours de production électrique à partir du reformage de gazole, c’est une première mondiale, cela s’est très bien passé et on peut le reproduire sans problème », se félicite Marc Quémeneur, responsable produit AIP chez Naval Group. L’industriel français propose cette solution pour augmenter l’autonomie en plongée des sous-marins conventionnels et leur éviter au maximum de revenir à la surface pour recharger leurs batteries, période durant laquelle le bâtiment est vulnérable.

Baptisé AIP FC-2G (Fuel Cell de seconde génération - FC-2G), ce système a nécessité une dizaine d’années de recherches. Technologiquement, il comprend deux innovations principales. D’abord, l’hydrogène servant au fonctionnement des piles à combustible est fabriqué directement à bord, via un processus chimique de reformage à partir du gazole utilisé par les diesel-générateurs. Ce procédé permet une sécurité accrue par l'absence de stockage d'hydrogène à bord. Les gaz d’échappement sont rejetés en toute discrétion, puisqu’ils se dissolvent instantanément dans l’eau. En parallèle, Naval Group a conçu un système breveté permettant de produire de l’air grâce à l’injection d’azote au niveau de l’arrivée d’oxygène de la pile, cet oxygène étant stocké sous forme cryogénique dans un réservoir. L’air synthétique réagit avec l’hydrogène dans la pile à combustible pour produire de l’électricité, qui alimente les batteries du sous-marin et le moteur électrique de propulsion. La pile est confinée dans une enceinte fermée et ventilée permettant de contrôler une éventuelle fuite d’hydrogène ou d’oxygène.

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Principe du dispositif (© NAVAL GROUP)

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1 : le reformeur sert à produire de l'hydrogène à partir de gazole

2 : le shift sert à augmenter le rendement en hydrogène et éliminer le monoxyde de carbone produit par le reformeur

3 : les membranes de purification alimentent les piles à combustible en hydrogène ultra pur

4 : les piles à combustible produisent de l'électricité à partir d'hydrogène et d'oxygène

5 : le réservoir de stockage de l'oxygène sous forme liquide

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Fonctionnement autonome ou en tandem avec les batteries

Conçue pour une durée de vie de 10.000 heures, la pile à combustible a une capacité de 250 kW. Elle alimente l’usine électrique quand le sous-marin est en mode AIP, permettant ainsi de faire tourner le moteur électrique de propulsion et de fournir la consommation électrique du bord. Le bâtiment peut alors évoluer sur ce seul système à une vitesse allant jusqu’à 5 nœuds environ, sachant que pour obtenir une autonomie en plongée de trois semaines, le profil d’utilisation varie plutôt entre 2 et 4 nœuds. Pour ce faire la puissance requise pour l'AIP FC-2G est comprise entre 130 et 180 kW. Au-delà, il faut puiser dans les batteries, le passage d’une source d’énergie à l’autre se faisant sans interruption. Mais l’un des intérêts de l’AIP de Naval Group est aussi de pouvoir compléter l’énergie fournie par les batteries. « En cas d’accélération, il n’y a pas de coupure et, si on veut aller plus vite que le maximum autorisé par l’AIP, on passe sur les batteries mais on peut aussi continuer à faire fonctionner l’AIP, qui vient alors soulager les batteries et éviter d’autant de puiser dans leurs réserves. De cette manière, si le sous-marin a besoin de naviguer quelques heures à vitesse élevée, l’AIP sert selon l’allure à prolonger un peu ou sensiblement l’autonomie en immersion », souligne Anthony Covarrubias.

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Piles à combustible FC-2G (© NAVAL GROUP)

De nombreux avantages par rapport à d’autres systèmes

Sur le plan architectural, l'AIP FC-2G de Naval Group constitue un atout considérable par rapport aux systèmes existants, où l’hydrogène est stocké dans des réservoirs extérieurs, posant des problèmes de poids (130 à 160 tonnes d’hydrures dont moins de 2% d’hydrogène utilisable) et de ravitaillement. Les piles à combustible actuellement en service utilisent, de plus, de l’oxygène pur, qui engendre une forte usure, les filtres et membranes devant être remplacés très régulièrement. Plus performant selon Naval Group, l'AIP FC-2G offre, d’après ses concepteurs, un temps d’utilisation entre chaque maintenance majeure environ cinq fois supérieur à celui de ses concurrents étrangers. « Notre système s’intègre vraiment au schéma opérationnel d’un sous-marin. Il ne nécessite qu’une interruption courte de trois semaines tous les ans, les seuls équipements à changer pendant cette période de maintenance étant les catalyseurs. Entretemps, il n’y a rien à faire ! » dit Marc Quémeneur.

Enfin, le choix d’une production d’hydrogène à partir du gazole facilite le ravitaillement et le stockage (carburant unique sur le sous-marin) tout en améliorant la sécurité par rapport à des systèmes utilisant par exemple du méthanol, plus inflammable et introduisant des produits toxiques en cas de fuite.

Le dispositif entièrement intégré dans un module autonome

Comme le MESMA, premier AIP développé par le groupe français et qui équipe les Agosta 90B pakistanais, l’ensemble du système AIP FC-2G est regroupé dans un seul module, autonome par rapport au reste du sous-marin. Le système est logé dans un tronçon de coque long d’environ 8 mètres intégré au bateau dès l’origine ou ajouté après refonte avec un minimum de modifications par rapport à l’existant. Adaptable à des bâtiments d’un diamètre d’au moins 6 mètres, comme le Scorpène ou la version à propulsion conventionnelle du Barracuda, le module AIP FC-2G a été évidemment conçu pour ne pas impacter les performances globales, à commencer par la capacité d’immersion et la discrétion acoustique.

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[Dragunov]

Suite

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Le module AIP (© NAVAL GROUP)

Le système à terre en service depuis 2011

Les performances annoncées par Naval Group peuvent donc être garanties grâce aux essais menés ces dernières années sur un système AIP FC-2G à taille réelle implanté à Indret. Après des tests menés sur un démonstrateur dédié à la production d’hydrogène de 2003 à 2010, le dispositif complet à l'échelle 1 a été construit en 2010. Il est entré en service l’année suivante et cumule désormais plus de 6000 heures de fonctionnement, soit l’équivalent de six ans d’utilisation. Il s’agit donc, selon Naval Group, d’un système désormais fiable et éprouvé avant même de l'avoir embarqué sur un sous-marin. « 6000 heures de fonctionnement et de production d’hydrogène cela représente plus qu’un cycle d’opération entre deux périodes de grande maintenance », soulignent Marc Quémeneur et Damien Lelandais, architecte système du programme FC-2G.

Prêt à l’emploi avec encore des perspectives d’amélioration

Le système est donc « prêt à être commercialisé » et déjà proposé par Naval Group à un certain nombre de marines. En attendant de premières commandes, les travaux vont se poursuivre. « Nous allons continuer de mener des essais sur des profils opérationnels et nous concentrer sur l’optimisation du système, son efficacité, son entretien et sa maintenance ». Les ingénieurs vont par exemple plancher sur l’amélioration du rendement du système par la réduction de la consommation d’oxygène, notamment grâce à de nouvelles technologies comme la fabrication additive. « Nous avons de très grandes perspectives d’évolutions du système et nous voyons un vrai potentiel d’augmentation des performances en puissance comme en autonomie qui permettront d’aller sur de gros sous-marins tout en restant dans des volumes très intéressants ».

Alors que le dispositif est couplé aujourd’hui à des batteries traditionnelle au plomb, Naval Group travaille par ailleurs sur l’intégration à bord des sous-marins de batteries utilisant la technologie lithium-ion, qui permettra d'élargir les performances opérationnelles offertes.

https://www.meretmarine.com/fr/content/ ... -promesses

[sadral]

Impressionnant le bestiau le SNLE russe classe Typhoon TK-208 Dimitri DonskoïДмитрий Донской», le plus gros sou-marin encore en activité .

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[Dragunov]

Oui impressionnant,c'est deux sous-marins en un. le kiosque fait la taille d'une corvette

[motu]

Oui impressionnant,c'est deux sous-marins en un. le kiosque fait la taille d'une corvette

tu as tout à fait raison ,ce monstre est constitué de deux coques de sous marins assemblées en parallèle dans une structure plus large ,et dans l'intervalle situé entre les coques internes et extérieure ils ont aménagé les silos à missiles balistiques ;ce monstre est capable d'anéantir un continent entier (Europe ou USA )avec ses 240 têtes nucléaires chacune 50 fois plus puissante que la bombe d'Hiroshima ..... l'apocalypse au bout du doigt de deux hommes (le président et le commandant du Typhon ).

[AAF 2020]

Le sous-marin nucléaire Komsomolets a établi un record de profondeur de plongée il y a 35 ans

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Le sous-marin nucléaire soviétique K-278 "Komsomolets" appartient aux sous-marins de 3ème génération, c'est le seul sous-marin du projet 685 "Plavnik". Le 4 août 1985, elle a établi un record absolu de profondeur de plongée parmi les sous-marins - 1027 mètres.
Le sous-marin K-278 a été posé le 22 avril 1978 à Severodvinsk. Le 30 mai 1983, le sous-marin a été sorti de l'atelier et le 3 juin, il a été lancé. En août 1983, le sous-marin a hissé le drapeau de la marine et le 28 décembre, le K-278 est entré en service. Elle fait partie de la flotte du Nord.

Le sous-marin se composait de deux coques cylindriques en titane avec des cônes tronqués aux extrémités. C'était la première coque de sous-marin entièrement en titane. Il avait des avantages évidents: métal non magnétique et faible niveau de bruit pendant le fonctionnement.

En termes de caractéristiques techniques, le sous-marin du projet 685 ne se démarque pas vraiment du reste des sous-marins. Longueur - 110 mètres, largeur - 12,3 mètres. Vitesse sous-marine - 30 nœuds. Équipage - 69 marins. Mais il avait une caractéristique distinctive - une profondeur d'immersion accrue.

https://rg.ru/2020/08/04/apl-komsomolec ... nazad.html

[AAF 2020]

[AAF 2020]

[AAF 2020]

"Trou noir": comment l'URSS a créé le sous-marin le plus silencieux du monde

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Il y a exactement 40 ans - le 12 septembre 1980 - le sous-marin de tête du projet 877 «Halibut» - B-248 a été lancé. Pour le silence exceptionnel de ce type de sous-marin dans les pays de l'OTAN surnommé "Black Hole".
Au début des années 1970, il est devenu évident que les systèmes de sonar avaient atteint un nouveau niveau de développement, permettant la détection de tout sous-marin en opération à ce moment-là. Par conséquent, les développeurs soviétiques ont été chargés de réduire radicalement le niveau de bruit des structures. Dans un premier temps, il était prévu de modifier les sous-marins de deuxième génération du projet 641B déjà en service. Cependant, la pratique a montré que c'était difficile, après quoi le développement d'un sous-marin fondamentalement nouveau a commencé.

Le fait que cela se passerait exactement comme cela pourrait être compris à partir des termes de référence du projet. On a supposé que le bateau devait être assuré de gagner un duel contre tout autre sous-marin de cette classe. Il était nécessaire d'y parvenir en combinant des caractéristiques telles que la faible signature acoustique, la portée de détection de l'ennemi, la vitesse et la puissance de l'arme.

Le navire de tête du projet a été posé en 1979 à l'usine Leninsky Komsomol à Komsomolsk-sur-Amour. En septembre, le premier équipage du sous-marin B-248 a été formé (le capitaine 1er rang Vasily Moskalev a été nommé commandant), qui est arrivé à l'usine en novembre de la même année, où il a commencé à se familiariser avec le dispositif du futur sous-marin, en attendant le lancement.
Un certain nombre d'innovations ont été appliquées dans les bateaux du projet 887. Ainsi, pour la première fois dans la pratique soviétique, la forme aérodynamique d'un dirigeable a été donnée à la coque du bateau. Grâce à cela, la vitesse sous-marine a augmenté (jusqu'à 17-19 nœuds) et le niveau de bruit a diminué, mais en même temps, la navigabilité en position de surface a diminué. En outre, le bruit de nombreuses unités, y compris les moteurs diesel-électriques, a été réduit dans le bateau.

La longueur du flétan était de 73 mètres, la largeur - près de 10, le déplacement sous-marin - plus de trois mille tonnes. La profondeur de fonctionnement a été déterminée à 240 mètres, bien que la profondeur maximale atteigne 300 mètres, ce qui a été confirmé lors d'essais au début des années 1980. L'endurance à la voile était de 45 jours. Le B-248 était armé de six tubes lance-torpilles (TA) de 533 mm à chargement automatique, de systèmes de défense aérienne, y compris le Strela-3M MANPADS.
Il est à noter que le projet présentait initialement un fort potentiel de modernisation, grâce auquel il reste d'actualité à ce jour. En particulier, les sous-marins du projet 636 Varshavyanka sont devenus le prolongement de Halibut. Leur version améliorée 636.3 est en cours de construction pour la marine russe.

https://rg.ru/2020/09/12/chernaia-dyra- ... -mire.html

[FULCRUM]

Si seulement ils l'équipent d'AIP il deviendra un vrai monstre des profondeurs! Surtout avec un bon équipage.

[AAF 2020]

Le sous-marin K-181 a fait surface pour la première fois au pôle Nord il y a 57 ans

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Le 29 septembre 1963, le sous-marin nucléaire K-181 a fait surface au pôle Nord pour la première fois dans l'histoire du monde. Il s'agit d'une date historique dans la glorieuse histoire de la navigation atomique sous glace russe dans les régions polaires.
K-181 - Kit de sous-marin nucléaire soviétique Projet 627A. Son numéro de série est 287. Le sous-marin a été posé le 15 novembre 1961 à la Northern Machine-Building Enterprise. Lancé le 7 septembre 1962.
Et le 11 janvier 1963, le K-181 est entré dans la flotte du Nord. Et la même année, le 25 septembre, le sous-marin a lancé une campagne dans l'Arctique. Le 29 septembre, à 6 heures 51 minutes, le sous-marin a fait surface à la pointe géographique du pôle Nord. C'était la première fois dans la pratique mondiale.
Immédiatement, un mât spécial a été érigé sur la glace et les drapeaux de l'état et de la marine ont été hissés. Le commandant de la flotte du Nord, l'amiral Vladimir Kasatonov, a mené la campagne. Il était à bord du K-181. Il y avait aussi d’autres hauts fonctionnaires, représentants d’instituts de recherche scientifique. Au total, avec l'équipage, il y avait 124 personnes à bord du sous-marin. Au cours de ce voyage dans l'Arctique, le complexe expérimental de navigation «Sigma» et un prototype de récepteur-indicateur, capable de recevoir les signaux d'un système de navigation longue portée ultra-longues ondes en position immergée, ont été testés.
La randonnée dura du 25 septembre au 4 octobre 1963. Il a parcouru 3464 milles marins en 219 heures, sous la glace - 1,8 mille milles en 107 heures.
Le sous-marin nucléaire K-181 a reçu l'Ordre de la bannière rouge pour la réussite des tâches de cette campagne. Le commandant du navire, le capitaine 2e rang Yuri Sysoev, a reçu le titre de héros de l'Union soviétique.
K-181 a servi jusqu'en 1984. En octobre, il a été mis en réparation moyenne, puis il a été arrêté. Le 16 septembre 1987, le sous-marin a été mis hors service. Au cours de son service, il a parcouru 185 641 milles marins en 20 773 heures de navigation.
En 1998, après le démantèlement des compartiments du réacteur, le sous-marin a été mis au rebut.

https://rg.ru/2020/09/29/reg-szfo/podvo ... nazad.html

[AAF 2020]

[AAF 2020]

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[FULCRUM]

Un petit comparatif de la différence de taille entre un Kilo et un Typhon à la même échelle

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