AIP, AIP, est-ce que j'ai une gueule d'AIP ?

[mudrets]

Mon affirmation disant que tous les sous-marins modernes disposaient d’une propulsion AIP a pu étonner.

Que signifie le terme AIP ? Air Independant Propulsion, c’est-à-dire en bon français Propulsion Indépendante de l’Air.

Soit, mais alors ?

A partir de la fin du 19ème début du 20ème siècle, les concepteurs de submersibles ont très vite compris que pour être efficace, un tel engin devait disposer d’un système de propulsion hybride, à base d’énergie fossile en surface (moteur Diesel ou à essence, chaudière à vapeur), et électrique en plongée (batteries et moteur électrique). C’est-à-dire pour cette dernière une propulsion totalement indépendante de l’air embarqué, si nécessaire à la survie des équipages. [je reviendrai plus allant sur des tentatives russo-soviétiques de propulsion unique].

Le système est complexe et si l’usage de l’électricité est assez bien maîtrisé, celui des batteries l’est beaucoup moins. On ne fait au départ et encore aujourd’hui des batteries au plomb dont le rendement est faible, qui s’usent assez vite et qui en vieillissant produisent de plus en plus d’hydrogène rendant l’atmosphère du bord quelque peu explosive. Cette faible capacité qui s’est quelque améliorée avec le temps impose donc au sous-marin de reprendre contact avec l’atmosphère pour recharger les dites batteries à l’aide de génératrices fonctionnant à l’heure actuelle avec des moteurs Diesel. Si au départ, on faisait appel à une propulsion hybride parallèle, les moteurs électriques pouvant fonctionner en génératrice en surface ou au schnorchel, la propulsion hybride série apparue dans le milieu des années 60 est aujourd’hui généralisée : le moteur électrique est réservé à la propulsion, et le ou les Diesel générateur sont réservés à la charge des batteries, fonctionnant de plus dans un régime permettant d’ »étouffer » au maximum son niveau de bruit. Il permet aussi une prise de plongée plus rapide, puisqu’il n’est plus nécessaire de procéder à des désaccouplements / ré accouplements de lignes d’arbre.

Le constat est donc clair : la capacité du sous-marin à rester le plus discret possible est directement liée à la capacité de la batterie. Et pour recharger, le sous-marin doit s’éloigner de la cible recherchée pour éviter que le bruit de son Diesel ne le rende repérable.

L’arrivée du nucléaire laisse penser que ce problème est définitivement évacué. Las, il n’en n’est rien, puisqu’en fait cette énergie met en œuvre une bouilloire avec des circulations de vapeur, nécessite de longues recherches pour diminuer le nombre de pompes de circulation des fluides etc.. Le niveau de bruit est plus élevé. En contrepartie, le sous-marin peut rester en plongée quasi indéfiniment, et la survie de l’équipage facilitée par la production à bord de l’oxygène nécessaire. L’autre avantage est que l’énergie disponible est très importante, permet d’atteindre des vitesses jusque-là sans pareil et de faire appel à un grand nombre de senseurs très gourmands en énergie. Tout ceci va vite limiter l’emploi de cette énergie aux sous-marins dits océaniques.

Le bruit restant l’ennemi, la propulsion hybride Diesel électrique reste alors plus intéressante pour des faibles profondeurs ou des mers fermées comme la Baltique. Mais les senseurs modernes nécessitent beaucoup d’énergie et il faut trouver un palliatif pour que le sous-marin n’ait pas à faire appel à son générateur Diesel trop fréquemment. C’est alors qu’apparaît le fameux sigle AIP et qui qualifié en fait des sous-marins Diesel électriques qui disposent de moyens pour recharger la batterie en plongée : moteurs à cycle fermé Stirling, système Mesma, pile à combustible… Ce sont donc des sous-marins équipés de ce que l’on peut appeler un Prolongateur d’Autonomie en Plongée (PAP) que je qualifierai d’un sigle anglosaxon de mon invention URE pour Underwater Range Extender. Le hic de ces systèmes reste leur complexité et pour certains la nécessité d’embarquer des carburants / comburants supplémentaires de capacité forcément limitées par le devis de poids du sous-marin.

Un autre axe de recherche se focalise sur l’amélioration de la capacité de la batterie en recourant à des solutions comme le lithium ion ou la batterie solide. Le Japon a ainsi mis en service récemment un sous-marin équipé uniquement de batterie lithium ion sans aucun Prolongateur d’Autonomie en Plongée, ce qui suppose que l’inflammabilité de ces batteries a été maîtrisée, contrairement à la Russie où l’explosion d’une batterie de ce type a entraînée la mort de 19 aquanautes à bord du Losharik. (https://soumarsov.eu/Sous-marins/Post92/10831/10831.htm)

 

D’autres axes de recherche ont été explorés par le passé, mais je vais revenir sur l’idée d’une propulsion qualifiée d’ «unique» en Russie. L’idée qui germe dans l’esprit du premier concepteur, l’ingénieur Dzerwiecki, est de propulser le sous-marin uniquement avec des moteurs à essence, que ce soit en surface comme en plongée. L’air nécessaire était fourni par des réservoirs d’air comprimé à 200 kg/cm² et les gaz d’échappement évacués par un moteur à essence entraînant une pompe spécifique. L’air comprimé devait par la suite être remplacé par de l’oxygène sous pression, mais le projet n’a pas connu de suite. L’emploi du Pochtoviy (https://soumarsov.eu/Sous-marins/Avt17/Pochtoviy/Pochtoviy.htm) à priori de 1909 à 1913 montre entre autres que le bruit rayonné en plongée est [déjà !] désastreux.

L’idée est reprise en 1938 – 1939 par le bureau de recherche du NKVD (sic !) sous la houlette de l’ingénieur Dimitrievski. Le concept repose sur un moteur Diesel alimenté en oxygène et dont les gaz d’échappement sont piégés par de la chaux. Les essais ont été quelque peu dantesques, entraînant de nombreuses explosions inexpliquées  dans les tranches propulsion inaccessibles à l’équipage en plongée. (classe 95 https://soumarsov.eu/Sous-marins/17a45/95/95.htm). L’ingénieur en charge mourra des suites de ses blessures puisqu’en 1942, au cours d’une plongée et d’une avarie de la vanne d’oxygène, il entre sans attendre dans le compartiment étanche des moteurs au mépris des consignes de sécurité. Le sous-marin est tout de même en service entre 1946 et 1949, date à laquelle il est considéré comme expérimental. Les concepteurs se verront gratifier du prix Staline en 1948 ! Là encore, parmi les défauts mis en lumière figure le niveau de bruit rayonné.

L’idée est reprise en 1946 par l’ingénieur Kasatier, un adjoint de Dimitrievski, avec la classe 615 Quebeck (https://soumarsov.eu/Sous-marins/Post45/615/615.htm). L’amélioration porte avant tout sur le système de régulation de l’oxygène. De nouveau, l’utilisation montre un niveau de bruit rayonné très important et une autonomie de 100 h maximum en plongée. Dès 1955, des explosions se produisent dans les locaux étanches inaccessibles à l’équipage lors des plongées.

Ce qui n’empêche pas de lancer la production sidérante de 29 unités améliorées sous le nom de classe A615 Quebeck Mod (https://soumarsov.eu/Sous-marins/Post45/A615/A615.htm) , et de tenter à nouveau avec le M-361 de la classe 637 de faire perdurer ce principe. L’utilisation était tellement risquée que les équipages les ont rapidement dénommés « inflammables ». Les derniers ne seront officiellement rayés qu’au tout début des années 80, après quelques années de service en Baltique et en mer Noire !

En qui concerne les recherches pour obtenir un système PAP (AIP) en Russie (https://soumarsov.eu/armes/Armes_details/AIP.htm), deux bureaux d’étude, Rubin et Malakhit se sont lancés dans ces études depuis …2011 , mais aucun n’a pour l’instant abouti, contrairement à ce que certaines sources occidentales laissaient penser dans les années 2010 avec l'équipement du Sankt Peterburg de la classe 677 Lada (https://soumarsov.eu/Sous-marins/Post92/677/677.htm)

Pour conclure, AIP est donc un terme abusif qu’il convient d’utiliser avec précaution tout comme « cruise missile » qui ne qualifié en fait qu’un missile aérodynamique.

Modifié le 22 mars 2023 par mudrets

[Hirondelle]

AIP, AIP, est-ce que j'ai une gueule d'AIP ?

Nan, si j'ai bien compris ta prose et ses précisions sémantiques, tu as une gueule de PAPiste 

Ce qui est un moindre mal, tu aurais pu avoir une gueule d'Urêtre...