Le sous-marin est un moyen de transport utilisé par les militaires et les scientifiques. Il permet de se déplacer sous les mers, soit pour échapper à la détection (usage militaire), soit pour explorer les fonds marins (usage scientifique).

L'idée de faire naviguer un bateau sous l'eau n'est pas nouvelle. Déjà, dans l'Antiquité, il y a plus de deux mille ans, on a eu l'idée de construire des submersibles pour remonter les fleuves sans être vu. Bien entendu, c'étaient des bateaux bien primitifs, ressemblant à des barques retournées. Pendant longtemps, les sous-marins ont repris le principe de la cloche de plongée : on profite de la bulle d'air emprisonnée par une coque étanche, et on se déplace tiré par un autre bateau ou encore à pied, sur le fond de l'eau.

Léonard de Vinci, parmi ses très nombreuses autres inventions, comme l'hélicoptère, s'est intéressé au sous-marin. Mais, finalement, il n'a pas terminé son projet, et a détruit ses plans.

Il faut attendre 1775, pour l'invention du premier vrai sous-marin par l'américain David Bushnell. Son nom était Turtle, qui signifie tortue en anglais. C'était un sous-marin militaire, dont l'objectif était de couler les bateaux durant la guerre d'indépendance des États-Unis, au XVIIIe siècle. Il n'y eut qu'une seule tentative pour couler un bateau, qui se termina par un échec.

Au cours du XIXe siècle, les navires se perfectionnent, notamment avec l'apparition de la propulsion électrique (qui ne demande pas de dioxygène pour avancer).

On invente les torpilles, bombes capables de se diriger seules vers une cible et d'exploser contre la coque des navires. Les sous-marins ne sont toutefois pas encore vraiment utilisés dans les batailles.

Il faut attendre la Première Guerre mondiale pour voir les sous-marins utilisés comme machines de guerre.

Un sous-marin fonctionne selon la poussée d'Archimède. Il est capable de naviguer en surface, comme un bateau. En se remplissant partiellement d'eau, il devient plus lourd que l'eau qu'il déplace et s'enfonce dans la mer.

Entre la coque et l'espace réservé aux membres de l'équipage, les ballasts sont des réservoirs qu'on peut remplir d'air ou d'eau. S'ils sont remplis d'eau, le sous-marin coule lentement et descend dans les profondeurs. Si les ballasts sont remplis d'air, le sous-marin reste à la surface.

Pour avancer, les sous-marins font appel à une hélice, qui tourne grâce à un moteur électrique. Les sous-marins modernes peuvent avancer à une vitesse maximale de plus que trente nœuds en plongée, c'est-à-dire presque soixante kilomètres par heure ! Mais, à cette vitesse, ils font beaucoup de bruit.

Pour se diriger vers la droite, la gauche, le haut ou le bas, les sous-marins disposent de gouvernes, comme sur les avions. Horizontalement, cela permet d'aller à droite ou à gauche, en utilisant la pression de l'eau due à la vitesse. Verticalement, les gouvernes utilisent la pression de l'eau pour incliner le sous-marin vers le haut ou le bas.

On les appelle barre de direction et barre de plongée sur un sous-marin.

Sous l'eau, un sous-marin est aveugle. Il ne dispose pas de fenêtres (de hublots) pour voir à l'extérieur. En effet, passée une certaine profondeur, la lumière ne traverse plus l'eau, il fait noir. Pour savoir où il se trouve, l'équipage fait appel à deux techniques :

Sous la mer, seuls les sons traversent l'eau. Le radar ne fonctionne pas, les ondes radio non plus. On repère donc les obstacles et les autres navires à l'aide du son qu'ils émettent. Il est également possible d'envoyer un son, et de mesurer la distance et la direction des obstacles qu'il rencontre. C'est la technique du sonar. En fait, le sous-marin utilise la même technique que les animaux marins qui nagent à la même profondeur.

Les sons peuvent aussi servir à communiquer sous l'eau par l'envoi de messages codés.

Le problème d'un navire qui se déplace sous la mer est la source d'énergie qui alimente la propulsion (le mouvement des hélices). Au début, on utilisait la force des bras pour déplacer un sous-marin. Quand on a découvert l'électricité, on a utilisé des moteurs. En effet, le moteur électrique n'utilise pas de dioxygène, contrairement au moteur à explosion (présent dans les voitures à essence). Or le dioxygène est très rare dans l'eau. Le problème est la recharge des batteries, qui contiennent l'électricité. On a donc inventé des sous-marins qui utilisaient des moteurs diesel (à essence). Le principe est simple : le sous-marin navigue la plupart du temps en surface avec ses moteurs allumés qui rechargent des batteries. En cas d'alerte, le sous-marin peut naviguer sous l'eau en silence grâce à ses batteries couplées à ses moteurs électriques.

Plus tard, on invente le sous-marin nucléaire. Celui-ci dispose d'une mini-centrale nucléaire qui fabrique de l'électricité sans avoir besoin de dioxygène. Dès lors, il est possible de naviguer sous la mer sans faire surface, pendant de longs mois.

Dès le début de la guerre, l'armée allemande utilisa des sous-marins pour couler les bateaux dans l'Atlantique. L'objectif était d'empêcher les États-Unis de fournir des marchandises principalement à la Grande-Bretagne. Ces sous-marins naviguaient en surface, et plongeaient au dernier moment pour couler les bateaux. En 1915, le U-20 coula un paquebot, le Lusitania, qui transportait des civils, notamment des Américains. Il y eut de nombreux morts. Ceci a beaucoup choqué les Américains. Ils menacent alors d'entrer en guerre contre l'Allemagne. Celle-ci arrête alors totalement sa guerre sous-marine.

En 1917, les Allemands décident de reprendre l'activité des sous-marins. Les États-Unis entrent donc en guerre contre l'Allemagne, encore sous le choc des morts du Lusitania. L'entrée en guerre des soldats américains à permis à la France et à l'Angleterre de remporter des batailles décisives.

Là encore, dès 1939, l'Allemagne utilisa les sous-marins pour empêcher les États-Unis de livrer des marchandises à l'Angleterre. Mais ces sous-marins étaient beaucoup plus nombreux et puissants (un millier ont été construits pendant la guerre). Ils étaient très craints des marins. Ils attaquaient en groupes : lorsqu'un convoi (un groupe) de navires était repéré par un sous-marin, celui-ci transmettait un message aux autres, qui arrivaient à leur tour. Lorsque tout le monde était prêt, ils attaquaient, lançant leurs torpilles sur tous les gros bâtiments. Il y avait peu de survivants .

Cependant, les Alliés inventèrent le radar, qui permettait notamment de détecter les sous-marins qui faisaient surface, mais aussi le sonar, qui envoyait des ondes sonores dans l'eau : ces ondes rebondissent contre la coque des sous-marins, ce qui permet leur détection. Dès lors, les sous-marins étaient à leur tour traqués par des bateaux spéciaux, les destroyers, mais aussi par des avions. À partir de 1942 - 1943 le métier de sous-marinier devint très dangereux et beaucoup d'hommes perdirent la vie au fond de la mer, leur sous-marin détruit par des grenades sous-marines ou des torpilles spécialement conçues pour couler les sous-marins.

À la fin de la guerre, les équipages des sous-marins allemands étaient de plus en plus jeunes et manquaient d'expérience (on engageait même des jeunes hommes de 16 ans !). En effet, les plus âgés avaient déjà perdu la vie dans les combats. Les sous-marins ne présentaient plus guère de danger : ils étaient très souvent repérés et détruits.

Après la Seconde Guerre mondiale, la tension monte entre les États-Unis et l'URSS. C'est ce qu'on a appelé la guerre froide. Durant cette période et jusqu'en 1991, les sous-marins sont très utilisés pour espionner les forces adverses. En effet, à bord d'un submersible, il est très facile de se rapprocher des côtes de l'adversaire, d'observer ou encore d'écouter les communications de l'autre.

Dans cet exercice, les États-Unis ont l'avantage, leurs sous-marins sont beaucoup plus silencieux. Ils sont même capables de suivre les sous-marins soviétiques sans se faire repérer. L'enjeu est simple : les deux nations veulent être capables de lancer des missiles sur l'adversaire depuis leurs sous-marins tout en empêchant l'autre de faire de même.

De nombreux sous-marins sont encore utilisés aujourd'hui, par de nombreuses nations, notamment les États-Unis, la Grande-Bretagne, la Russie et la France. La plupart utilisent le nucléaire comme source d'énergie.

Il en existe deux types, les sous-marins destinés à couler des navires et ceux dont le but est de lancer des armes nucléaires.

Les sous-marins nucléaires d'attaque (ou SNA en abrégé), sont des chasseurs. Ils sont capables de :

La taille des SNA est plus réduite que celle des sous-marins lanceurs d'engins. Les missions en mer sont aussi plus courtes.

Les sous-marins nucléaires lanceurs d'engins (SNLE en abrégé) ont une très grande taille. Ils transportent des missiles à charge nucléaire (des bombes nucléaires). Ils se déplacent en silence dans les océans. Les missions à bord sont très longues (plusieurs mois).

Ils sont capables de lancer des missiles depuis n'importe quel endroit, en profitant de l'effet de surprise (on ne sait pas où ils se trouvent).

Les pays qui disposent de ce type de sous-marins sont les « cinq puissances nucléaires » : la Chine, la France, les États-Unis, le Royaume-Uni et la Russie.

Les conditions de vie à bord d'un sous-marin sont très difficiles. Il faut imaginer plus d'une centaine d'hommes, vivant dans un tube métallique de cent cinquante mètres de long, pendant soixante-dix jours, coupés du monde (pas de télévision, de radio, de journaux ou même de soleil).

La vie est rythmée par les quarts, c'est-à-dire un service de veille assuré 24 heures sur 24. Un sous-marin ne dort jamais. Le marin prend son quart pour une durée de quatre heures au minimum. Il laisse ensuite son tour au marin suivant.

Dans le sous-marin, la lumière du jour ne pénètre pas, on s'éclaire avec des lampes électriques. Le problème, c'est que la lumière est allumée en permanence : si on ne peut pas faire la différence entre le jour et la nuit, le corps est « déréglé », et on risque de tomber malade... Pour cette raison, durant la journée, des lampes normales, émettant de la lumière blanche, sont allumées, mais, durant la nuit, on allume des lampes rouges. Ainsi, on peut voir ce que l'on fait en permanence, mais le corps perçoit la différence et peut fonctionner normalement.

Pendant tout ce temps, les marins sont coupés de leur famille, même s'ils sont mariés et ont des enfants. Ils reçoivent de temps à autre des messages personnels, en principe une fois par semaine : les familigrammes.

Il faut donc avoir une sacré force de caractère et un moral à toute épreuve !

En cas de maladie, un médecin est à bord. Il est également capable d'effectuer des opérations chirurgicales. En effet, il est hors de question de faire surface, sauf en cas d’extrême urgence !

Les scientifiques utilisent également des sous-marins. Leurs objectifs sont :

Ces sous-marins peuvent atteindre des profondeurs de 6 000 mètres. Cependant, ils ne disposent que de batteries pour se déplacer, ce ne sont pas des sous-marins nucléaires. Leur autonomie est donc limitée (ils doivent remonter très souvent en surface pour recharger les batteries). Ils sont relativement petits (quelques mètres).

Les sous-marins sont une source d'inspiration en littérature et au cinéma.

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