Rencontre avec un sous-marinier

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Crédit photo : Christian Godefroy

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Véronique Doré, professeur des Ecoles Mise à disposition au service pédagogique de La Cité de la Mer. Mel. [email protected] Tel. 02 33 20 26 37 Fax. 02 33 20 26 27

Service pédagogique : contactez Isabelle Roux de 9h à12h et de 14h à 18 h du lundi au vendredi inclus. Mel. [email protected] Tel. 02 33 20 26 35 Fax. 02 33 20 26 27

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� �� Les axes développés en conférence (selon les cycles) �� Les points du commentaire pouvant être abordés au cours de l’atelier (selon les

cycles)� � ��

1. Activité 1 : la propulsion (fin cycle 3) 2. Activité 2 : le fonctionnement des ballasts (cycles 2 et 3) 3. Activité 3 : 24 heures dans la vie d’un sous-marinier (cycles 2 et 3)

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� � �� $� $� $� $ �� Le contexte historique de la force de dissuasion �� Evolutions technologiques �� Caractéristiques de l’objet sous-marin �� La vie à bord

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� �� L’atelier, basé sur un échange dialogué avec un ancien sous-marinier, est

adapté selon l’âge des enfants et tente au mieux de satisfaire leur curiosité (même si les élèves n’arrivent pas avec un questionnaire élaboré en classe, après la visite du Redoutable, ils auront toujours quelques questions à poser !).

Le commentaire, guidant la visite des élèves dans le Redoutable, reste difficile

dans la première partie de la visite (très technique). Il est cependant une bonne amorce pour le conférencier.

Pour les élèves bons lecteurs (fin cycle 3) : Vous pouvez, si vous le souhaitez, mettre les élèves en situation de recherche

d’informations sur l’exposition avant de venir en conférence (voir la fiche-questionnaire en fin de document). Ils trouveront peut-être des réponses aux questions qu’ils se seront posées au préalable en classe. L’atelier leur apportera des informations supplémentaires et enrichira leurs connaissances. Durée : 1heure30 �

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Le contexte historique : à quoi sert un sous-marin militaire ? Qu’est-ce que la force de dissuasion nucléaire? (fin cycle 3 - 10 minutes) L’évolution technologique à travers la propulsion [Activité 1] : l’énergie utilisée au fil des siècles (fin cycle 3 - 15 minutes) Caractéristiques de l’objet « sous-marin » (cycle 3 - 15 minutes)

- comment fait-il pour naviguer et s’orienter : voir, écouter, se cacher, plonger, remonter [Activité 2]

- résistance à la pression - étanchéité

La vie à bord (cycles 2 et 3 - 50 minutes) - Vingt quatre heures dans la vie d’un sous-marinier

[Activité 3] (cycles 2 et 3) - La production d’eau douce (cycle 3) - La production d’oxygène (cycle 3) - L’évacuation du dioxyde de carbone et de l’hydrogène

(cycle 3)

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Système de propulsion du Redoutable Mots-clés : Hélice, ailerons, gouvernail, turbines de propulsion (vapeur d’eau), alternateur, réducteur de vitesse, moteur électrique de secours si panne du réacteur

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Systèmes de production, de distribution (de multiples tuyaux !), d’évacuation − Vapeur − Eau de mer (circuit de refroidissement) − Production d’eau douce et d’oxygène : le poumon du sous-marin ! Pompes qui aspirent l’eau de mer pour la déssaler et aussi pour en extraire de

l’oxygène − Consommation d’O2 : fabrication et élimination − Usines de « décarbonatation » qui récupèrent le CO2 et les autres

polluants de l’air Système de défense ou d’attaque : la dissuasion

− Les missiles − Les torpilles

Le PCNO (Poste de Commandement Navigation Opérations)

− Le sous-marin est aveugle : comment fait-il pour se diriger ? (le Sonar : appareil de détection sous-marine ; le périscope pour voir) − Le sous-marin est à l’écoute du moindre bruit : c’est une grande oreille

vigilante ! (micros pour entendre qui détectent les bruits jusqu’à 100 km) − Le sous-marin doit être discret pour ne pas être entendu (se fondre dans

les bruits biologiques, amortir les bruits de la coque…) La vie à bord (divisée en 3 tiers – voir tableau en annexe 4)

− 8 heures de travail − 8 heures de sommeil − 8 heures pour la formation, entretien du matériel, détente et animation − les « familygrams»

Système de plongée et remontée

− Le fonctionnement des ballasts situés entre la coque épaisse et la coque extérieure

� � �� Ces activités sont un support à la discussion sur la propulsion et la « vie à bord ».

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# �# �# �# � 3 4 �! �� " � �3 4 �! �� " � �3 4 �! �� " � �3 4 �! �� " � �- �� .- �� .- �� .- �� .Reconstruire sous forme d’un schéma le principe de la propulsion

�� 3 4 �! �� + � � ��3 4 �! �� + � � ��3 4 �! �� + � � ��3 4 �! �� + � � ��

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Aider les élèves à reconstruire le schéma à partir des cartes placées en désordre au tableau, les dessins du réacteur nucléaire, de l’hélice et de l’ampoule étant déjà positionnés

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� � � � 0 # 1 ��+ � ��+ �2 ��0 # 1 ��+ � ��+ �2 ��0 # 1 ��+ � ��+ �2 ��0 # 1 ��+ � ��+ �2 ��Comprendre le principe général de fonctionnement des ballasts

# �# �# �# � 3 4 �! �� " � �3 4 �! �� " � �3 4 �! �� " � �3 4 �! �� " � �Remettre dans l’ordre les 3 cartes représentant en coupe un sous-marin en plongée

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� � � � 0 # 1 ��+ � ��+ �2 ��0 # 1 ��+ � ��+ �2 ��0 # 1 ��+ � ��+ �2 ��0 # 1 ��+ � ��+ �2 ��Connaître l’organisation de la vie à bord d’un sous-marin

# �# �# �# � 3 4 �!3 4 �!3 4 �!3 4 �! �� " � �� " � �� " � �� " � �− Eliminer les intrus en classant des cartes représentant des activités en

fonction de deux critères : possible/impossible à faire à bord d’un sous-marin

− Répondre aux questions écrites au dos des cartes piochées puis les répartir sur l’horloge n°1

�� 3 4 �! �� + � � ��3 4 �! �� + � � ��3 4 �! �� + � � ��3 4 �! �� + � � �� − Dessiner au tableau 2 colonnes « on peut faire »/ « on ne peut pas faire »

pour éliminer les intrus − Dessiner l’horloge n°1 puis demander aux élèves de replacer les cartes

piochées au bon endroit − Dessiner l’horloge n°2 qui reprend les Quarts des 3 équipes.

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�� 5 � �� 2 ��5 � �� 2 ��5 � �� 2 ��5 � �� 2 �� # 1 �� # 1 �� # 1 �� # 1 �� Voir documents en annexe 4

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� % �� % �� % �� % � & �# � �� ! ��& �# � �� ! ��& �# � �� ! ��& �# � �� ! ��« Comment ça marche un sous-marin ? » est une plaquette qui fut distribuée par la DCN. Vous la retrouverez sur le site : http://www.netmarine.net/bat/smarins/triompha/comment.htm

Vous avez des informations sur les principes de Pascal, d’Archimède ainsi que l’assiette, le gîte et la stabilité d’un sous-marin.

http://perso.wanadoo.fr/assoc.lorient.ccsti/souslesmers/sciences/sciences2.htm http://www.cite-sciences.fr/francais/alacite/expo/tempo/franquin/inventions/saga2.html La médiathèque de la Cité de la Mer donne accès à de nombreux ouvrages que vous pouvez consulter sur place [Consultez le catalogue sur le site de la Cité de la Mer http://citedelamer.com ] :

- Merveilles et mystères du monde sous-marin, sélection du Rider’s Digest, 1974

- La grande aventure de l’exploration des océans, Robert Ballard, National Géographic Society, 2001

% �% �% �% � � ��( �� ( �� ( �� ( �) � Annexe 1 : Schéma du fonctionnement d’une centrale thermique

nucléaire

�� Annexe 2 : Le contexte historique de la force de dissuasion

�� Annexe 3 : Evolutions technologiques

�� Annexe 4 : Caractéristiques de l’objet sous-marin

$ � Annexe 5 : La vie à bord

'� Questionnaire élèves

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Circuit d’eau primaire

Turbines

Réducteur

Circuit d’eau secondaire

Alternateur

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Document 1 « Le choix de la dissuasion nucléaire fut d’abord un choix politique, résultant d’une double prise de conscience : d’une part, celle des limites de l’autonomie de la France dans le système transatlantique, révélée par la crise de Suez en 1956 ; d’autre part, celle des limites de l’engagement des Etats-Unis envers l’Europe dans un contexte de vulnérabilité du territoire américain, révélé par le lancement de Spoutnik-I en 1957. C’est aussi une stratégie des moyens : dès lors que la France souhaitait disposer en propre d’un outil permettant de garantir sa sécurité face à l’Union soviétique, le choix nucléaire s’imposait. En effet, à supposer même que le surarmement conventionnel eût été une alternative, la France n’aurait pas disposé des moyens de mener une course aux armements classiques. Le refus des thèses sur la " dissuasion conventionnelle " comme substitut à la dissuasion nucléaire, exprimé dans le Livre blanc de 1994, traduit, trente ans après l’avènement de la dissuasion française, la pérennité de ce choix. »…

La notion d’intérêts vitaux et ses déclinaisons

« La France s’est ainsi accordée avec ses partenaires de l’OTAN sur une conception commune de la dissuasion nucléaire, décrite ainsi dans le Concept stratégique de l’Alliance :

" L’objectif fondamental des forces nucléaires des Alliés est politique : préserver la paix et prévenir la coercition ainsi que toute forme de guerre. Elles continueront à jouer un rôle essentiel en maintenant tout agresseur dans le doute quant à la façon dont les Alliés riposteraient en cas d’agression militaire. Elles démontrent qu’une agression qu’elle qu’en soit la forme, n’est pas une option rationnelle. La garantie suprême de la sécurité des Alliés est apportée par les forces nucléaires stratégiques de l’Alliance, en particulier celles des Etats-Unis ; les forces nucléaires indépendantes du Royaume-Uni et de la France, qui ont un rôle de dissuasion propre, contribuent à la dissuasion globale et à la sécurité des Alliés. "

SOURCE : Extrait de « La dissuasion nucléaire française après la guerre froide : continuité, ruptures, interrogations », Bruno TERTRAIS sur le site de l’Université Panthéon-Assas http://www.u-paris2.fr/afri-ct/afri/2000/tertrais_b.htm

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Document 2 « La notion d’équilibre des forces à travers l’Histoire ; L’équilibre des forces au XXe siècle De la Première à la Seconde Guerre mondiale

Le XXe siècle est marqué par une situation de type nouveau. La Première Guerre mondiale met en jeu des forces d’égale importance. L’enlisement du conflit dans les tranchées et la stagnation des avancées militaires montrent très rapidement, lors de ce premier conflit, que seule l’intervention d’une puissance extérieure, en l’occurrence les États-Unis, est à même de faire évoluer les événements d’une manière décisive...

L’avènement de la guerre froide et de l’ère nucléaire Après 1945, malgré la création de l’Organisation des Nations unies (ONU) qui vise à instaurer un ordre mondial équilibré et à réduire les risques de conflits, la situation se fige dans un antagonisme Est-Ouest et un nouvel équilibre dominé par les États-Unis et l’Union soviétique. À la création, au lendemain du second conflit mondial, de l’Organisation du traité de l’Atlantique Nord (OTAN) répond une série d’autres alliances défensives dans la sphère du bloc communiste, entraînant la création du pacte de Varsovie est-européen. La situation de guerre froide se met en place, et un nouvel équilibre des forces intervient, l’équilibre de la terreur. Le développement des arsenaux nucléaires dans les années cinquante et soixante conduit rapidement à une situation de bipolarisation du monde. La force de dissuasion face à une guerre entre les États-Unis et l’Union soviétique — les deux superpuissances — consiste en l’énorme destruction qu’entraînerait un conflit nucléaire pour chacune des parties, rendant absurde toute notion de victoire militaire…

Par la suite, les États-Unis et l’URSS s’efforcent, par la négociation (accords SALT notamment), de limiter ou de réduire leurs arsenaux nucléaires…

La fin de la guerre froide et le nouvel équilibre mondial

Les bouleversements politiques de l’Europe de l’Est et de l’Union soviétique à la fin des années quatre-vingt, qui aboutissent à la dissolution du pacte de Varsovie et à l’effondrement de l’URSS en 1991, font désormais apparaître les États-Unis et ses alliés de l’OTAN comme la première puissance militaire mondiale. Les crises politiques dans l’ancienne Yougoslavie et l’ancienne Union soviétique, tout comme la propagation de l’armement nucléaire dans le tiers-monde, ont constitué les plus sérieuses menaces à ce nouvel « équilibre des forces » unilatéral du début des années quatre-vingt-dix.

SOURCE : Extrait du site : http://fr.encarta.msn.com/encyclopedia

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� ��( �� ( �� ( �� ( ��/ / / / 6 � �� 6 � �� 6 � �� 6 � �� ! �� 2 ��! �� 2 ��! �� 2 ��! �� 2 �� Des premiers sous-marins aux SNLE : l’évolution technologique vue à travers leur mode de propulsion et leur autonomie en plongée. 1775 : L'Américain David Buschnell met au point le Turtle (la tortue) entièrement en bois. Pour avancer, le pilote, seul à bord, faisait tourner une manivelle actionnant une hélice. Pour plonger, il ouvrait des ballasts. Pour remonter, il évacuait l'eau à l'aide d'une pompe. 1797 : L'ingénieur Robert Fulton construit le Nautilus, en fer recouvert de cuivre. Long de 6,50 m, il était propulsé par une hélice actionnée à la main par les 3 membres d'équipage. Il était équipé d'une charge explosive qu'il devait fixer sous les navires ennemis et déclencher à distance (difficile dans la pratique). Fulton proposa son invention à la France puis à l'Angleterre qui la refusèrent tour à tour. 1863 : Le commandant Bourgois et l'ingénieur Brun mettent au point le Plongeur, premier sous-marin propulsé par un moteur (à air comprimé). Long de 42,50 m, il déplace 420 tonnes et embarque 7 membres d'équipage. Son autonomie et sa vitesse restent limitées. 1887 : Le premier sous-marin réellement opérationnel, le Gymnote, est construit par les Français Henri Dupuy de Lôme et Gustave Zédé. Long de 17 m, il est propulsé par un moteur de 50 chevaux, il atteint 8 nœuds en surface et 4 en plongée. Equipage : 5 hommes. 1904 : L'ingénieur français Maxime Laubœuf construit le Narval, un submersible équipé d'un périscope et de ballasts externes qui a la faveur de la marine de l'époque. Il est le premier sous-marin équipé d'une propulsion mixte : machine à vapeur en surface, moteur électrique en plongée; De 1914 à 1918 : Les submersibles fonctionnant grâce à une propulsion à moteur diesel peuvent être engagés en grand nombre durant la guerre. Très vite les sous-marins disposent d'une propulsion mixte : diesel pour la navigation en surface et électrique pour la plongée. Une batterie d'accumulateurs alimente le moteur électrique. Les accumulateurs sont rechargés par une génératrice entraînée par le moteur diesel, lors des navigations en surface ; 1944 : Les U-Boots allemands peuvent continuer à utiliser leur propulsion diesel, lors de plongées à faible profondeur, grâce à un tuyau d'une quinzaine de mêtres qui débouche à la surface de l'eau (le snorkel), qui alimente en air le moteur diesel et évacue les gaz brûlés. Années 1950 : introduction des sous-marins à propulsion nucléaire avec l'USS Nautilus en 1954. Les hélices sont entrainées par des turbines à vapeur. Cette vapeur est produite par un réacteur nucléaire à eau qui fournit toute l'énergie nécessaire au sous-marin pour qu'il puisse naviguer en plongée durant de très longues périodes.

SOURCE : Extrait du site http://fr.wikipedia.org/wiki/Sous-marin#Histoire_des_sous-marins

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Quatre éléments définissent un véritable sous-marin :

- La diminution de la durée des contacts indispensables avec la surface

- L’augmentation de la vitesse et de l’autonomie en plongée

- Le développement des performances des moyens d’écoute

- L’appropriation définitive de tous les moyens d’interception pour éviter d’être surpris par le bâtiment de surface ou l’aéronef.

1. Document 1 Questions d’élèves/Réponses du sous-marinier Est ce que tous les sous-marins sont conçus pour la guerre? « Heureusement que non, il y a des sous-marins d'exploration pour le pétrole, les sous-marins de recherches du commandant Cousteau, de l'Ifremer, Le Nautile qui a colmaté les fuites sur le pétrolier le Prestige et exploré le Titanic en remontant des pièces à la surface. » Existe t-il des sous-marins furtifs ? « A ma connaissance non, mais, pour être discrets voire indétectables les sous-marins font le moins de bruit possible par exemple, moins de bruit que l'environnement marin ce qui fait qu'il faut beaucoup de chance pour arriver à les retrouver. » Qu'est-ce qu'un sous-marin nucléaire? Un sous-marin furtif ? « Un sous-marin nucléaire est un bâtiment qui a à sa disposition une très grande puissance issue du réacteur nucléaire ce qui lui permet d'être entièrement autonome au point de vue navigation, vitesse, air, eau, production d'énergie. Le sous-marin furtif n'existe pas en tant que tel, mais vu les qualités des sous-marins modernes, ceux ci sont de plus en plus difficiles à détecter. » Visibilité sous l'eau ? « Le sous-marin est aveugle, de toute façon il faudrait des hublots et même avec des projecteurs très puissants on ne verrait qu'à quelques mètres. » Combien de temps un sous-marin reste t-il sous l'eau? « En général les patrouilles durent 70 jours, mais le sous-marin peut rester indéfiniment sous l'eau, seules la réserve de vivres et l'endurance du personnel obligent à rentrer périodiquement. » Comment font-ils pour ne pas être repérés ? « Très vaste question pour laquelle voici quelques réponses: Ils sont rendus le plus silencieux possible en "découplant" de la coque tout ce qui peut faire du bruit et le transmettre vers l'extérieur, en suspendant élastiquement sur des supports en élastomère tout ce qui fait du bruit et en découplant de la coque les structures qui contiennent ces éléments indiscrets. En ne faisant jamais surface. »

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Comment pilote- t-on un sous-marin ? « Un peu comme un avion avec un poste de pilotage et des barres de plongée en guise d'ailerons, et une barre de direction ou gouvernail comme la dérive arrière d'un avion. » Comment fonctionne le sonar ?

« Les ondes sonores se propagent dans l'eau à une vitesse d'environ 1460 mètres/seconde soit, quatre fois et demi la vitesse dans l'air, la vitesse varie très légèrement en fonction de la température, de la salinité et de la pression. D'après le temps mis par le son pour aller et revenir on peut calculer la distance d'un bâtiment et sa position ou la distance du fond. Le sous-marin peut également ne faire qu'écouter les émissions sonores des autres bâtiments ou de la mer. On peut ainsi suivre l'environnement sonore sur 360 degrés. » Comment font les sous-marins pour plonger ? « Le sous-marin est tenu en surface grâce à des capacités situées de part et d'autre de la coque épaisse et pleines d'air comme des flotteurs. Ces capacités sont en communication avec la mer par le fond mais le haut est "bouché", l'air reste emprisonné et le bâtiment flotte en surface. Ces capacités étanches sont appelées ballasts. En ouvrant les "bouchons" situés à la partie supérieure, le sous-marin grâce à son poids coule, l'air s'évacue par le haut (purges d'air des ballasts), les ballasts se remplissent d'eau, petit à petit le sous-marin s'enfonce et lorsque l'eau a entièrement remplacé l'air le sous-marin est sous l'eau, il flotte entre deux eaux à peu près en équilibre. A bord, des caisses, que l'on peut remplir pour alourdir ou vider pour alléger, servent de lest liquide pour ajuster en permanence le poids du sous-marin [par rapport à celui de l'eau déplacée (principe d’Archimède)]. Vitesse maximale sur l'eau, sous l'eau, profondeur maximale? En général un sous-marin ne va pas vite en surface il n'est pas prévu pour cela, la vitesse est de l'ordre de 15 à 20 nœuds, en plongée entre 15 et 40 nœuds au moins selon le modèle. Un sous-marin nucléaire peut marcher tout le temps à vitesse maximale. La profondeur maximale va de 100 à 900 mètres selon le modèle, selon la nation. Jusqu'à quelle profondeur un sous-marin peut-il plonger ? Un sous-marin est construit pour aller jusqu'à une immersion maximale qu'il ne doit pas dépasser.

2. Document 2 (rédigé par les sous-mariniers)

Pour en savoir plus

Les sous-marins qu'ils soient nucléaires ou classiques, français ou étrangers, ont des caractéristiques ou des performances voisines, les valeurs citées ci après sont des valeurs moyennes calculées pour des bâtiments standards mais qui sont exactes.

EAU DOUCE Sous-marin classique : En réserve de 5 à 15 tonnes d'eau douce pour des tonnages allant de 500 à 2000 tonnes ce qui permet une consommation de 5 à 10 litres par jour et par personne.

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Cette valeur est calculée en prenant en compte toutes les consommations d'eau douce (cuisine, propreté corporelle, entretien du bâtiment, boisson, batteries…) pour une patrouille de référence. Cette consommation est une valeur type ramenée à un membre de l'équipage. Sous-marin nucléaire: En réserve environ 40 tonnes d'eau de lavage et de boisson pour le Redoutable. Plus pour des sous-marins nucléaires plus gros. La capacité de production moyenne est de 200 litres par jour par personne pour toutes les consommations du bord (cuisine, propreté corporelle et douches, entretien du bâtiment, boisson, batteries, réacteur, machine de propulsion…). La différence justifiant la grande différence de consommation provient du fait que sur un sous-marin nucléaire le personnel peut se doucher, sur un classique ce n'était possible qu'à l'eau de mer.

OXYGENE Valeurs remarquables. Normalement 21% d'oxygène dans l'air que nous respirons. Une personne adulte absorbe environ 25 litres d'oxygène à l'heure. Le taux doit être maintenu au-dessus de 17%. Au-dessous de 17% des troubles apparaissent, à 10% premières syncopes. Sous-marin classique: Le taux de 17% est atteint après 20 heures de plongée, l'oxygène est obtenu à partir d'une réaction chimique provoquée dans des "chandelles de production d'oxygène". Chaque chandelle dégage 2 m3 d'oxygène en 30 minutes. Sous-marin nucléaire: L'oxygène est obtenu par électrolyse d'eau (H2O) déminéralisée rendue conductrice de l'électricité grâce à de la potasse. L'oxygène est renvoyé en continu dans la ventilation du bord qui se charge de le disperser. L'hydrogène est évacué à l'extérieur, il se dissout dans l'eau de mer.

GAZ CARBONIQUE Valeurs remarquables. Normalement l'air contient 3/10000 de CO2. Le taux doit être maintenu à une valeur inférieure à 1%. Une personne rejette environ 22 litres de CO2 par heure. Avec 1,5% de CO2, il y a des risques de maux de tête, à 3% apparaissent les premiers malaises, un taux de 4 % devient dangereux et à 10 % il est mortel. Sous-marin classique: Le taux de 1,5 % est atteint au bout de 8 heures de plongée mais pour une plongée inférieure à 18 heures on tolère un taux de 2 %. L'élimination du gaz carbonique est effectuée en faisant passé l'air de l'atmosphère du bord sur des granulés de Chaux sodée qui a la faculté de retenir le gaz carbonique. Autrefois la chaux sodée était répandue directement sur le parquet, maintenant, des unités autonomes constituées d'un bac pouvant contenir la chaux sodée (nom officiel IR8) et d'un ventilateur chargé d'aspirer l'air du bord au travers de la chaux sodée permettent un rendement nettement supérieur. Sur un sous-marin classique, le meilleur moyen d'éliminer les polluants et de ramener les taux d'oxygène, de gaz carbonique et d'hydrogène à une valeur normale est le renouvellement de l'air du bord. Pour recharger les batteries, les moteurs diesels doivent tourner périodiquement, ils

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aspirent l'air nécessaire à la combustion directement dans le bord. L'air frais rentre soit par le tube d'air ou par le panneau d'accès à la passerelle de navigation selon la situation du bâtiment et ainsi l'atmosphère est renouvelée. Sous-marin nucléaire: Le gaz carbonique est éliminé en faisant passer l'air du bord sur des « tamis moléculaires », ce sont des granulés d'argile synthétique qui ont la propriété de retenir les molécules de gaz carbonique et de laisser passer celles des autres composants de l'air. Périodiquement le gaz carbonique est refoulé à l'extérieur. Il se dissout dans l'eau de mer.

HYDROGENE. Remarques générales. A bord d'un sous-marin le taux d'hydrogène contenu dans l'air ambiant est surveillé en permanence. Une batterie d'accumulateurs de sous-marin dégage de l'hydrogène en toutes circonstances et surtout en fin de charge où il faut être particulièrement vigilant car le taux peut monter très vite et provoquer une explosion catastrophique. La ventilation du bord outre son rôle de brassage de l'air du bord pour améliorer l'habitabilité, sert également à empêcher l'accumulation d'hydrogène dans la batterie. En y faisant circuler en permanence de l'air, l'hydrogène se trouve dilué dans toute l'atmosphère du bord et le taux monte ainsi lentement. Le taux d'hydrogène est maintenu le plus bas possible. On peut noter simplement qu'à partir de 3 % le risque d'explosion existe et qu'à 7 % il y a explosion par combinaison entre oxygène et hydrogène. Les taux limites entraînant la réaction de l'équipage sont fixés à des seuils bien inférieurs. Sous-marin classique. La surveillance du taux d'hydrogène dans la batterie et dans le bord est un souci constant : il conditionne en particulier le moment où le sous-marin doit devenir indiscret donc repérable, l'atmosphère du bord devant être renouvelée pour faire baisser ce taux. Il faut noter que les nouveaux moyens anaérobies de production d'énergie permettent de disposer de moyens pour éliminer l'hydrogène. Sous-marin nucléaire. De la même manière que sur les sous-marins classiques, le taux d'hydrogène est surveillé en permanence, seulement ce type de navire disposant d'une source d'énergie largement dimensionnée et quasiment illimitée dans le temps, il a été mis en place des moyens d'élimination de l'hydrogène par catalyse. La catalyse élimine l'hydrogène par recombinaison avec l'oxygène de l'air en produisant de l'eau. La quantité produite étant très faible, cela n'influe pas sur la teneur en oxygène de l'air. De même la catalyse recombine le monoxyde de carbone avec l'oxygène de l'air en donnant du dioxyde carbone mais, le monoxyde, très dangereux est absent de l'atmosphère ou tout au plus sous forme de traces. PRESSION, POUSSEE Panneaux. La Pression augmente de 1 bar par tranche de 10 mètres d'immersion. Un panneau de 600 millimètres de diamètre a une section de 2826 cm2. Ce qui donne à 10 mètres une poussée de 2,826 tonnes, à 100 mètres 28,26 tonnes, à 200 mètres 56,52 tonnes et à 300 mètres 84,78 tonnes. Un panneau de diamètre 800 millimètre a une section de 5024 cm2. Cela donne à 10 mètres une poussée de 5,024 tonnes, à 100 mètres 50,24 tonnes, à 200 mètres 100,48 tonnes et à 300 mètres une poussée de 150,72 tonnes.

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Questions d’élèves / Réponses du sous-marinier Quelles sont les conditions de vie à bord ? « A bord tout le monde participe à la vie en communauté et assure une tâche bien précise en fonction de sa formation et de ses responsabilités. Une journée peut se diviser en trois : le tiers du temps occupé à surveiller les installations, le matériel en un mot faire le quart, la seconde partie est occupée à des tâches de maintenance, d'entraînement, d'entretien (en particulier nettoyage des locaux), le reste du temps est occupé au repos, aux repas, aux distractions… » Remarque : Se référer au tableau des tiers, ci-joint, fourni par l’ancien sous-marinier : l’équipage est divisé à la mer en trois équipes qui se relaient pour assurer la conduite, la surveillance, et la maintenance. Comment fait-on pour recycler l'air et l'eau ? Comment respire-t-on? D'où vient l'oxygène? D'où vient l'eau ? « En ce qui concerne l'air, la ventilation à bord est très développée et l'air du bord est brassé en continu. Une petite partie passe en permanence dans une installation qui a pour rôle de séparer les gaz nocifs (comme le gaz carbonique) de l'air du bord. L'efficacité de cette installation permet de maintenir la composition de l'atmosphère de bord identique à celle que l'on respire dans des lieux non pollués. L'oxygène est produit à partir de l’eau [par électrolyse de l'eau] et diffusé dans la ventilation du bord, l'hydrogène est évacué en continu à l'extérieur, il se dissout dans l'eau de mer. L'eau douce est produite en distillant l'eau de mer dans un bouilleur (en simplifiant principe de l'alambic), elle est utilisée pour la cuisine, les tâches ménagères, la boisson, la propreté corporelle, les servitudes industrielles du sous-marin….Les eaux sales ou eaux usées ne sont pas recyclées, elles sont recueillies dans des caisses à eaux sales qui lorsqu'elles sont pleines sont évacuées vers l'extérieur par pompage. » Où stocke-t-on la nourriture ? « Un local pour les vivres déshydratées et les conserves appelé "cambuse", deux chambres froides, l'une à +4°C pour les vivres frais (fromages…), l'autre à –20°C pour les surgelés, également au départ en patrouille on embarque pour quelques jours des pommes de terre, de la salade… Stockées là ou il y a de la place. L'eau dans des caisses de réserve 20 000 litres, le vin dans des caisses à vin. En tout de quoi tenir environ 10 à 12 semaines plus 3 semaines de grande réserve. » Comment font les personnes pour éliminer les déchets ? « Avant de partir en patrouille, nous embarquons un grand nombre de plaques en tôle perforée. A chaque fois qu'il faut évacuer les déchets, des tôles sont roulées en forme de cylindre avec un fond. Le container cylindrique ainsi formé est lesté grâce à une gueuse en fer puis mis dans un compacteur à commande hydraulique. Les déchets à évacuer sont versés dans le cylindre, nous les compressons jusqu'à remplir le container qui sera ensuite fermé par un couvercle rivé. Les cylindres "poubelle" sont descendus dans un sas cylindrique qui sert à les évacuer à l'extérieur, vu le poids ils coulent. Les liquides récupérés lors du compactage sont

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dirigés vers une caisse à eaux sales. Un container fait environ 25 cm de diamètre et 50 cm de haut. »

Ont-ils des appareils ménagers ? « Il y a à bord tout ce que l'on trouve dans une cuisine et une boulangerie (mixeur, pétrin pour faire le pain), une buanderie avec deux machines à laver et deux sèche-linge, des frigidaires, une machine à faire des glaçons, des percolateurs pour le café… » Combien de personnes y a t-il à bord, leur rôle ?

« 135 personnes dont 15 officiers. Ils doivent conduire le bâtiment, en assurer la sécurité, pouvoir mettre en œuvre les armes, assurer la maintenance du matériel, s'occuper de l'intendance (cuisine Hôpital service lavage du linge), surveiller la bonne marche de toutes les installations. »

Y a t-il des grades ?

« Les grades sont fonction de l'importance des responsabilités que l'on a à bord, plus on monte en grade plus on prend des responsabilités, le plus gradé est le commandant, les moins gradés sont les matelots chargés de la buanderie et du service de la cuisine. » Comment fait-on pour avoir de l'électricité ? « La principale source d'énergie est le réacteur. Pour des raisons de commodité de transport et d'emploi, l'énergie développée par ce réacteur est en partie transformée en énergie électrique [grâce à deux groupes turbo alternateurs d'une puissance de 2000Kw chacun]. Pour simplifier, en secours il existe deux moteurs diesel capables de produire suffisamment de courant pour les servitudes du bord et rentrer en cas de panne du réacteur. Le sous-marin dispose également d'une batterie toujours chargée au maximum. Pour avoir idée de la taille de la batterie, celle-ci pèse 100 tonnes et par comparaison d'échelle cela revient à avoir une batterie de 4 tonnes sur une voiture. »

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Nom : …………………………….. Classe : CM2 Prénom : ………………………….

Lis les questions et retrouve les réponses avec l’aide de la mascotte de La Cité de la Mer. Attention : il est important que tu te repères dans l’exposition grâce aux panneaux et aux numéros (demande à ton maître ou à ta maîtresse).

1. Quelle est la différence dans la propulsion d’un premier sous-marin et d’un submersible ? ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… 2. Ecris deux mots pour citer les deux avantages de la propulsion nucléaire : ………………………………………………………………………………...

3. Explique comment le sous-marin peut couler : ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………

4. A quoi correspondent les temps indiqués dans les tubes lumineux bleus de cette galerie ? (1 heure – 10 heures – 100 heures – 100 jours) ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………

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Les pionniers (fin XIX – 1914)

La maquette du fonctionnement des ballasts

Décor de la galerie

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5. De l’air pour le moteur diesel ! Quelle fut l’invention des allemands ? ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………

6. Quels pays s’opposent après la seconde guerre mondiale ? ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… 7. Par quel mot du texte pourrais-tu remplacer le mot « dissuasion » ? ……………………………………………………………………………….

8. Quel matériau choisit-on pour résister à la pression de l’eau ? ……………………………………………………………………………… 9. « Le sous-marin navigue entre deux eaux » signifie : ……………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………

10. Tu as écouté le commentaire dans le sous-marin sur la propulsion nucléaire. Essaie de compléter les phrases suivantes : La chaufferie nucléaire transforme l’eau en …………………………… La vapeur d’eau fait tourner des …………………………………………. Les turbines entraînent ……………………………………………………

11. Que produit une chandelle à oxygène à bord du sous-marin ? ……………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………

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Conflit mondial

La dissuasion nucléaire

Au plus profond des océans

Se mouvoir aussi facilement qu’un poisson

Deux mois sous la mer

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12. Le sous-marin a des points communs avec des animaux. Comme la taupe, il est …………………………………………………… Comme le chat, il entend ………………………………………………… Comme le poisson, il a …………………………………………………… Comme le caméléon, il peut ……………………………………………...

13. En combien d’équipes est divisé l’équipage ? ……………………………………………………………………………….. 14. Peut-on se faire soigner à bord d’un sous-marin ? ……………………………………………………………………………….. 15. Peut-on savoir où se trouve un sous-marin ? ……………………………………………………………………………….. 16. Les repas des sous-mariniers sont-ils bons ? ………………………………………………………………………………..

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Silence et écoute…

Les missions

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Rencontre avec un sous-marinier

Documents

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