Brevet FR2845660A1 — publié le 20040416

I La présente invention concerne le domaine des sous-marins, et plus particulièrement l'organisation de leur architecture. Sur un sous-marin, l' architecte naval rencontre en général au moins trois familles de difficultés: - d'une part, du point de vue du risque de voie d'eau incoercible, il est nécessaire de mettre en place un dispositif de compartiment(s) refuge(s) nécessitant des cloisons résistantes intérieures, sauf à faire l'impasse sur la capacité à sauver tout ou partie de l'équipage en cas d'envahissement. - ensuite, la disposition relative des différents compartiments ainsi que les fonctions 10 attribuées aux parois qui les délimitent sont souvent complexes à organiser en raison des nombreux facteurs à prendre en compte: * intervention de l'équipage * possibilité d'agressions variées et d'enchaînements d'agressions, 1 * hautes exigences en matière de performances transverses (discrétion acoustique, tenue aux chocs, tenue à l'incendie,...), * contraintes fonctionnelles des installations, - enfin, d'un point de vue opérationnel, il est particulièrement délicat de pouvoir donner au sous-marin, durant toute sa vie, une grande flexibilité vis à vis des 20 différents types de missions qu'il est susceptible de devoir assurer. Ceci conduit traditionnellement, d'une part à concevoir le sous-marin pour pouvoir assurer le maximum de types de mission simultanément, et d'autre part à " réserver " dès la conception des provisions significatives en volume et en masse pour faire face aux modernisations ultérieures. Ces deux préoccupations sont en général 25 contradictoires. Il est en outre souvent nécessaire d'envisager au moins une refonte lourde du bâtiment à mi-vie pour l'actualiser. On entendra par sous-marin à coque résistante tout sous-marin disposant d'une coque conçue pour résister à la pression extérieure d'immersion, et pour 30 permettre de maintenir, à l'intérieur, une atmosphère convenant à la fois au fonctionnement des matériels et à la vie de l'équipage. L'un des buts de l'invention est de pallier ces difficultés en proposant une architecture de sous-marin permettant d'éviter la construction de cloisons transversales résistantes intérieures de grandes dimensions, de diminuer le nombre des cloisons non résistantes nécessaires et de simplifier leur nature donc la conception et la construction du sousmarin et, par voie de conséquence, la maintenance. La solution apportée est un sous-marin comportant des moyens de propulsion, au moins un poste de commandement et au moins deux coques résistantes à fuseau cylindrique reliées entre elles par une charpente non résistante. Selon une caractéristique préférentielle, l'une des coques est du type vie /opération et normalement habitée et comporte notamment les locaux vie et le(s) 10 poste(s) de commandement tandis qu'une autre coque est de type servitude et normalement inhabitée. Selon une caractéristique particulière, la charpente entre coque comporte au moins un tunnel résistant apte à permettre le passage d'une coque dans l'autre. Selon une caractéristique préférentielle, le tunnel comporte au moins une i5 porte étanche et résistante. Selon une autre caractéristique, le sous-marin comporte un massif situé sur la charpente entre coques et le tunnel communique avec l'intérieur du massif. Selon une caractéristique particulière avantageuse, ladite coque de type 20 servitude comporte un compartiment de lancement d'armes. Selon une autre caractéristique particulière, la coque de type vie/opération comporte un compartiment dédié à la propulsion électrique par batterie. De plus, la coque servitude peut comporter un compartiment propulsion diesel et au moins une soute à combustible correspondante. Selon une autre caractéristique, la charpente entre coques renferme des ballasts avant et des ballasts arrière. Selon une caractéristique additionnelle, la charpente entre coques comporte des logements aptes à recevoir des modules dont les applications sont multiples: 30 - conteneur armes anti-aéronefs, - conteneur armes anti-navires - conteneur armes anti-terre - conteneur armes mixtes, 3 2845660 - conteneur mines - conteneur SIR - conteneur communication - conteneur réceptacle UUV, - conteneur soutien aux opérations spéciales, - conteneur mâts. Selon une caractéristique additionnelle, chaque logement comporte une interface apte à alimenter le module correspondant en énergies et à assurer des liaisons de commande et d'information. Selon une autre caractéristique additionnelle, l'un au moins des logements comporte un conteneur d'armes et l'interface comporte une liaison de commande du tir de ces armes à partir du poste de commande. D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront dans la description d'un mode particulier de réalisation de l'invention au regard des figures annexées parmi 15 lesquelles: - la figure 1 présente l'aspect extérieur d'un sous-marin selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le figure 2 présente deux schémas d'agencement entre les coques et la charpente entre coques, - la figure 3 montre une est une coupe longitudinale de chacune des coques, - la figure 4 présente la charpente entre coques, - la figure 5 montre des moyens de commande des conteneurs situés dans des logements. La figure 1 présente l'aspect extérieur d'un sous-marin selon un mode de réalisation 25 particulier de l'invention. Il comporte un pont 1 qui carène deux coques 2, 3 et qui porte un massif profilé 4 abritant les aériens et la fosse de veille et des moyens classiques de propulsion 5 à l'arrière. Comme montré sur la figure 2, ledit sous-marin comporte deux coques résistantes 2 30 et 3 à fuseau cylindrique reliées entre elles par une charpente métallique 6 non résistante. La figure 3 présente une coupe longitudinale de chacune des coques 2 et 3. La coque 2, en l'occurrence la coque tribord, est une coque " vie/opérations ", normalement habitée et qui rassemble l'ensemble des fonctions suivantes: - habitabilité, vie et survie de l'équipage et sauvetage, - conduite du navire, - conduite et mise en oeuvre du système de combat, - conduite et maintenance des installations vitales, Dans la coque " vie/opérations ", l'ensemble des paramètres d'environnement sont optimisés en priorité sous l'angle des facteurs humains. io Cette coque 2 comporte deux niveaux 20 et 21, le niveau supérieur comportant, depuis l'arrière vers l'avant: - un compartiment propulsion électrique 22, - des locaux vie 23, - un poste de commande 24 - une annexe technique 25 pour le lancement des armes et comportant deux tubes lance torpille. Le niveau inférieur comporte principalement, depuis l'arrière vers l'avant,: - une caisse d'assiette arrière 26 - un local arrière des auxiliaires 27, 20 - un local batterie 28, - une caisse de réglage 29, un local avant des auxiliaires 30, - une caisse d'assiette avant 31. La coque 3, en l'occurrence la coque bâbord, est une coque " servitudes ", normalement inhabitée et automatisée et rassemblant l'ensemble des fonctions suivantes: - fonctions de servitude de la plate-forme propulsée, - fonctions de calcul et de traitement de l'information, 30 - fonctions de stockage d'éléments non vitaux, - survie de l'équipage en conditions dégradées, - sauvetage. Cette coque 3 comporte deux niveaux 32 et 33, le niveau supérieur 32 comportant, 2845660 depuis l'arrière vers l'avant: - un compartiment propulsion 34 présent sur les deux niveaux 32 et 33, - un compartiment annexe diesel 36 - un local diesel 37 - un compartiment annexe technique 38, - un compartiment de stockage et de lancement des armes 39. Le niveau inférieur 33 comporte principalement, depuis l'arrière vers l'avant - des soutes à gazole 40, - une caisse de réglage 41 - un local des auxiliaires 42, - un local batterie 43, - une caisse de compensation des armes 44. Compte tenu de la ségrégation des éléments disposés dans chacune des 15 coques 2 et 3, il n'est pas nécessaire de construire de cloisons résistantes de grandes dimensions pour assurer la sauvegarde de l'équipage vis à vis des risques " voie d'eau ", " incendie ", " pollution atmosphérique ", etc.... De surcroît une telle disposition permet de réduire considérablement le nombre de cloisons et, ces dernières n'étant pas résistantes, le passage de fils et de tuyauteries se fait par de 20 simples ouvertures au sein de ces cloisons. Il est à noter que pour ce qui est des tubes lance torpilles présents dans la coque vie/opération, une torpille est stockée dans chacun d'eux et ils comportent, à chacune de leurs extrémités, une porte étanche et résistante; aucune autre torpille n'est stockée dans la coque vie. Par ailleurs, les sous-marins peuvent devenir insuffisants en cours d'exploitation, en raison d'une part de la progression rapide des qualités des adversaires qu'ils sont susceptibles de rencontrer, et d'autre part de l'évolution technique qui permet de concevoir des matériels nouveaux susceptibles d'améliorer sensiblement la capacité des sous-marins à remplir leurs missions. Il est souvent prévu d'effectuer une refonte des sous-marins à mi-vie, c'est-àdire au bout de quinze ans de service environ, mais les transformations effectuées lors d'une telle refonte sont toujours limitées. Ces transformations visent en effet essentiellement à améliorer les capacités de détection du sous-marin, ainsi que ses armes (missiles, torpilles ou mines par exemple), ses aides tactiques et ses moyens de transmission et ses instruments de navigation. De ce fait, de telles transformations consistent simplement à remplacer s des matériels simples par d'autres matériels de volume équivalent, et ce essentiellement dans le massif du sous-marin, le poste central de navigation opérations, le poste des armes, la structure avant du sous-marin. Sur un sous-marin classique de faible ou moyen déplacement, la capacité d'emport en armes ou en senseurs est généralement limitée par les faibles 10 dimensions de la coque résistante. Concernant les armes, en effet, d'une part le faible diamètre limite géométriquement le nombre de tubes lance-torpilles dont le standard est fixé par une norme OTAN. D'autre part la zone de stockage et de lancement des armes constitue un chemin critique de l'emménagement intérieur qui ne peut être étendu 15 sans impacter fortement le déplacement. Enfin, l'emport d'armes à l'extérieur de la coque résistante souffre souvent du modeste volume disponible sous le pont extérieur ou de l'encombrement des charpentes AV ou AR, ou encore des formes souvent non convexes que peut libérer l'espace annulaire entre une coque résistante et une coque mince sur un navire à double coque. Concernant les capteurs, l'intégration des équipements susceptibles d'améliorer les fonctionnalités du système de combat se traduit par la réservation de volumes toujours plus grands à l'extérieur de la coque épaisse. Sur un sousmarin à une seule coque, le caractère plus difficilement emménageable de tels volumes en limite le développement, une proportion excessive du déplacement 25 de forme par rapport au déplacement surface (ou plongée) se révélant inacceptable. L'invention permet aussi de résoudre ces inconvénients en proposant une structure centrale 6 apte à recevoir des modules permettant notamment un emport d'armes et de moyens de détection nettement accrus par rapport à celui des sous-marins à une 30 seule coque. En effet, comme montré sur la figure 2, la charpente non résistante 6 délimite un espace dit " espace entre coques " (EEC) 7. L'avant 8 du sous-marin est structuré par une charpente 9 prenant appui sur les cloisons avant des coques résistantes 2 et 3. Il délimite l'espace avant coques (EAVC) 10. Chaque coque 7 2845660 résistante 2,3 est pourvue d'une charpente arrière 11 prenant appui sur les cloisons arrière 12 des coques résistantes 2 et 3. Un espace arrière coques 13 (EARC) prend place entre l'arrière des deux coques 2 et 3 et l'espace entre coque 7. La charpente métallique non résistante 6 comporte des premiers ballasts disposés 5 dans l'espace avant coque 10 et des seconds ballasts situés dans l'espace arrière coque 13 ainsi que les réserves d'air comprimé associées. Elle comporte en outre: - une soute à gazole 16 et plusieurs tunnels résistants 17,18,19 aptes à mettre en communication les deux coques 2 et 3, - des logements 14,15 disposés de part et d'autre dudit massif profilé 4 et 10 aptes à recevoir la majorité des équipements et senseurs opérationnels intégrés sous forme de modules et/ou conteneur interchangeables et évolutifs. Les applications sont multiples: conteneur armes anti-aéronefs, - conteneur armes anti-navires 15 conteneur armes anti-terre - conteneur armes mixtes, - conteneur mines conteneur SIR - conteneur communication 20 - conteneur réceptacle UUV, conteneur soutien aux opérations spéciales, - conteneur mâts - autres applications. - Les autres dispositifs pouvant trouver une application dans le concept modulaire 25 sont notamment le transport d'engin de sauvetage collectif, de conteneurs de gasoil supplémentaires, etc...). L'un des tunnels, référencé 18, est disposé au niveau du massif profilé 4 et permet l'accès à ce dernier. Chacun des tunnels 17, 18, 19 comporte une porte résistante au niveau de la coque vie/opération 2. Comme montré sur la figure 5, le poste de commande 24 est connecté notamment aux interfaces 45, 46, 47, 48... situées à l'intérieur du massif 4, à l'intérieur des logements 14,15 disposés de part et d'autre dudit massif profilé 4 ainsi qu' à l'intérieur d'un logement à mine 50. Ces interfaces sont destinées à être ellesmêmes connectées au module placé dans le logement correspondant et concernent 5 les énergies ainsi que les liaisons de commande et d'information. Ces interfaces sont de type standard et, dans ce mode de réalisation, elles sont reliées au poste de commande par câblage. Le sous-marin est capable de reprendre de légères variations de masse et de centre de gravité affectant essentiellement les modules logés dans l'espace entre coque 7, ceux-ci ayant des caractéristiques voisines afin 10 de respecter les contraintes d'équilibre et de pesée. Les modules n'affectent pas la structure résistante du sous-marin et ne participent pas à la résistance à la pression d'immersion. En construction, la présence des modules précités permet de raccourcir la phase d'achèvement et d'armement du sous-marin par une intégration de ceux-ci " en juste 15 à temps ", ce qui améliore la productivité du chantier et limite les essais d'intégration. En service opérationnel, les modules peuvent être intervertis dans un délai allant de quelques heures à quelques jours sans nécessiter l'échouage du sousmarin dans une forme de radoub. La manutention des modules s'accommode 20 d'installations portuaires ordinaires. La requalification du sous-marin après changement de modules nécessite seulement les essais fonctionnels afférents car les caractéristiques architecturales du sous-marin ne sont pas modifiées (ou dans le même ordre de grandeur que lors des opérations courantes d'avitaillement). La versatilité du sous-marin entre les patrouilles se complète d'une plus grande 25 facilité à se prêter aux opérations de remise à niveau ou de refonte au cours de sa vie. En particulier, cette versatilité ne nécessite pas, comme souvent sur un sousmarin à une seule coque, de travaux sur la coque résistante. De plus, l'accroissement de l'armement à bord est considérable puisque les logements situés dans la charpente peuvent contenir des silos à armes qui peuvent 30 être tirées à partir du poste de commande 24 via les différentes interfaces entre le sous-marin et les modules et/ou conteneurs. 9 2845660 - REVENDICATIONS 1. Sous-marin comportant des moyens de propulsion (5, 22, 34, 36, 37, 40), des locaux vie (23), au moins un poste de commandement (24) et au 5 moins deux coques (2, 3) résistantes à fuseau cylindrique reliées entre elles par une charpente entre coques (6) non résistante. 2. Sous-marin selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une des coques (2) est du type vie /opération et normalement habitée et comporte notamment les locaux vie (23) et le poste de commande (24) tandis 10 qu'une autre coque ( 3) est de type servitude et normalement inhabitée. 3. Sous marin selon la revendication 2, caractérisé en ce que la charpente entre coque (6) comporte au moins un tunnel (17, 18, 19) résistant apte à permettre le passage d'une coque dans l'autre. 4. Sous-marin selon la revendication 3, caractérisé en ce que le tunnel (17, 15 18, 19) comporte au moins une porte étanche et résistante. 5. Sous-marin selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce qu'il comporte un massif (4) situé sur la charpente entre coque (6) et le tunnel (18) communique avec l'intérieur du massif (4). 6. Sous-marin selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé 20 en ce que ladite coque (3) de type servitude comporte un compartiment de stockage et de lancement d'armes (39). 7. Sous-marin selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la coque (2) de type vie/opération comporte un compartiment (22) dédié à la propulsion électrique par batterie. 8. Sous-marin selon l'une quelconque des revendications 1 et 7, caractérisé en ce que la coque servitude comporte un compartiment propulsion diesel (34). 9. Sous-marin selon l'une quelconque des revendications 1 et 8, caractérisé en ce que la charpente entre coque (6) renferme des ballasts avant et des 30 ballasts arrière. 10. Sous-marin selon l'une quelconque des revendications 1 et 9, caractérisé en ce que la charpente entre coque (6) comporte des logements (14, 15) aptes à recevoir des modules et/ou des conteneurs. 11. Sous-marin selon la revendication 10, caractérisé en ce que au moins un 2845660 desdits logements (14, 15) comporte une interface (45, 16, 47, 48) apte à alimenter le module correspondant en énergies et à assurer des liaisons de commande et d'information. 12.Sous-marin selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'un au moins 5 des logements (14, 15) comporte un conteneur d'armes et l'interface comporte une liaison de commande du tir de ces armes à partir d'un poste de commande.