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Bathyscaphes dans le Monde : histoire et missions

Les bathyscaphes sont des engins sous-marins dédiés à l’exploration abyssale.
Le Mer Méditerranée, la Provence et la Principauté de Monaco sont fortement associées à l’histoire des Bathyscaphes.

Missions des Bathyscaphes

Les bathyscaphes sont conçus pour atteindre les plus grandes profondeurs.
L’exploration abyssale se développe ainsi avec des engins pilotés.
Les bathyscaphes sont en service entre 1948 et 1982.
Depuis, des engins télécommandés (ROV) sont les seuls utilisés pour les très grandes profondeurs.
1. Parmi les ROV, le Nereus est l’un des plus connus.

Le mot Bathyscaphe

1937–1939. Le professeur suisse Auguste Piccard invente d’abord le mot thalassosphère, à partir des mots grecs thalassa (mer) et sphaîra (balle, ballon, globe).
1946. Le professeur Piccard invente ensuite le mot bathyscaphe à partir des mots grecs bathus (profond) et skaphos (barque).
Les inventions d’Auguste Piccard sont perfectionnées par son fils Jacques Piccard.

Conception et fonctionnement des bathyscaphes

Une cabine sphérique en acier peut accueillir 2 ou 3 passagers.
Dans un premier temps, la cabine est suspendue à un flotteur rempli d’essence légère afin de compenser le poids de l’ensemble selon le Principe d’Archimède.
Sur terre, les bathyscaphes sont lourds et encombrants et ils nécessitent de puissantes grues pour être embarqués/débarqués.
En mer, les bathyscaphes évoluent presqu’exclusivement dans la dimension verticale.
1. La descente se fait par gravité.
2. La remontée se fait en lâchant du lest.
3. Les mouvements horizontaux sont faibles en distance et en vitesse.

Description et pilotage des bathyscaphes

L’habitacle

La contrainte est d’être capable de résister aux très fortes pressions reçues dans les abysses.
1. 1 000 bars de pression à 10 000 m.
La forme sphérique optimise la gestion des contraintes.
La forme de la sphère est optimale mais ses dimensions doivent être réduites au minimum.
1. Le ou les 2 passagers doivent avoir accès aux commandes du bathyscaphe.
2. Des hublots permettent de voir l’environnement et de prendre des photos ou des films.
Le diamètre intérieur a été fixé à environ 2 mètres.
L‘acier a été choisi pour la sphère.

Flotteur, silos, ballasts et lest

Le flotteur est construit en acier et en aluminium.
1. Le flotteur est rempli d’essence plus légère que l’eau.
2. Le flotteur est ouvert dans sa partie basse afin d’équilibrer la pression externe et interne.
Des silos ont la forme d’entonnoirs ouverts sur leur extrémité inférieure.
1. Les silos-entonnoirs contiennent de la grenaille de fonte qui sert de lest.
2. Des électro-aimants régulent l’écoulement de la grenaille.
Des ballasts, placés en surface, assurent la flottaison.
1. Pendant l’amorce de la phase des descente, les ballasts sont purgés de leur air et ils sont remplis d’eau de mer.
2. L’essence du flotteur se comprime ensuite.
Pour remonter, du lest est largué.
1. Le largage de lest est commandé par la coupure du courant électrique alimentant les électro-aimants.

Propulsion

La propulsion est très faible.
Un moteur de faible puissance alimente des petites hélices de manœuvre permettant des petits déplacements.

Histoire de Bathyscaphes

v. 1905. Auguste Piccard, étudiant suisse a l’idée d’une invention sous-marine.
1934. 15 août. L’américain Beebe atteint 908 m de profondeur dans une sphère d’un mètre quarante-cinq de diamètre pendue au bout d’un câble d’acier.
1. La vie des 2 passagers tient au bon vouloir du câble à rester intact…
Fin années 1930. Le Professeur Auguste Piccard enseigne à la Faculté des Sciences de l’Université Libre de Bruxelles.
1. Auguste Piccard se rend célèbre par ses ascensions dans la stratosphère avec le ballon F.N.R.S.
  1. Le FNRS ou FNRS 1 n’est donc pas un bathyscaphe mais un ballon stratosphérique.
2. Le professeur commence ses recherches sur un engin d’exploration océanique à grande profondeur.

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1940–1945. La guerre interrompt les travaux de recherche mais montre l’importance majeure des sous-marins.
1948. 19 octobre. Le FNRS 2 effectue la première plongée d’un bathyscaphe.
1. Auguste Piccard et Théodore Monod réussissent cette plongée au large de l’île de Boa Vesta (Cap-Vert).
1948. 3 novembre. Descente automatique, sans équipage, du FNRS 2 à la profondeur de 1 380 m, au large de l’île de Fogo (Cap Vert).
1950. 9 octobre. Convention signée entre le FNRS (Belgique) et la Marine nationale (France) pour la construction d’un nouveau bathyscaphe.
1. Réutilisation de la sphère du FNRS 2.
2. Le nouvel engin, nomméFNRS 3, et appartiendra à la Marine Nationale après 3 plongées.
Début 1952. Rupture avec la Marine nationale.
1. Des industriels italiens proposent à Auguste Piccard de fabriquer un autre bathyscaphe.
2. Le Trieste sera italo-suisse.
1953. 2 juin. Mise à l’eau du FNRS 3.
1953. 1er août. Mise à l’eau du Trieste.
1953. 6 août. Le FNRS 3 réalise sa première longée en eau profonde :
1. Georges Houot et Pierre Willm atteignent 750 m.

Trieste © Marc Joachim – Flickr.com

1953. 26 août. Première plongée profonde du Trieste.
1. Auguste et Jacques Piccard atteignent 1 080 m au sud de l’île de Capri (Italie).
1953. 24 septembre. La Belgique transfère le FNRS 3 à la France.
1953. 30 septembre. Plongée du Trieste à 3 150 m au large de l‘île de Ponza (Italie).
1. Dernière plongée du professeur Auguste Piccard à bord de son invention.
1954. 27 janvier. Le FNRS 3 signe la plongée la plus profonde en automatique et sans équipage à 4 100 m.
1954. 15 février. Le FNR3 réussit la plongée la plus profonde avec équipage (Houot et Willm) à 4 050 m.
1957. Février. Auguste Piccard et l’ONR (Office of Naval Research, USA) signent une convention de collaboration à l’exploitation du Trieste.
Début 1958. Le Trieste est cédé à la marine des États-Unis, Jacques Piccard reste en tant que collaborateur.
1959. 9 novembre. 1ère plongée du Trieste modifié en vue d’atteindre 11 000 m.
1. La sphère fabriquée par Terni (Italie) est remplacée par la sphère fabriquée par Krupp (Allemagne). Capacité du flotteur augmentée.
1960. 21 janvier. Dernière plongée du FNRS 3.
1. En 7 ans d’exercice, le FNRS 3 a effectué 93 plongées
2. L’Archimède remplace de le FNRS 3.
1960. 23 janvier. Plongée du Trieste à 10 916 m dans la Fosse des Mariannes (Challenger Deep).
1. Jacques Piccard et Don Walsh battent le record de la plongée la plus profonde.
2. À la remontée, la sphère Krupp va se déformer et devenir inutilisable.
3. Le Trieste retrouvera la sphère Terni.
1961. 28 juillet Mise à l’eau de l’Archimède.
1961. 24 octobre. 1ère plongée profonde de l’Archimède. (Houot et Willm à 600 m).
1962. 25 juillet. L’Archimède atteint la profondeur de 9 545 m dans la fosse des Kouriles.
1. Plongée la plus profonde.
2. L’équipage est composé de O’Byrne (pilote), Henri Germain Delauze et du professeur Sasaki (Japon).
1963. 1er septembre. Dernière plongée du Trieste.
1964. 13 février. Première plongée du Trieste II (première version).
1964. 14 août. Plongée la plus profonde du Trieste II.
1. Plongée à 2 240 m pour la recherche du sous-marin nucléaire américain, le USS Thresher (SSN-593), naufragé dans l’Atlantique nord.
1967. 31 mars. Dernière plongée du Trieste II (première version).
1968. 4 avril. Première plongée du Trieste II (DSV 1) avec une nouvelle sphère « 6 000 » m.
1973. 23 juin. Plongée la plus profonde du Trieste II (DSV 1) à 6 060 m à Cayman Trench.
1974. 31 août. Dernière plongée de l‘Archimède à l’issue de l’opération FAMOUS.
1. En 13 ans, l’Archimède effectue 226 plongées.
1979. 27 août. Plongée la plus longue des Trieste avec une durée de 24 heures et 44 minutes.
1983. 7 octobre. Dernière plongée du Trieste II (DSV 1).
2012. 26 mars. James Cameron atteint le fond de la fosse des Mariannes à 10 908 m lors d’une plongée en solitaire à bord du sous-marin Deepsea Challenger.
2019. 13 mai. Victor Vescovo atteint la profondeur de 10 928 m lors d’une plongée avec un sous-marin.

Liste des Bathyscaphes

Trieste © Verlinden d’après Bill Bishoff – Flickr.com – Archimède © Stick-in-time – Flickr.com

FNRS 2.
1. 1948. Constructeur FNRS (Belgique). Utilisateur. Auguste Piccard. Profondeur accessible 4000 m. Déplacement. 40 tonnes.
2. Flotteur constitué de 7 réservoirs totalisant 30 m3 d’essence.
3. L’ingénieur général de l’Armement Gérarld Boisrayon déclare que « l’expédition de 1948 avait été un fiasco, principalement parce qu’Auguste Piccard n’avait pas compris que la me rn’est pas la stratosphère et que l’environnement y est beaucoup plus rude« .
FNRS 3.
1. 1954-1961. Constructeurs FNRS (Belgique) – Marine nationale (France). Utilisateurs Marine nationale et CNRS. Profondeur accessible 4000 m. Déplacement. 90 tonnes.
2. 1951 – Eté 1952. L’ingénieur André Gempp (futur concepteur des sous-marins de la classe Daphné et des SNLE de la Classe Le Redoutable) conçoit le nouveau bathyscaphe.
  1. Le professeur Piccard est conseiller technique avant de quitter définitivement le projet en 1952.
  2. André Gempp développe des points majeurs :
    1. Envelopper la sphère dans une structure remorquable en mer.
    2. Transformer le sas d’accès en un ballast de sous-marin.
    3. Le FNRS-3 a la silhouette d’un sous-marin classique.
    4. Longueur 16 m. Largeur 3,35 m. 13 réservoirs dont 2 d’équilibrage et 1 de largage.
    5. 80 mètres cubes d’essence.
    6. Ailerons stabilisateurs.
  3. Ete 1952. Pierre Wilm, adjoint d’André Gempp affecté à Saïgon, finit les travaux.
3. 1960. Le FNRS-3 est désarmé après 80 plongées opérationnelles.
Trieste.
1. 1954-1964. Constructeurs Auguste Piccard (Suisse, Italie). Utilisateurs Auguste et Jacques Piccard (Suisse). US Navy.. Profondeur accessible Sphère Terni 4000 m. Sphère Krupp 11 000 m Déplacement. 125 tonnes puis 150 tonnes.
Archimède.
1. 1961-1974. Constructeurs Marine nationale (France). Utilisateurs Marine nationale et CNRS puis CNEXO (1969–1974). Profondeur accessible 11000 m. Déplacement. 200 tonnes.
2. Longueur 22,1 m. Largeur 5 m. Hauteur 8 m. Diamètre intérieur de la sphère 2,10 m. Epaisseur 15 cm. 3 hublots. 20 réservoirs d’essence (171 000 l) et réservoir d’essence largable 3 700 l.
3. Navire de soutien : la gabarre de mer de la Marine nationale Marcel Le Bihan.
4. Le « groupe des bathyscaphes » est sous l’autorité du commandant Houot.
5. 1962–1974. L’Archimède effectue 208 plongées opérationnelles (Méditerranée, Japon, Porto Rico, Grèce, Madère, Les Açores).
Trieste II.
1. 1964–1966. Constructeur. US Navy. Utilisateur. US Navy. Profondeur accessible : 4 000 m (1ère version). Déplacement 200 tonnes.
2. 1966–1983. Constructeur. US Navy. Utilisateur. US Navy. Profondeur accessible : 6 000 m (dernière version). Déplacement 300 tonnes.
  1. Le plus gros bathyscaphe jamais construit.
A noter. L’URSS a construit un bathyscaphe, l’AS-7 projet 1906 Poisk-6 dont la durée de vie a été très courte.

Bilan des Bathyscaphes

Les bathyscaphes ouvrent la voie de la connaissance scientifiques des Océans

L’appréhension des phénomènes marins commence mais elle suscite des frustrations tant les sujets de recherche et d’exploitation sont nombreux et importants.

Les limites des bathyscaphes

Limites opérationnelles.
1. Les bathyscaphes sont des engins très lourds.
2. Les engins doivent être remorqués avec des transits longs et fastidieux derrière un navire-base.
3. Les coûts de fonctionnement sont très élevés.
4. Les opérations de mise en route sont longues et délicates :
  1. Recharge des batteries.
  2. Transferts d’essence, de grenaille…
5. Les déplacements sur le fond de la mer manquent de précision. Le bathyscaphe à la lourdeur d’un pachyderme.
6. Il est quasiment impossible de revenir deux dois de suite sur un site précis.
  1. Les scientifiques ont besoin de répéter les observations et les mesures au même endroit.
7. Les bathyscaphes sont incapables e faire des prélèvements comme des carottages.
8. Les bathyscaphes ne peuvent pas s’arrêter dans des tranches d’eau qui séparent la surface de l’eau du fond.
  1. Ces engins fonctionnent comme des ascenseurs qui seraient incapables de s’arrêter aux différents étages.
9. Le Commandant Cousteau compare les bathyscaphes à des cuirassés sous-marins, trop lourds et trop coûteux…

Les voies ouvertes par les bathyscaphes

Le besoin d’engins légers et peu coûteux, faciles à déplacer.
1. Le Commandant Cousteau s’engagera dans la brèche.
L’intérêt de tous les niveaux intermédiaires entre la surface et les grands fonds :
1. Plateaux continentaux, talus, mers de profondeur moyenne…
Des outils de prise de vue, de prélèvement d’échantillons, de prises de vues…
Les multiples dimensions des océans :
1. Espace économique : matière première, minéraux, énergies (gaz, pétrole…), métaux rares…
2. Réserves en nourriture, en ressources Bio…
3. Espaces de loisirs et de tourisme…
4. Voies de communication…
5. Sauvetage de navires et sous-marins…

Importance de la Méditerranée, de la Provence et de la Principauté de Monaco

La Méditerranée est au premier plan avec l’importance de la France et de l’Italie dans les Bathyscaphes.
Les plongées en Méditerranée, en Corse et en Provence se sont multipliées avec des pôles importants de recherche et de plongée à Toulon, Marseille, Monaco et en Corse.
Des personnalités telles que les Princes de Monaco depuis Albert 1er « Le Prince Savant » (1889–1922). Le Commandant Cousteau, Henri-Germain Delauze…

Où voir les bathyscaphes ?

FNRS 2 n’existe plus.

FNRS 3. Tour Royale. Toulon (83). Accès gratuit.
Trieste. US Navy Museum. Washington DC. USA. La sphère Krupp équipe le Trieste. La sphère Terni est exposée à côté.
Archimède. La Cité de la Mer. Cherbourg-en-Cotentin. France.
Trieste II. Naval Undersea Museum. Keyport (Etat de Washington). USA. Avec la sphère de 6 000 m.