Les machines à plonger

L’Almanach Cousteau de l’Environnement – Outils propres et impropres – pages 389-395

 

L’homme à imaginer de nombreux dispositifs pour améliorer ses possibilités de plonger et d’explorer les profondeurs des océans.

Des solutions pour la plongée libre, non enfermé dans une machine, ont été imaginées dès le Moyen-Âge. Il s’agissait le plus souvent d’un masque de plongée étanche relié à la surface par des tuyaux amenant l’air au plongeur. Les moyens techniques et les connaissances scientifiques rudimentaires ont empêché tous les projets d’aboutir dès qu’il s’agissait de descendre à plus de quelques mètres où la pression de l’eau empêchait les poumons d’inspirer suffisamment d’air. En 1715, John Lethbridge inventa une sorte de combinaison de plongée rigide alimentée en air par une paire de soufflets et capable d’atteindre, selon l’inventeur, des profondeurs de 10 brasses (18,288 m), ce qui est fort peu réaliste (le dispositif ne pouvait rester étanche compte-tenu des fortes pressions exercées à cette profondeur).

D’autres eurent l’idée de concevoir une armure de plongée recouvrant entièrement le plongeur, assez rigide pour résister aux fortes pressions, tout en conservant l’articulation des membres, et équipée d’un dispositif interne de purification de l’air. En 1882, les frères Carmagnole firent breveter un habit de plongée rigide comportant 22 joints à rotule (moins sensibles aux pressions que les joints flexibles en cuir). D’autres inventeurs, comme l’Anglais William Carey (joints à roulements à billes) et les Allemands Neufeldt et Kuhnke (1920) améliorèrent le système des joints d’articulations. Tous restèrent confronté au dilemme entre mobilité et résistance à la pression  et l’armure de plongée fut abandonné dans les années 40.

La première opération de sauvetage d’une cargaison en profondeur fut réalisée en 1931 grâce à la chambre d’observation de l’Italien Roberto Galeazzi. Les plongeurs du SS Artiglio s’en servir pour récupérer 95% de l’or transporté par le navire Egypt coulé à 120 mètres de profondeur. L’ingénieur Italien a réussi à fabriquer des chambres d’observation sous-marine de forme tubulaire permettant à un homme de s’y tenir debout et opérationnelles au-delà de 600 m, à des niveaux où la pression est supérieure à 60kg/cm2. La forme cylindrique est la plus adaptée pour résister aux fortes pressions. En 1920, le naturaliste William Beebe atteignit avec sa Bathysphère la profondeur de 910 m. Un appareil respiratoire autonome à oxygène permettait de piéger le gaz carbonique par du carbonate de soude et l’humidité par du chlorure de calcium. Plus tard, Barton réussit à atteindre 1 350 m à bord de son Benthoscope. Le développement de la télévision en circuit fermé permit d’utiliser des engins télécommandés, comme le Télénaute ou le CURV, pour explorer les fonds marins.

Nombreux sont les inventeurs qui tentèrent de concevoir des sous-marins, surtout pour la guerre ; nombreux sont ceux qui en périrent. Le premier sous-marin réellement mobile fut l’œuvre de David Bushnell. Cet engin en forme d’œuf, la Tortue, était mû par des hélices activées manuellement. Il fut utilisé pendant la Guerre d’Indépendance américaine pour placer des explosifs sous les navires anglais. De nombreux submersibles autonomes ont été construits vers la fin des années 60, Le plus grand, l’Aluminaut avec sa coque en aluminium de 15 m de long, pouvait embarquer un équipage de 4 personnes pendant 32 heures à une profondeur de 4500 m. La visibilité dans ces sous-marins était assurée par des hublots, par des coques en plastique acrylique transparente (Deep View, Sealink) ou par des caméras (Aluminaut, Deep Quest). Les ballasts remplis d’eau ou vidés à volonté comme dans les sous-marins, n’étaient pas beaucoup utilisés dans les submersibles d’exploration marine car ils étaient inefficaces et dangereux aux grandes profondeurs (des ballasts incompressibles étaient généralement utilisés). La plupart des engins utilisaient les forces hydrostatiques. Ils étaient entrainés vers le fond par deux masses largables que le pilote pouvait libérer une fois arrivé à la profondeur désirée, le submersible allégé acquérant alors une flottabilité pratiquement nulle. Mis à part les bathyscaphes, l’Aluminaut était l’un des seuls submersibles à pouvoir atteindre les fonds abyssaux, au-delà de 3500 m (les plaines abyssales représentent 85% des fonds marins). La propulsion était généralement assurée par des moteurs électriques étanches dont le poids conséquent des batteries réduisait fortement les performances de l’engin. Tous ces véhicules sous-marins étaient équipés de téléphones sonar pour communiquer avec la surface, de sonars, d’échosondeurs, de gyrocompas, de projecteurs, de caméras… Les outils de prélèvement et de manipulation étaient encore sommaires.

Bathyscaphe Trieste

Il ne fait aucun doute que le bathyscaphe reste le seul instrument permettant à l’homme d’explorer les fosses abyssales. La plus profonde, celle des Mariannes (-10 916 m), a été conquise le 23 janvier 1960 par le bathyscaphe italo-américain Trieste piloté par Jacques Piccard et Don Walsh (officier de l’US Navy), après une descente de 4H 48 min. Les deux explorateurs restèrent 20 min sue l’Everest des mers, suffisamment longtemps pour constater la présence de vie à de telles profondeurs, avant d’entamer une remontée de 3H 17min. Le célèbre aéronaute Suisse Auguste Picard (père de Jacques) savait qu’un câble reliant le bathyscaphe à la surface aurait été beaucoup trop lourd, étant donnée sa longueur ; il avait alors eu l’idée d’utiliser le principe de la nacelle suspendue à un ballon (le FNRS I avec lequel il avait battu le record du monde d’altitude, 16 200 m, en 1932), en remplaçant le gaz léger et compressible par de l’essence, liquide plus léger que l’eau et incompressible. La nacelle sphérique du Trieste, construite par la société allemande Krupp, était capable de résister à des pressions d’une tonne par cm2 qui sévissent au fond des fosses abyssales. Le précédent record, une plongée à 4050 m, était détenu par le bathyscaphe FNRS III de la Marine Française (1954). Le Trieste a été ensuite supplanté par des bathyscaphes modernes, comme l’Archimède construit par la Marine Française et qui explora les fosses abyssales de la planète entre 1961 et 1975, et le Trieste II, mis en service en 1966 avec une immersion maximale de 6000 m. Le record du Trieste ne sera jamais battu. En 2012, James Cameron, le réalisateur canadien d’Avatar et de Titanic, a été le troisième homme de l’histoire à descendre à la profondeur maximale. C’était à bord d’un mini-sous-marin, en solo.

Le Nautile (IFREMER)

Les bathyscaphes ont permis de mieux connaître les abysses, avec la découverte de centaines d’espèces extraordinaires, parfaitement adaptée à ce monde hostile. Trop lourds et peu maniables il ont laissé la place aux sous-marins d’exploration comme le Nautile (Ifremer). La plupart de ces sous-marins ne peuvent descendre en dessous de 6 000 mètres de profondeur, ce qui est suffisant pour explorer 97% des fonds marins. Outre l’exploration et la recherche scientifique, ces sous-marins ont aussi été utilisés à des fins industrielles, notamment pour les plateformes pétrolières. Ils sont aujourd’hui supplantés dans la plupart de leurs tâches par des sous-marins télécommandés, à câble (R.O.V.) ou sans câble (A.U.V.). Les engins habités restent néanmoins utilisés pour accomplir certains travaux complexes. Le Nautile a ainsi réalisé plus de 1 500 missions dont le colmatage des fuites du Prestige (pétrolier qui sombra au large de l’Espagne en 2002), l’exploration de l’épave du Titanic ou celle des restes du vol Rio-Paris d’Air-France.

Il reste encore beaucoup à découvrir dans les profondeurs abyssales dont à peine 5% auraient été explorées. Les grands fonds sont très riches en minerais, notamment en terres rares, indispensables au développement de produits de haute technologie. Les forages pétrolifères offshores sont réalisés à des profondeurs de plus en plus importantes. Cette richesse des abysses risque de causer la dégradation de la biodiversité extrêmement fragile qu’elles abritent (lire article “Du minerai au fond des mers“).

Caulophrynidaeo (tronc-crapaud)

Dumbo octopus

Chimère de Haeckel

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