Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
2~ f ~
La présente invention concerne le domaine des sous-marins, et
pJus particulièrement l'organisation de leur architecture.
Les sous-marins à coque résistante existants sont en principe
conçus d'ori~ine soit pour un mode de propulsion "classiqùe" caractérisé
pour le couple batteries et diesels-générateurs, soit pour l'utilisation d'une
source anaérobie d'éner~ie du type nucléaire ou autre, avec éventuellement
dans ce cas une batterie de taille réduite.
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 permettre de maintenir à l'intérieur une atmosphère
convenant à la fois au fonctionnement des matériels et à la vie de
l'équipage.
On entendra également par source anaérobie d'énergie une
source d'énergie qui ne nécessite pas d'apport d'air atmosphérique extérieur
au sous-marin.
Les sous-rnarins associés à un mode de propulsion utilisant des
batteries et des diesels-générateurs ont actuellement une durée de vie de
l'ordre de trente ans, et ils conservent en principe leurs capacités
techniques pendant cette durée s'ils sont correctement conçus, construits et
entretenus.
Toutefois, de tels 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
?5 nouveaux susceptibles d'améliorer sensiblement la capacité des sous-marins
à remplir leurs missions.
Il est souvent prévu d'effectuer une refonte des sous-marSns à
mi-vie, c'est-à-dire 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
(torpilles, mines), ses aides tactiques, ses moyens de transmission et ses
instruments de navigation. De ce fait, de telles transformations consistent
simplement à remplacer des matériels simples par d'autres matériels de
.. . , , . 5 , .~.. .............. ... ...... . . . .
.. . ~ . .
6 q ~
volume équivalent, et ce dans le massif du sous-marin, le poste central de
navigation opérations, le poste des armes, la structure avant du sous-marin,
et les locaux techniques concernés.
Ainsi, les transformations effectuées à mi-vie sur les
5 sous-marins ne concernent que des postes ponctuels, et en tout cas ne
permettent certainement pas d'améliorer les caractéristiques de distance
franchissable, d'autonomie sous l'eau et de vitesse maximale, ni également
de rédulre I'indiscrétion liée aux besoins de navigation en immersion
periscoplque.
11 apparaît de ce fait extremement intéressant de pouvoir,
dans des conditions financières acceptables, transformer un sous-marin à
propulsion classique pour lui permettre une nette amélioration de ses
caractéristiques précitées, notamment en Je convertissant à un mode de
propulsion nucléaire. Or une telle conception de sous-marin convertible
15 n'existe pas actuellement.
Il est certes connu d'équiper un navire de surface d'un bloc
formant réacteur nucléaire, en réalisant à la construction initiale le navire
en deux parties préfabriquées, dont l'une comporte un logement dans
lequeJ, avant l'assemblage desdites parties, on introduit par translation
20 hori~ontale un bloc formant réacteur nucléaire: un tel mode de
construction est par exemple décrit dans la demande de brevet européen
N~ 0 014 661.
Cependant, cette technique connue ne permet pas de convertir
un navire de surface pour passer d'un mode de propulsion classique à un
25 mode de propulsion nucléaire, mais seulement d'équiper directement ces
navires pour une utilisation en propulsion nucléaire, de sorte que les
installations et équipements associés à un tel mode de propulsion sont
toujours prévus dès l'origine.
De plus, une telle technique serait extrêmement délicate à
30 mettre'en oeuvre dans le cas d'un sous-marin.
Il existe encore d'autres modes de construction avec
assemblage pour navires de surface, et on peut citer pour compléter l'art
antérieur le brevet britannique N~ 2 001 013 et le brevet américain
N~ 3 765 359.
.: ...... ~
, ;
' . . .',,. : - ~ , '
.
'
L'état de la technique peut être égalernent complété en citant
des procédés de chargement et de déchargement d'objets lourds à bord d'un
navire de surface, utilisant des moyens de levage plus ou moins
sophistiqués, comme par exemple illustré dans le brevet français
N~ 2 354 237 et Je brevet allemand N~ 26 25 632.
L'homme de l'art pourrait par ailleurs être tenté de transposer
pour les sous-marins des techniques de construction modulaire déjà
proposées pour les navires de surface, afin de parvenir à une convertibilité
par remplacement de modules fonctionnels.
Cependant, non seulement ces techniques restent là encore
limitées au remplacement d'unités fonctionnelles d'armement, de repérage
ou de direction de tir (voir par exemple la demande de brevet européen
N~ 0 082 539, le brevet américain N~ 4 709 646, et le brevet ~rançais N~ 2
114 625), ou encore de modules formant des espaces d'habitation ou de
chargement (voir par exemple le brevet français N~ 2 528 091), mais elles
ne peuvent être valablement transposées pour concevoir une convertibilité
de sous-marins en vue de la transformation desdits sous-marins pour les
adapter à un mode de propulsion qui diffère du mode classique à batteries
et diesels ~énérateurs.
L'invention a pour objet de proposer une architecture de
sous-marin convertible à coque résistante visant a permettre une
transformatlon des sous-marins dans les meilleures conditions possibles, de
façon à pouvoir passer, de manière totalement opérationnelle, d'une version
d'origine à propulsion classique à une version améliorée de type anaérobie,
avec une source anaérobie d'énergie (du type nucléaire ou autre), et une
batterie dont la taille peut être avantageusement réduite par rapport à la
version d'origine~ '
Un tel concept devrait permettre de profiter à terme de
technologies élaborées dont on n'a pas fait le choix dès la construction du
sous-marin (ou dont on n'a pas pu faire le choix parce qu'elles n'étaient pas
dûment qualifiées), tou~ en disposant dans l'immédiat de sous-marins dotés
de techniques tout à fait maîtrisées. Ce concept devrait également
permettre de limiter l'impact de la transformation sur les conditions
d'exploitation et d'entretien des sous-marins.
;, . ........ .... .... . . . . ... .
-, . , :
~ ~ ~ J~
L'invention a aussi pour objet de concevoir un sous-marin
convertible capable d'être transformé au cours de sa vie pour acquérir, dans
des conditions financières acceptables et sans préjudice pour ses autres
capacités, un avantage important sur le plan de ses caractéristiques de
5 distance franchissable, d'autonomie sous l'eau et de vitesse maxirnale, avec
en outre une réduction substantielle de son indiscrétion pour les besoins
d'une navigation en immersion périscopique, ce qui permet ainsi d'accroître
très sensiblement la capacité du sous-marin à se déployer et à mener une
attaque décisive.
Un autre objet de l'invention est de concevoir un sous marin
convertible dont la structure permette à la fois de conserver ses capacités
techniques autres que celles que la transformation vise à améliorer, avec en
particulier un respect des différentes conditions d'équilibre du sous-marin,
ainsi qu'un maintien de. Ia sécurité et des qualités militaires dudit
sous-marin, et aussi de limiter les travaux au remplacement des matériels
directement concernés, donc sans entraîner de travaux supplémentaires sur
les matériels et installations non concernés par la transformation.
Il s'agit plus particulièrement d'un sous-marin convertible à
coque résistante, caractérisé par le fait qu'il comporte une tranche arrière
délimitée par la coque résistante et deux cloisons transversales, dans
- laquelle sont regroupées des instaJlations de production et de stockage
d'énergie électrique utilisant des batteries et des diesels-générateurs,
ladite tranche étant transformable pour convertir ledit sous-marin à
I'utilisation d'une source anaérobie d'énergie, en particulier du type
nucléaire, en substituant auxdites installations des installations adaptées à
ladite source d'énergie tout en conservant ladite coque résistante et
lesdites cloisons, sans que cette substitution interne n'entraîne une
modification substantielle du poids et du centrage massique de ladite
tranche.
. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, la
tranche arrière comporte un compartiment inférieur dans lequei sont logées
des batteries disposées. entre deux soutes latérales à gazole ainsi qu'un lest
prévisionnel, et un compartiment supérieur dans lequel sont logés deux
diesels-générateurs reposant sur une cloison de support ainsi que les
-
:.
: .
:. . .
: - : .
: '
équipements électriques associés, lesdits compartiments étant transforma-
bles, par suppression de ladite cloison de support et par ajout d'une cloison
transversale intermédiaire, en un compartiment avant permettant de loger
un bloc de pile électronucléaire, et un compartiment arrière permettant de
loger d'une part un turbo-générateur et un condenseur associés à ladite
pile, et d'autre part un diesel-générateur de secours, un lest modifié
d'équilibrage massique étant en outre disposé dans l'un et/ou l'autre desdits
compartiments avant et arrière.
De préférence, la cloison transversale avant de la tranche
arrière définit, avec une autre cloison trans~/ersale extérieure à la tranche
arrière, un compartiment supplémentaire adjacent à ladite tranche, ledit
compartiment supplémentaire servant de soute à gazole et permettant
d'assurer, après transformation, une protection radiologique de la zone
avant dudit sous-marin. En particulier, la cloison transversale avant de la
tranche arrière concerne la totalité de la section intérieure de la coque
résistan$e, tandis que la cloison arrière de ladite tranche concerne à tout le
moins le compartiment inférieur, ladite cloison arrière pouvant si
nécessaire être complétée pour délimiter le compartiment arrière après
transformation.
ZO Avantageusement en outre, le sous-marin convertible comporte
un circuit d'échappement des diesels disposé en superstructures à
l'extérieur de la coque résistante, ledit circuit présentant une partie
d'échappement arrière, et une partie d'échappement avant débouchant au
niveau du massif dudit sous-marin, ledit circuit étant transformable dans le
cadre de la substitution interne pour ne comporter qu'un circuit simplifié
associé au diesel-générateur de secours.
De préférence également, le sous-marin convertible comporte,
dans son poste de conduite, un pupitre de conduite des diesels-générateurs,
ledit pupitre étant remplaçable dans le cadre de la substitution interne par
un autre pupitre de conduite du diesel-générateur de secours et de la pile
électronucléaire.
Selon une caractéristique préférée, la tranche arrière présente
un panneau logistique au niveau de la coque résistante, permettant de
débarquer les installations initiales et d'embarquer les installations de
' ' : . ~ : ':
',
2 YJ ~ Y
remplacement dans le cadre de la substitution interne. Avantageusement
alors, le panneau logistique est prévu en partie supérieure de la tranche
arrière, et au voisinage de la cloison transversale avant délimitant ladite
tranche; en particulier, le panneau logistique est prévu entre Ja cloison
transversale avant et la cloison transversale intermédiaire ajoutée dans le
cadre de la substitution interne.
En variante, I'intérieur de la tranche arrière est accessible
pour la substitution interne des installations par découpe transversale de la
coque résistante, ladite découpe étant effectuée entre les cloisons
transversales qui la délimitent, ou au-delà de l'une ou l'autre desdites
cloisons transversales mais au voisinage de la cloison transversale
concernee.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaî-
tront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre et des
I S dessins annexés, concernant un mode de réalisation particulier, en
référence aux figures où:
- les figures I et 2 sont des coupes axiales schématiques, respectivement
selon un plan vertical et un plan horizontal, d'un sous-marin convertible
conforme à l'invention, avec une tranche arrière transformable dans
laquelJe sont regroupées des installations de production et de stockage
d'énergie électrique utilisant des batteries et des diesels-générateurs, les
hachures mettant en évidence les parties touchées par la transformation
en vue d'une utilisation d'une source anaérobie d'énergie (ici du type
nucléaire);
- les figures 3 et 4 sont des coupes analogues aux précédentes, illustrant le
même sous-marin convertible après transformation en version électro-
nucléaire"a substitution interne des installations concernant essentiel-
lement la tranche arrière (hachures), et n'entra~nant aucune modification
substantielle du poids et du centrage massique de ladite tranche;
- les figures 5 et 6 sont deux schémas iliustrant le système de production
et stockage d'énergie électrique respectivement dans la version d'origine
et dans la version transformée du sous-marin convertible précédent, la
transformation de la tranche arrière selon le principe d'une substitution
interne permettant de passer de la première à la deuxième version;
.
-:
- la figure 7 es~ une coupe axiale partielle selon un plan vertical montrant
les installations d'origine de la tranche arrière transformable, avec en
particulier un panneau logistique prévu pour le débarquement de ces
installations d'origine et l'embarquement ultérieur des installations
adaptées à une source anaérobie d'énergie, ainsi qu'un circuit transfor-
mabJe d'échappement des diesels et un pupitre remplaçable de conduite
des diesels-générateurs dans le poste de conduite du sous-marin;
- les figures 8 et 9 sont des coupes axiales selon un plan horizontal,
respectivement du compartiment supérieur et du compartiment inférieur
de la tranche arrière transforrnable illustrée en figure 7, et la figure 10
est une coupe selon X-X de ladite figure 7;
- la figure 11 est une coupe axiale partielle schématisant le débarquement
par le panneau logistique des installations de la tranche arrière
transformable et du lest prévisionnel qui y était logé, le débarquement
concernant quelques autres équipements comme les tiroirs électriques du
pupitre de conduite, ainsi que la cloison de support et une partie du
circuit d'échappement des diesels;
- la figure 12 est une coupe axiale partielle illustrant la tranche arrière
vidée, et la figure 13 illustre la même tranche après ajout d'une cloison
transversale intermédiaire;
- la figure 14 est une coupe axiale partielle schématisant l'embarquement
par le panneau logistique des installations adaptées à la source anaérobie
d'énergie, avec ici un bloc de pile électronucléaire, un turbo-générateur
et un condenseur associés à ladite pile, ainsi qu'un diesel-générateur de
secours et un lest modifié d'équilibrage massique, et avec aussi un autre
pupitre de conduite du diesel-générateur de secours et de Ja pile
électronucléaire;
- les figures 15 et 16 sont des coupes axiales partielles, respectivement
selon un plan vertical et un plan horizontal, de la tranche arrière
transformée.
Les figures I et 2 illustrent un sous-marin convertible 100
conforme à l'invention. Ce sous-rnarin comporte un certain nombre
d'organes et éguipements qui sont bien connus, et gue l'on va rappeler
succinctement ci-après.
:
- .
8 ~ 4 ~
Le sous-marin 100 comporte une coque résistante 101, et une
carène 102 surmontée d'un massif 103. La coque résistante comporte un
certain nombre d'accès 10l~ en partie supérieure de celle-ci. Sur la partie
avant du sous-marin, on trouve un ensemble de tubes lance-torpilles 105
5 avec leur refouloir pneumatique 106, un ensemble de six tubes étant ici
prévus. Une ouverture 116 est prévue pour l'embarquement des armes à
l'intérieur de la coque résistante 101. En partie arrière du sous-marin 100,
on distingue l'ensemble d'ailerons et safrans de direction 107, et les
ailerons arrière 108 portant les safrans de plQngée 109, ainsi que l'hélice
10 de propulsion 115. Un certain nombre de ballasts sont prévus: en partie
avant, on distingue un ballast 110, et deux demi-ballasts iatéraux 111, et
en partie arrière dudit sous-marin, on distingue également des ballasts 112.
Il est par ailleurs prévu une caisse d'assiette avant 113 et une caisse
d'assiette arrière 114, disposées à l'intérieur de la coque résistante 101.
L'intérieur de la coque résistante 101 du sous-marin 100 est subdivisé en un
certain nombre de compar~iments, ici répartis en deux niveaux par rapport
à l'axe 500 du sous-marin.
On distingue ainsi un compartiment 200 dans lequel sont
logées les batteries avant, surmontées d'un compartiment 201 réservé aux
armes. En arrière de ce compartiment, on trouve un local technique 202, et
un compartiment 205 destiné à loger les auxiliaires avant, et en particulier
des caisses de réglage et de compensation. Plus en arrière, on trouve un
compartiment 206 réservé à des logements, et des compartiments 207 et
208 servant de locaux utilitaires. Au-dessus des compartiments 202, 205,
206, 207, 208, on trouve le poste de condulte navigation opérations 203,
puis, en arrière de celui-ci, un compartiment 209 réservé aux autres
logements. En partie arrière du sous-marin, on trouve un compartiment 220,
souvent dénommé compartiment propulsion, dans lequel sont disposés le
moteur électrique de propulsion, ainsi que l'accouplement élastique et la
butée associés (ces organes ne sont pas représentés ici).
Conformément à une caractéristique essentielle de l'invention,
le sous-marin convertible 100 comporte une tranche arrière T délimitée par
la coque résistante 101 et par deux cloisons transversales 216, 217, dans
laquelle sont regroupées des installations de production et de stockage
,,
: .~ , ; ~
- ;: :
: ~ -
d'énergie électrique utilisant des ba tteries et des diesels-générateurs,
Jadite tranche étant transformabJe pour convertir le sous-marin à
l'utilisation d'une source anaérobie d'énergie, en particulier du type
nucléaire, en substituant auxdites installations des installations adaptées à
5 ladite source d'énergie tout en conservant ladite coque résistante et
lesdites cloisons, sans que cette substitution interne n'entraîne une
modification substantielle du poids et du centrage massique de la tranche
arrière T.
Avant de décrire plus précisément les installations concernées,
10 il convient tout d'abord de décrire le mode de compartimentage de la
tranche arrière T du sous-marin convertible.
On distingue tout d'abord, en partie inférieure de la tranche
arrière T, un compartiment 210 servant à loger les batteries arrière, et un
compartiment 211 réservé aux auxiliaires arrière, ces deux compartiments
15 étant éventuellement séparés par une cloison transversale 218. Les
compartiments 210 et 211 sont délimités supérieurement par une cloison de
support 215 (souvent appelée "parquet" par les spécialistes~, délimitant, en
partie supérieure de la tranche arrière T, un compartiment 213 servant à
loger les diesels-générateurs, et un compartiment 214 servant de local
20 électrique pour recevoir les équipements électriques associés, ces deux
compartiments étant éver.tuellement séparés par une cloison transversale
219. Les compartiments 210, 211, 213, 214 précités concernent ainsi les
installations de production et de stockage d'énergie électrique, et ces
installations ont été volontairement regroupées dans la tranche arrière T,
25 et sont susceptibles d'être débarquées lors de la transformation de la
tranche arrière T pour convertir le sous-marin à l'utilisation d'une source
anaérobie d'énergie, en particulier du type nucléaire. Il convient également
de noter la présence d'une autre cloison transversale 221 extérieure à la
tranche arrière T, qui définit, avec la cloison transversale avant 217 de
30 ladite tranche, un compartiment supplémentaire 212 adjacent, ledit
compartiment supplémentaire servant de soute à gazole. Ainsi que cela sera
expliqué plus loin, ce compartiment supplémentaire permet é~alement
d'assurer, après transformation, une protection radiologique de la zone
avant du sous-marin, venant compléter les autres dispositions de protection
35 radiologique prévues par ailleurs (non décrites ici).
.. . .
1 0 ~ f~
Le sous-marin convertible est ainsi volontairement conçu dès
le départ pour être transformé, par substitution interne des installations
regroupées dans la tranche arrière T. Les zones du sous-marin affectées par
une telle transformation sont hachurées sur les figures 1 et 2; il est aisé
de constater que la tranche arrière T constitue de loin la plus grande partie
des zones transformées du sous-marin, les autres zones concernées étant
d'une part la zone du pupitre de commande 204 du poste de conduite
navigation opérations 2n3, et d'autre part la zone 222 du circuit
d'échappement des diesels-générateurs disposé en superstructures a
I'extérieur de la coque résistante 101.
La tranche arrière T du sous~marin constitue ainsi un véritable
- module transformable par substitution interne. En effet, si l'on considère
maintenant les figures 3 et 4, on constate que le compartimentage de la
tranche arrière a été modifié, afin d'être adapté pour recevoir les
installations associées à une source anaérobie d'énergie, en particulier du
type nucléaire, le restant de la structure du sous-marin restant pratique-
ment inchangé. On constate sur les figures 3 et 4 que la tranche arrière T
ne comporte plus la cloison de support 215 ; cette tranche arrière peut
éventuellement comporter les cloisons transversales 218 et/ou 219. En tout
état de cause, les cloisons transversales 216 et 217 qui délimitent la
tranche arrière T sont quant à elles conservées, et il a été ajouté une
cloison transversale intermédiaire 231, de sorte que l'on trouve maintenant
un compartiment avant 232 permettant de loger un bloc de pile
électronucléaire, et un compartiment arrière 233 permettant de loger d'une
part un turbo-générateur et un condenseur associés à ladite pile, et d'autre
part un diesel-générateur de secours~ ainsi que les auxiliaires arrière. En
dehors de la tranche arrière T, les seules zones concernées pàr la
transformation sont limitées à la zone 234 du circuit d'échappement,
maintenant associé au seul diesel-générateur de secours, et à la zone 235
du pupitre de commande disposé dans le poste de conduite navigation
opérations 203.
Un tel concept de convertibilité impose naturellement des
conditions à la définition initiale du sous-marin, ainsi qu'à la définition de
la transformation.
.......... ..
,. .
, . - .: :
::- : , - .: . .
Dans la définition initiale, des installations susceptibles d'être
remplacées sont regroupées dans une partie spécifique bien délimitée, gui
est la tranche arrière T, aussi dépouillée que possible des autres fonctions
non concernées par la transformation. Les circulations nécessaires entre
5 I'arrière et l'avant de cette tranche arrière doivent être regroupées dans
des couloirs bien déterminés, et des interfaces précises doivent être
établies pour les installations susceptibles d'être transformées, pour toutes
les liaisons fonctionnelles directes (énergie? réfrigération, etc.;.) ou
indirectes (surveillance et sécurité de la zone, transmissions, éclairage,
10 ventilation, etc...~, ainsi que pour les caractéristiques intégrées dans les
équilibres et bilans généraux du sous-marin, c'est-à-dire essentiellement en
regard de la masse et du centre de gravité (avec les variations en cours de
patrouille), mais aussi en regard des consommations et des effectifs
nécessaires à la mise en oeuvre
Pour la transformation du sous-marin, les nouvelles instal-
lations à embarquer doivent respecter les mêmes conditions d'interfaces que
les installations qu'elles remplacent, ainsi bien entendu que la réglernenta-
tion technique générale retenue pour la conception du sous-marin. Il
importe donc que les interfaces communes entre les deux générations
20 successives d'installations d'une part et le reste du sous-marin d'autre partenve~oppent les stricts besoins des deux générations, et il conviendra de
s'efforcer que ces besoins ne diffèrent pas trop.
Ainsi, il est prévu dans le cadre de cette invention une
définition d'origine du sous-marin qui anticipe complètement les besoins de
25 sa conversion.
Ainsi que cela a été dit plus haut, les parties touchées par la
transformation sont essentiellement celles qui concernent la tranche ar'rière
T. A titre indicatif, si l'on considère que le sous-marin convertible est
divisé en cent couples de C0 à C100, la section de coque définissant la
30 tranche arrière T est située au quart arrière du sous-marin, entre le couple
C20 et la cloison C39, c'est-à-dire sensiblement entre les cloisons 216 et
217 précitées. Ceci correspond à une longueur d'environ 12 mètres pour un
sous-marin côtier d'une soixantaine de mètres de lon~ueur, avec un
.. . . . . .. . . ~ . . . .
- . :~
diamètre d'environ 6,2 mètres au niveau du bordé de coque sur sa partie
avant, la partie arrière étant quant à elJe lé~èrement tronconique.
Il existe différentes possibilités pour organiser le débarque-
ment des installations de production et de stockage d'énergie électrique
5 utilisant des batteries et des diesels-générateurs, puis l'embarquement des
installations adaptées à la source anaérobie d'énergie, tout en conservant
la coque résistante et les cloisons transversales définissant la tranche
arrière T.
Dans le cadre du processus de substitution interne qui va être
10 décrit plus loin, il a été prévu d'implanter un passage de coque ou panneau
logistique (panneau 320 sur la figure 7) pour permettre les opérations de
débarquement et d'embarquement: dans ce cas, la partie supérieure de la
section ainsi que la carène sont conçues pour permettrè l'implantation d'un
tel passage de coque d'environ 2,5 mètres de diamètre, cette disposition
15 pouvant être anticipée dès la construction du sous-marin, sans que ceci soit
toutefois indispensable.
11 va de soi cependant que la substitution interne précitée peut
être effectuée d'autres façons, et notamment en ouvrant complètement la
coque par une coupe transversale dans la zone à transformer. Dans ce cas,
2û l'intérieur de la tranche arrière T est accessible pour la substitution
interne des installations par découpe transversale de la coque résistante
101, cette découpe étant effectuée entre les cloisons transversales 216, 217
qui les délimitent, ou encore au-delà de l'une ou l'autre desdites cloisons
transversales, mais au voisinage de la cloison transversale concernée. La
25 position de quatre plans possibles de découpe transversale a été repérée 51
à 54 sur la figure 7: les plans 51 et S2 correspondent à une découpe
effectuée entre les cloisons transversales 216 et 217 délimitant la tranche
arrière T, tandis que les plans S3 et S4 concernent une découpe effectuée
au-delà desdites cloisons transversales, mais au voisinage de la cloison
30 concernée. Une telle méthode présente l'avantage de pouvoir débarquer par
blocs des matériels de la zone, puis d'embarquer d'une pièce le berceau
support des nouvelles installations (à l'exception de la pile nucléaire)
équipées et testées, et de réaliser facilement les travaux complémentaires
de structure et cl'emménagement. Il suffit alors de refermer la coc~ue selon
,: ,
:; . ,. :
- ,
~ t ~ ~ r 1 ,1 l~,
les procédés habituels cle construction, et de rétablir les liaisons
longitudinales de tuyaux et cabJes. Il va de soi que cette méthode sera
d'autant plus facilement envisageable que la conception d'origine aura
prévu dès le dépar~ une découpe transversale de la coque résistante. Il
5 convient de noter que ce mode de transformation reste un mode de
- substitution interne, à la différence de l'ajout d'une tranche supplémen-
taire, qui présenterait notamment les inconvénients suivants: modification
des caractéristiques générales du sous-marin, difficuJté d'optimisation du
sous-marin transformé qui appara~trait alors comme un produit hybride,
difficulté, voire impossibilité, d'ajouter une tranche nucJéaire (notamment
pour des raisons de poids).
Les figures 5 et 6 illustrent le système de production et
stockage d'énergie électrique, respectivement dans la version d'origine et
dans la version transformée du sous-marin, la transformation de la tranche
arrière T selon le principe d'une substitution interne permettant de passer
opérationnellement de la première à la deuxième version. Selon la version
conventionnelle, on trouve un moteur de propulsion 300 relié à une armoire
301 d'appareillage propulsion, cette armoire étant reliée aux batteries
avant 304 et arrière 305, avec en outre une liaison aux deux groupes
diesels-générateurs 302 et 303. Dans la version modifiée illustrée en figure
6, on retrouve le moteur de propulsion 300 et l'armoire d'appareiJlage
propuJsion 301, ainsi que les batteries avant 304: par contre, on trouve une
pile électronucléaire 306 et un turbo-générateur associé }07, et avanta-
geusement aussi un dieselgénérateur de secours 308. Ainsi, fonctionnel-
Jement, la transformation à effectuer consiste à remplacer Je système de
production et de stockage d'énergie électrique représenté sur le schéma de
la figure 5 par celui représenté sur le schéma de la figure 6.
Les figures 7 à 10 permettent de mieux distinguer les
installations d'origine de la tranche arrière transformable T.
~ On distingue ainsi, dans le compartiment inférieur 210, une
batterie arrière 305 avec, en dessous de celle-ci, un lest prévisionnel 310.
Ce lest arrière prévisionnel 310 est prévu pour tenir compte du poids des
instaJJations modifiées devant être ultérieurement embarquées après
,.. ~........ ...... . .
.: :
:
.
~ 14
c ~
débarquement des installations d'origine. Le lest, par exemple réaJisé sous
forme de pains de plomb, est de préférence disposé sous le groupe de
batteries arrière 305, mais il va de soi qu'il pourrait être organisé et
distribué différemment, à condition toutefois de respecter les conditions de
5 poids et de centrage massique de la tranche arrière. Dans le compartiment
supérieur 213, on trouve deux diesels-générateurs 302 et 303, ainsi qu'un
ensemble d'armoires électriques 309, ces matériels reposant sur la cloison
de support 215 par l'intermédiaire de plots élastiques 327 pour assurer une
meilleure discrétion acoustique. Les coupes des figures 8 à 10 permettent
10 de mieux comprendre l'organisation de ces différentes installations qui sont
logées dans la tranche arrière 1'. Le sous-marin convertible 100 comporte
également un circuit d'échappement 315 des diesels-générateurs disposé en
superstructures à l'extérieur de la coque résistante 101, ledit circuit
présentant une première partie 316, de laquelle divergent, à partir d'un
point de raccordement 319, une partie 317 d'échappement arrière (destinée
à l'échappement des gaz brûlés des diesels lorsque le sous-marin est en
surface), et une partie 318 d'échappement avant débouchant au niveau du
massif 103 dudit sous-marin: ce circuit d'échappement, conçu avec deux
branches pour les deux diesels~générateurs, est prévu pour être transfor-
mable dans le cadre de la substitution interne pour ne comporter qu'un
circuit simplifié à une seule branche associée au diesel-générateur de
secours. Lè sous-marin comporte également, dans son poste de conduite
203, un pupitre de conduite 314 des diesels-générateurs 302 et 303 : ce
pupitre est également remplaçable (en totalité ou partiellement) dans le
cadre de la substitution interne par un autre pupitre de conduite du
diesel-générateur de secours et de la pile électronucléaire.
La figure ~, correspondant au compartiment supérieur 213,
permet de mieux distinguer les deux diesels-générateurs 302 et 303, ainsi
que l'ensemble d'armoires électriques 309. La coupe permet également de
distinguer un passage 212' dans le compartiment 212 servant de soute à
gazole, ledit compartiment étant délimite par les cloisons transversales 217
et 221.
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La coupe de la figure 9 correspond au compartiment inférieur
210, et l'on peut ainsi distinguer le groupe de batteries arrière 305
disposées entre deux sou-tes la~érales à ~azole 311 et 312. La coupe de Ja
figure 10 montre ces diverses installations, ainsi que des liaisons
5 (électriques, hydrauliques, pneumatiques, etc...) 313 reliant l'avant et
l'arrière du sous-marin. Il convient d~e noter que les soutes latérales à
gazole 311 et 312 peuvent être débarquées dans la version modifiée du
sous-marin convertible compte tenu des réserves qui existent par ailleurs,
puisque, dans cette version, le gazole ne sert qu'en propulsion de secours en
10 association au diesel-générateur de secours 308. Toutefois, I'équilibre du
sous-marin doit être reconstitué, ce qui nécessite de débarquer une part de
lest compte tenu du poids de la pile nucléaire ultérieurement embarquée.
On va maintenant décrire, en regard des figures 11 à 16, un
processus de transformation du sous-marin convertible par substitution
15 interne des installations concernées.
La figure 11 illustre le débarquement des installations
d'origine logées dans la tranche arrière T, une fois démonté le panneau
logistique 320 de la coque résistante. Une ouverture de coque 321 est alors
définie, par laquelle il est possible de débarquer les installations
20 concernées. C'est ainsi que la tranche arrière T est vidée de ses matériels,
dont les deux diesels-générateurs 302 et 303, I'ensemble d'armoires
électriques 309, le lest prévisionnel 310, les soutes latérales à gazole 311
et 312, et les batteries arrière 305. La cloison de support 215 est
également débarquée, ainsi que les équipements de zone (non représentés
25 ici) concernant l'éclairage, les détections d'eau et d'incendie, I'assèchement
de zone, les transmissions de maintenance, etc. Parallèlement, le pupitre de
conduite des deux diesels-générateurs, situé dans le poste de conduite du
sous-marin, est débarqué: ceci est schématisé sur la figure I I par le
débarquement des tiroirs électriques 322 du pupitre de conduite 314. Il en
30 est de même du circuit d'échappement des deux diesels, dont la partie
transformée est débarquée. Dans la pratique, on procède d'abord au
débarquement cies matériels et équipements de zone, puis, dans un
deuxième temps, on réalise les travaux de transformation interne sur les
structures, carlingages, câbles, et tuyaux relatifs aux installations
35 débarquées. C'est ainsi notamment que les soutes latérales de gazole sont
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16
supprimées, ainsi que la cloison supérieure de la batterie arrière, comme
cela a été dit plus haut
Le sous-marin se trouve al~rs dans la situation représentée sur
la figure 12, avec une tranche arrière T comprise entre les cloisons 216 et
5 217 qui est entièrement vide, à l'exception naturellement des liaisons
inchangées qui la traversent (non représentées ici), associées aux circuits
des caisses d'assiettes, liaisons électriques, d'huile sous pression, d'air souspression, d'eau, etc..., qui relient l'extrême arrière au reste du sous-marin
(liaisons 313 sur la coupe de la figure 10). Il est donc important de noter
-que les cloisons 216 et 217 délimitant la tranche arrière T ne sont pas
concernées par la transformation.
Comme illustré en figure 13, on procède au montage de la
cloison transversale intermédiaire 231, qui est la cloison arrière du
compartiment de pile nucléaire. On procède également au montage des
5 cloisons de la coursive en abord, et du supporta~e de la pile. Une fois ces
cloisons montées, il est aisé de monter le berceau support du diesel de
secours, du turbo-générateur et des circuits associés.
La figure 14 illustre l'embarquement des matériels de la
tranche arrière. On utilise à nouveau l'ouverture de coque 321 pour
20 embarquer ces matériels, et en particulier un lest modifié 324 d'équilibre
massique, le diesel-générateur de secours 308, le turbo-générateur 307 et
un condenseur 323 associés à la pile électronucléaire 306, ainsi qu'un
équipement électrique associé et un équipement de régénération de
l'atmosphère globalement référencés 326. Une fois ces différents matériels
25 embarqués et disposés dans le compartiment arrière 233, on peut alors
procéder à l'embarquement du bloc de pile électronucléaire 306 dans le
compartiment avant 232, ledit bloc étant descendu directement par
I'ouverture de coque 321 par des moyens de levage connus et non
représentés ici. Pour permettre le passage des matériels embarqués à
30 travers la cloison 231, un panneau démontable (non référencé ici) est prévu
dans cette cloison. On pourrait en variante utiliser le panneau logistique
arrière (non représenté) souvent prévu au bénéfice du moteur électrique de
propulsion 300, et organiser le cheminement de ces matériels à partir dudit
panneau, à l'exception toutefois du bloc de pile nucléaire 306, lequel est
35 embarqué par Je panneau logistique 320 comme indiqué précédemment.
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17
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Il suffit alors de procéder au montage des liaisons ~liaisons
mécaniques, tuyautages, Jiaisons électriques) et au montage des équipe-
ments de zone. En parallèle à ces travaux à l'intérieur de la tranche
transformée, le circuit simplifié d'échappement du diesel est reconstitué en
superstructures, pour qu'il ne concerne rnaintenant que le seul diesel-
générateur de secours 308, et on procède enfin au montage du pupitre de
conduite du diesel de secours et de la pile nucléaire dans Je poste de
conduite du sous-marin, et à son raccordement: ceci est schématisé sur la
figure 14 par l'embarquement des tiroirs électriques 325 associés au pupitre
de conduite 314. Il va de soi que l'on pourra procéder en variante à une
substitution complète du meuble de pupitre de conduite.
Le stock logistique embarqué est alors adapté à la nouvelle
définition. Il est alors possible d'effectuer des essais, ce qui termine les
travaux de transformation du sous-marin convertible. Le sous-marin se
trouve alors dans la configuration illustrée aux figures 15 et 16.
Sur la figure 15, on distingue ainsi le lest d'équilibrage
modifié 324, le condenseur 323, le turbo-générateur 307, et les équipements
complémentaires précités 326, disposés dans le compartiment arrière 233,
et d'autre part le bloc de pile électronucléaire 306 disposé dans le
compartiment avant 232, lequel compartiment avant est refermé par
remontage du panneau logistique 320. Sur la figure 16, on distingue, dans le
compartiment arrière 233, le diesel-générateur de secours 308, le
turbo-générateur 307, et les équipements complémentaires 326. Cette
figure permet également de distinguer, dans le compartiment avant 232, le
prolongement 212" du passa~e 212' prévu dans le compartiment 212, ce
prolongement 212" étant isolé de la pile nucléaire par une cloison 212"'.
Les normes civiles de protection radiologique pour la zone avant (à séjour
permanent) sont aisément respectées grâce entre autres à la soute de
gazole prédisposée à l'avant de la pile nucléaire, c'est-à-dire le comparti-
ment 212, ledit compartiment restant inchangé au cours de la transfor-
mation: la protection radiologique est en effet donnée par le gazole
lui-même, ou par l'eau de mer de remplacement lorsque le gazole est
consommé.
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2 ~ 3. ~1 l
L'équilibre longitudinal des masses est réalisé grâce à
l'architecture d'origine du sous-marin, qui prévoit un poids de tranche
identique dans les deux versions successives. Les caractéristiques générales
du sous-marin (dimensions et tonnage) sont inchangées. Le sous-marin a
donc acquis une capacité anaérobie et une mobilité très importantes, sans
perdre par ailleurs sur ses autres capacités, ni modifier ses autres
fonctions. En particulier ses conditions de pilotage restent inchangées du
fait que la forme et la stabilité du sous-marin ne sont pas modifiées.
Le concept de convertibilité utilisé dans le cadre de la
présente invention procure des avantages très importants.
Il permet tout d'abord d'améliorer sensiblement les capacités
de déploiement et les conditions dlengagement du sous-marin. Les
améliorations visées portent sur la capacité à tenir longtemps sous l'eau, à
une vitesse aussi élevée que possible. Ces améliorations concernent donc les
différentes capacités du sous-marin, dont la part de la patrouille que le
sous-marin peut effectuer avec sa capacité anaérobie, la durée maximale
de séjour discret sous l'eau, la distance franchissable sous l'eau, la vitesse
de transit discret, la capacité à soutenir sous l'eau une vitesse de chasse
élevée, et Ja distance franchissable totaJe en cours de patrouille.
Le concept de convertibili ,é permet également de conserver
les capacités techniques du sous-marin, eu égard au respect de l'équilibre
génëral du sous-marin. Ceci signifie une pesée en assiette nulle et gite
nulle, une stabilité dans les différentes situations de la navigation, et une
capacité à assurer le réglage de l'équilibre du sous-marin avec les
consommations de matières et les variations de densité d'eau de mer
susceptibles d'intervenir lors des missions fixées. On parvient ainsi à
préserver parfaitement l'équilibre entre le côté production-stockage et le
coté consommation, des divers bilans d'énergie, d'évacuation de chaleur, de
matières: I'énergie électrique sur les différents réseaux, I'huile haute
pression, air haute pression, réfrigération, conditionnement d'air, eau, etc.
On parvient également à maintenir la sécurité, les conditions de pilotage,
les conditions de contrôle de l'atmosphère, les conditions de surveillance
des voies d'eau et des incendies, et des différentes parades de sécurité. On
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. .
-
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parvient enfin à maintenir égaJement les quaJités militaires (par exemple
la tenue aux explosions sous-marines) et Jes conditions d'emploi du
sous-marin.
Le concept de convertibilité permet enfin de limiter
5 considérablement les travaux de transformation, ce qui est important au
regard des considérations financières. Les limitations topologiques précises
de la tranche arrière transformée permettent de conserver intégralement
lors de la transformation tout ce qui est installé hors de la zone,
I'enveloppe générale de la zone, c'est-à-dire la coque résistante et les
10 cloisons qui la délimitent, les passages de toutes natures qui ne font que
traverser la zone, et les capacités d'accès et de traversée de ladite zone
tant pour les hommes que pour les matériels.
L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient
d'être décrit, mais en~lobe au contraire toute variante reprenant, avec des
15 moyens équivalents, les caractéristiques essentielles figurant aux revendica- tions.
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