Les sous-marins peuvent-ils se cacher dans les tranchées profondes des océans ?
Réponses
Sauvegardez le camion !
La réponse de Mats Österholm est tout à fait exacte, mais d'autres considérations entrent en jeu ici.
Profondeur
Comme l’a déclaré Mats, un sous-marin opère efficacement dans les eaux peu profondes de l’océan, de sorte que la plupart des tranchées ne seraient pas une option.
Cache
C'est ici que cela devient intéressant.
Se cacher - de quoi ? Et comment?
Lorsqu'il est immergé, un sous-marin sera principalement détecté acoustiquement. Par conséquent, nous devons tenir compte de la nature de la colonne d’eau et de la manière dont le son se propage dans l’eau. Une fois que nous aurons examiné cela, nous pourrons alors comprendre comment le sous-marin peut se cacher.
La colonne d'eau
Il s'agit d'un profil de vitesse du son (SVP). La vitesse du son dans l’eau est importante, puisqu’elle influence la façon dont le son se propage dans l’eau (nous y reviendrons bientôt). À des profondeurs plus faibles (quelques premières centaines de mètres), la température a le plus grand impact. Sur le diagramme, cela est principalement représenté par la « thermocline ». Notez que les sous-marins opèrent dans cette partie de la colonne d’eau. À de plus grandes profondeurs, la pression de l’eau a un impact plus important sur la vitesse du son.
Bon, reste avec moi, on y arrive !
Lorsqu’une onde sonore dans l’eau est transmise depuis une source, elle rayonne dans toutes les directions. À de plus longues distances, ces « rayons » sonores sont « courbés » en raison du changement de vitesse du son dans l’eau. Comme indiqué sur le schéma, les rayons ont tendance à « revenir » vers l’axe de vitesse minimale du son. Cette courbure (réfraction) des rayons sonores forme ce que l'on appelle l'axe du canal sonore (profond). Si vous avez entendu des histoires de chants de baleines entendus à des milliers de kilomètres, les sons sont très probablement transmis par ce canal sonore. De plus, le récepteur sonore (hydrophone) doit être dans le même canal sonore que l'émetteur (sous-marin, baleine)
Il existe une variété de chemins permettant aux rayons sonores de voyager à travers l’océan, comme illustré ci-dessus. Portez une attention particulière à la première ligne rouge pointillée. Cette ligne résulte d’une discontinuité de température assez nette et, par conséquent, il est difficile pour les rayons sonores de « percer » ici. (Pensez à cela comme à un miroir faible qui a tendance à réfléchir, dans ce cas, le son). L’autre facteur limitant est le fond des océans. S’il est suffisamment peu profond, il n’y aura pas de canal sonore profond. Cependant, si le fond de l’océan présente les bonnes conditions, le son peut rebondir sur le fond. Étrangement, c'est ce qu'on appelle le « rebond inférieur ».
Alors maintenant, nous pouvons commencer à tout mettre en place
La plupart du temps, le sous-marin n’aura pas la capacité de se cacher dans une tranchée – elle est tout simplement trop profonde. Il doit donc utiliser sa connaissance des conditions de l’eau pour se cacher. Il y a deux choses essentielles qu'il doit connaître : l'emplacement des transitions de couches et l'emplacement probable des récepteurs. Il peut déterminer les couches en ajustant sa profondeur et en notant la température. La localisation des récepteurs potentiels est un peu plus problématique. De nombreux navires de combat de surface disposent non seulement d'un sonar monté sur l'étrave (couche de surface), mais déploient également un réseau remorqué (canal profond). De même, des bouées sonores (déployées par voie aérienne) peuvent être configurées pour surveiller la couche de surface ou le canal profond. Dans certains endroits, il peut même y avoir des hydrophones montés en bas (canal profond).
D’une manière générale, si le sous-marin parvient à déterminer où se trouve le récepteur, il se cachera de l’autre côté de la couche. S’il n’en est pas sûr, son meilleur pari sera probablement de se cacher juste en dessous de la couche. Il peut également choisir de se cacher dans le conduit de surface s'il y a beaucoup de bruit de navigation pour masquer sa signature.
S'il parvient à trouver une tranchée peu profonde et est capable d'y naviguer (c'est un problème distinct), il peut choisir de le faire. Cela empêchera la réception de son son sous des angles peu profonds. Cependant, cette tactique peut en fait le rendre plus détectable par les récepteurs situés directement au-dessus de lui, puisque le son peut être concentré dans un cône plus étroit (en particulier si le son « rebondit » sur les parois de la tranchée (encore une fois, pensez au rebond par le bas).
Phew! Encore une réflexion…
Il existe une autre considération quelque peu similaire.
Les sous-marins opérant sous ou à proximité de la glace peuvent en fait se cacher dans des « tranchées ». Dans ce cas, les « tranchées » se trouvent au-dessus du sous-marin. Bien qu’il s’agisse d’un environnement risqué, cela peut évidemment être fait. Je ne connais cependant pas suffisamment la transmission du son dans ces eaux pour me prononcer sur son efficacité.
Cela dépend de la tranchée. Contrairement à la croyance populaire, les sous-marins changent de profondeur une fois qu'ils sont complètement immergés en y conduisant. Ils font surface en se dirigeant vers la profondeur du périscope, en regardant autour d'eux, puis en soufflant du ballast pour l'ascension finale. Un sous-marin équipé d'un groupe motopropulseur ou d'une urgence en cas d'inondation doit exploser quelle que soit la profondeur à laquelle il se trouve. La pression de l’air pour souffler doit vaincre la pression de l’eau. La pression de l'eau à 1 000 pieds est d'environ 450 psi et devient 900 psi à 2 000 pieds, 1 350 à 3 000 pieds, etc. La profondeur moyenne du Pacifique est d'environ 2 miles ou 10 000 pieds, ce qui signifie une pression de 4 500 psi avant de commencer à vous diriger vers le tranchées. Non seulement votre coque sous pression doit résister à cela, mais vos joints d’arbre d’hélice, votre système de refroidissement du groupe motopropulseur et toute autre pénétration de la coque comme les périscopes et le sonar aussi. Enfin, vous avez besoin d'un sacré système de soufflage de ballast pour vous donner une chance de faire surface en cas d'urgence.
En 1963, le sous-marin Thresher (SSN 593) a été perdu suite à une perte de centrale électrique et à une inondation. Il fonctionnait près de sa profondeur d'essai (1 300 pieds) et ne pouvait pas souffler avant de couler en dessous de la profondeur d'écrasement. L'une des conclusions de l'enquête était que les systèmes de ballast n'avaient pas suivi le reste de la sous-technologie.
Le bathyscaphe de Trieste a largué à la surface un ballast composé de boulettes de fer. Un nouveau ballast a été ajouté pour chaque plongée. Alvin laisse tomber un jeu de 4 poids en acier à la surface. De nouveaux sont ajoutés à chaque plongée. Alvin a également les moyens de libérer et de faire flotter la sphère du personnel à la surface en cas d'urgence. Ce n'est pas un moyen très pratique de faire fonctionner un sous-marin d'attaque ou de lancement de missiles.
Les sous-marins soviétiques de classe Alfa avaient la capacité d'atteindre 4 000 pieds, mais les tests ont montré des dommages permanents. En conséquence, ils maintenaient généralement leur profondeur maximale au-dessus de 2 000 pieds. La coque en titane a été choisie pour maximiser l'accélération et la vitesse de pointe. Ils pouvaient atteindre 45 nœuds en 1 minute.