CHAPITRE I

Lo promior problème évidemment qui se pose quand on envisage un bateau sous-marin est celui de placer ce bateau dans la position pour laquelle il est créé el qui justifiera son nom, c*est-à-dire de le faire venir entre deux eaux ayant audessus de lui une couche liquide qui le prive de toute Communication avec le monde placé au-dessus de la surface de Teau.

C'est le problème de l'immersion.

Nous aurons à envisager deux cas possibles, suivant là façon d'être cinématique du navire pendant qu'il flotte encore à la surface, et nous considérerons successivement le cas de l'immersion d'un bateau stoppé ou immersion au repos et celui de l'immersion d'un navire en marche.

L'immersion au repos consiste à faire descendre verticalement le bateau à un niveau déterminé au-dessous de la surface de l'eau, de le maintenir ensuite dans cette position d'une façon immuable pendant un temps déterminé, puis à le faire remonter à la surface suivant la verticale.

On voit immédiatement qu'un bateau sous-marin complètementimmergé obéit au principe d'Archimède qui peut s'énoncer ainsi : Lorsqu'un corps solide est entièrement plongé dans nn liquide pesant en équilibre^ les pressions qui s'exercent à la surface ont une résultante unique^ égale et directement opposée au

LES BATEAl'X SOUS-MARINS

poids du volume liquide déplacé et appliquée au centre de gravité de ce volume.

Cette résultante s'appelle Is, poussée du liquide; et son point d'application prend le nom de centre de poussée.

Ce principe peut encore s'énoncer de la manière suivante : Tout corps plongé dans tin liquide pesant en équilibre y subit une poussée verticale de bas en haut^ égale au poids du volume

liquide déplacé.

Un corps complètement immergé — dans le cas présent, un bateau sous-marin, — est donc soumis à deux forces verticales et de sens contraires :

son poids P, appliqué au centre de gravité G, et la poussée P' appliquée au centre de gravité G' du volume V [fig. 1), c'està-dire au centre de carène.

On en conclut que, pour qu'un pareil corps reste en équilibre dans un liquide, il est nécessaire que son centre de gravité se place sur la verticale de son centre de carène ; — de plus l'équilibre ne sera stable qu'autant que le centre de gravité sera au-dessous du centre de carène, de façon à ce que le couple PP' soit un couple de redressement en cas d'écart de la ligne GG'avec la verticale [fig. 2). Ladistance GG' devra d'ailleurs être assez grande relativement aux grandeurs des forces P et P' pour que le couple de redressement créé par ces deux forces, — en dehors d'une résultante verticale ascendante ou descendante si elles sont inégales, — agisse sous un bras de levier suffisant pour que son action soit pratiquement efficace. Ltî constructeur devra d'ailleurs s'efforcer, pour la stabilité longitudinale du navire, de rendre Taxe moyen du bateau perpendiculaire à la droite GG', de môme que, pour la stabilité d'assiette transversale, il devra faire en sorte que ces deux droites soient dans un môme plan, qui définira le plan vertical de symétrie longitudinal du sous-marin.

Nous reviendrons avec quelques détails sur ces questions en traitant des conditions de stabilité et de la forme extérieure.

Revenons au problème de Timmersion.

Trois cas seront à considérer, suivant les valeurs relatives du poids et de la poussée :

1° P > P'. — Le corps sollicité par une force verticale descendante

tombe vers le fond en suivant les lois de chute des corps pesants, la force constante agissant sur lui étant f.

2* P =^ P'. — Le corps en équilibre inditférent sous l'influence de deux forces égales et opposées demeure théoriquement immobile au sein de la masse liquide.

3® P < P'. — Le corps sollicité par une force verticale ascendante

remonte vers la surface suivant le mouvement vertical uniformément accéléré que provoque cette force constante f que nous appelons flottabilité.

Nous pouvons dire alors que :

si P > P', la flottabilité'' est négative^ si P = P, la flottabilit<'; est nulle, si P < P', la flottabilité est positive.

Les conditions 2 et 3, P = P', flottabilité nulle, et P < F flottabilité positive, sont les seules que Ton a cherché à réaliser pratiquement dans le problème de Timmersion au repos et en marche.

Ces deux cas emportent avec eux des conditions et des procédés particuliers, ont chacun leurs partisans et leurs adverversaires, comme ils ont leurs avantages et leurs inconvénients ; nous allons en faire une analyse aussi rapide et complète que possible.

Résumons d'abord, comme pour faire une classification, les

procédés généraux employés, les principes appliqués, plutôt dans Tun et Vautre cas.

I. FlottabUitê nulle P = P'. — 1° Modification graduelle du poids du bateau, que Ton arrive à rendre égal à la poussée par l'introduction d'une quantité convenable d'eau formant lest (Water- ballast) dans des réservoirs spéciaux;

2** Modification du volume extérieur du bateau de façon, tout en laissant le poids constant à rendre la poussée égale à ce poids.

Ces deux procédés s'appliquent indiUéremmentsoit au repos, soit en marche.

II. Flottabilité positive P < P'. — 1"* Emploi d'hélices tournant autour d'un seul arbre vertical et produisant, par leur travail, une poussée vers le bas, qui vient annuler la poussée ascendante du liquide. Ce procédé n'implique rien quant à la façon d'être du bateau, stoppé ou en marche;

2*" Emploi de gouvernails horizontaux produisant sur le navire en marche seulement nvLO. inclinaison de Taxe, qui détermine une plongée dont il n'y a plus qu'à déterminer et maintenir la profondeur.