Batiscaf

De bathyscaphes sunt dispozitive subacvatice de abisală de explorare .

În serviciu din 1948 până în 1982 , ele erau atunci singurele mașini capabile să atingă cele mai mari adâncimi (−10 916 metri, în tranșeaua Mariana ,23 ianuarie 1960). Până la începutul anilor 2010, doar vehiculele controlate de la distanță ( ROV ), precum Nereus , au putut apoi să ajungă în astfel de locuri. Inventat de profesorul Auguste Piccard și perfecționat de fiul său Jacques Piccard , un batiscaf constă dintr-o cabină grea sferică de oțel , capabilă să găzduiască doi sau trei pasageri, suspendată de un plutitor umplut cu benzină ușoară care compensează greutatea căptușelii. ” împreună după principiul lui Arhimede . Batiscaful coboară prin gravitație și crește eliberând balast.

Datorită dimensiunii și greutății lor, batiscafele nu au putut fi luate la bord și au trebuit să fie tractate de nava lor însoțitoare. Acestea au fost înlocuite cu submarine mai mici și mai ușor de gestionat (oțel cu limită elastică ridicată sau sferă din aliaj de titan și plutitor compozit ).

Cuvântul batiscaf , inventat de profesorul Piccard în 1946 , provine din grecescul bathus (adânc) și skaphos (barca). Anterior, profesorul Piccard folosise cuvântul talasosferă pentru a-și numi invenția.

Înregistrări

23 ianuarie 1960, 13:06: Batiscaful USS Trieste atinge o adâncime record de 11.521 metri, valoarea indicatorilor interni. Această valoare a fost ulterior corectată la aproximativ 10.916 metri în șanțul Mariana .

Descriere

Compartimentul pentru pasageri, redus la minim pentru a minimiza greutatea, fiind în același timp capabil să reziste la presiuni abisale foarte mari ( 1.000 de  bare la 10.000  m ) este format dintr-o sferă de oțel cu un diametru interior de aproximativ doi metri și grosime de la nouă la cincisprezece centimetri, în funcție de adâncimea maximă operațională. Flotorul, construit din oțel și aluminiu , conține benzină mai ușoară decât apa. Pentru a preveni strivirea acestuia în timpul scufundării, plutitorul este deschis în partea sa inferioară pentru a echilibra presiunile interne și externe. Prin urmare, structura este relativ ușoară. Benzina a fost aleasă deoarece este economică și lichidă , în timp ce gazele sunt prea compresibile pentru o scufundare foarte profundă. Silozurile în formă de pâlnie deschise la capătul lor inferior conțin foc turnat ca balast. În funcționare normală, fluxul de lovitură este blocat de câmpul magnetic produs de electro-magneți. Volumul benzinei și al focului este ajustat astfel încât batiscaful scufundat să aibă greutate zero. La suprafață, balasturile umplute cu aer asigură plutirea acestuia.

Operațiune

Spre deosebire de submarinul militar, conceput pentru a se deplasa orizontal și pentru a-și echilibra greutatea în timp ce este scufundat cu forța lui Arhimede, batiscaful este practic lipsit de propulsie (are doar elice mici alimentate de motoare. Putere redusă) și coboară în imersiune, fiind „mai greu decât apă".

Pentru a începe coborârea, balasturile sunt curățate de aer și se umplu cu apă de mare, ceea ce are ca efect creșterea greutății mașinii (care devine astfel mai mare decât forța lui Arhimede). În timpul coborârii, benzina plutitorului se comprimă, ceea ce scade flotabilitatea; greutatea mai mare rezultată este apoi compensată printr-o eliberare echivalentă a balastului, controlată prin întreruperea curentului electric care alimentează electroimanații.

În partea de jos, elicele de manevră permit mișcări mici.

Pentru a urca, aruncăm balast.

Acest dispozitiv de deblocare a curentului electric acționează în sensul siguranței deoarece, în cazul unei defecțiuni electrice, batiscaful se poate ușura și ridica din nou.

Funcționarea batiscafului.
  • Batiscaful plutește și se pregătește pentru scufundare.
  • Batiscaful își mărește greutatea prin înlocuirea volumului rezervoarelor de balast cu apă de mare.Coboară deoarece împingerea arhimedeană este mai mică decât greutatea.
  • Batiscaful este așezat pe fund. Tracțiunea lui Arhimede este egală sau puțin mai mică decât greutatea.
  • Batiscaful scade balastul și urcă. Tracțiunea lui Arhimede este mai mare decât greutatea.

Ilustrație: sfera de la Trieste realizată în Terni, Italia. Se pot observa hubloul și, în jur, cele douăsprezece prize pentru cablurile electrice și conductele hidraulice; în partea stângă sus, capătul inferior al unui siloz împușcat cu controlul său electromagnetic .

Diferitele batiscafe

Batiscaf Ani de munca Constructor Utilizator Adâncime accesibilă Schimbare
FNRS 2 1948 FNRS (Belgia) Auguste Piccard (Elveția) 4000  m 40 de tone
FNRS 3 1954-1961 FNRS (Belgia)
Marina (Franța) 		Marina franceză
și CNRS (Franța) 		4000  m 90 de tone
Trieste 1954-1964 Auguste Piccard (Italia, Elveția) Auguste și Jacques Piccard (Elveția)
Marina SUA 		Pătată sferă  : 4.000  m Krupp
sferă  : 11.000  m 		125 tone
150 tone
Arhimede 1961-1974 Marina franceză (Franța) Marina franceză
și CNRS apoi CNEXO (1969-74) 		11.000  m 200 tone
Trieste II 1964-1966 Marina SUA Marina SUA prima versiune: 4.000  m 200 tone
1966-1983 Marina SUA Marina SUA ultima versiune: 6.000  m 300 de tone

FNRS 2

După o întrerupere din cauza celui de- al doilea război mondial , profesorul elvețian Auguste Piccard de la Universitatea din Bruxelles își reia lucrarea pe o mașină de explorare abisală. În 1948 , el a proiectat primul său batiscaf și l-a botezat FNRS 2 ca recunoaștere a Fondului Național pentru Cercetare Științifică, o organizație belgiană care l-a susținut întotdeauna. Fondurile, suficiente pentru un prim submersibil, nu permit construirea unui batiscaf elaborat. FNRS 2 nu are un arbore de acces pentru echipajul de la suprafață și float, redus la funcția unui plic benzină, nu are structura adecvate pentru remorcare în largul mării.

Sfera, formată din două emisfere, a fost turnată și apoi întoarsă la Usines Émile Henricot ( Belgia ). Cântărește 11 tone și rezistă la o scufundare de 4000 de metri. Diametrul său interior este de 2 metri. Grosimea sa este de 9 centimetri adusă la 15 centimetri lângă cele două hublouri. Acestea sunt conice și sunt fabricate din metacrilat de polimetil . Flotorul este alcătuit din șapte rezervoare însumând 30  m 3 de benzină, protejate de o carenă din tablă de grosime de un milimetru. Batiscaful este asamblat în Anvers ( Belgia ) de către "Mercantile Marine Engineering Cie".

Fără a fi testat, FNRS 2 s-a îmbarcat spre Dakar ( Senegal ), unde Marina Națională Franceză a oferit asistență, apoi a fost direcționat către Insulele Capului Verde , de unde urmau să fie efectuate testele. O primă scufundare la 25 de metri va arăta rapid limitele alegerilor care au fost făcute. Primii pasageri ( Auguste Piccard și academicianul Théodore Monod ) sunt închiși în sferă în timp ce batiscaful se află încă la bordul Scaldis , vasul său de sprijin. FNRS 2 a fost pus pe linia de plutire și apoi a început manevra lungă și delicată a umplerii rezervoarelor de combustibil. După o scufundare eficientă de un sfert de oră, trebuie efectuate manevrele inversate. Pasagerii sunt eliberați numai după douăsprezece ore. Al doilea test, efectuat câteva zile mai târziu fără pasager, trimite submersibilul la o adâncime de 1.380 de metri automat. La întoarcere, marea care s-a schimbat nu permite manevrele de îmbarcare. Cu un flotor deteriorat permanent, batiscaful a fost tractat pe coastă, apoi a fost readus la bord și a încheiat această campanie de testare.

FNRS 2 a demonstrat valabilitatea batiscaf și , de asemenea , necesitatea de a construi un submersibil care trebuie tractat. Cu toate acestea, dacă nu a avut antecedente umane, opinia publică este destul de divizată. Conceptul batiscafului își datorează supraviețuirea doar determinării profesorului Piccard și interesului arătat în acesta de către unii ofițeri ai marinei franceze.

FNRS 3

În lunile următoare scufundărilor FNRS 2 , viitorul batiscafului este incert. Flotorul este distrus, sfera este stocată în Toulon (Franța). În 1950, a fost semnat un acord între Fondul Național de Cercetare Științifică din Belgia (FNRS), proprietar al sferei, și Marina Națională Franceză . FNRS va contribui la finanțarea unui nou batiscaf care va fi construit la arsenalul din Toulon. Submersibilul se va numi FNRS 3 și, după trei scufundări adânci, va aparține marinei franceze. Inginerul Pierre Willm este numit manager de proiect, iar locotenent-comandantul Georges Houot este numit comandant al batiscafului. Profesorul Piccard a fost numit consilier tehnic, dar nu și lider de proiect. Pe măsură ce condițiile de muncă au devenit din ce în ce mai dificile între Marina franceză și el însuși, Auguste Piccard a părăsit proiectul în 1952. Un „laborator de batiscaf” a fost creat de CNRS (Centrul Național de Cercetare Științifică) francez și s-a ocupat de realizarea instrumentarea științifică a batiscafului.

Sfera utilizată de FNRS 3 este cea a FNRS 2 . Flotorul este produs de arsenalul din Toulon. Silueta sa amintește de cea a unui submarin clasic. Lungimea este de 16 metri și lățimea este de 3,35 metri. Este alcătuit din treisprezece tancuri, dintre care două sunt pentru echilibrare și unul pentru eliberare, totalizând aproape 80 de metri cubi de benzină . Are o cadă de baie în care iese puțul de acces la sferă și este echipată cu aripioare stabilizatoare amplasate de ambele părți ale acesteia.

În vara anului 1953, Georges Houot (pilot) și Pierre Willm (inginer) au început să testeze FNRS 3 în Marea Mediterană . Acestea ajung rapid la 2.100 de metri. Cu această serie de scufundări, FNRS 3 este transferat oficial în Franța pe24 septembrie 1953. În ianuarie începe o campanie în largul Dakar ( Senegal ), care culminează cu o scufundare la 4.050 metri mai departe15 februarie 1954, care este un record și cea mai profundă scufundare din FNRS 3 . După trei ore de scufundări, se ajunge la fund. Un film de Jacques Ertaud , Profondeur 4050 , urmărește istoria acestei prime scufundări. Acest record va dura șase ani înainte de a fi detronat în 1960 de batiscaful american Trieste. În anii care au urmat, mulți oameni de știință au lucrat la bordul batiscafului.

În 1960, FNRS 3 a fost dezarmat după ce a efectuat 80 de scufundări operaționale.

Cele FNRS 3 a permis oamenilor de știință să coboare la adâncimi mari pentru a efectua cercetarea lor, în timp ce până atunci acestea ar putea funcționa doar de la suprafață. Cu acest submersibil, Marina franceză a dobândit tehnologia care îi va permite puțin mai târziu să construiască un batiscaf care poate coborî la cele mai mari adâncimi. Va fi Arhimede .

Trieste

Profesorul Piccard lucra la proiectul FNRS 3 când în 1952 a primit o propunere de la industriașii italieni de a construi un alt batiscaf. Neînțelegerea crescândă care s-a stabilit între marina franceză și profesor, îl decide să accepte. Auguste Piccard conduce construcția unui nou submersibil numit Trieste în onoarea orașului italian care găzduiește proiectul. Acest batiscaf este finanțat de Italia și Elveția .

Sfera, de formă identică cu cea a FNRS 2 , este forjată la siderurgia „Società per l'Industria e l'Elettricità” din Terni ( Italia ). Flotorul din oțel moale este construit de „Cantieri Riuniti dell 'Adriaco” din Trieste. Are o formă cilindrică cu arcuri la capete. Lungimea sa este de 15,10 metri și diametrul său de 3,50 metri. Cele treisprezece tancuri ale sale, inclusiv un rezervor de cădere, pot conține 110 metri cubi de benzină. Arcurile servesc drept camere de aer pentru a îmbunătăți flotabilitatea suprafeței. Învelișul exterior are o grosime de 5 milimetri, iar pereții despărțitori interiori sunt din fier ondulat de 3 milimetri. Greutatea sa este de 15 tone. Flotorul este străbătut de un coș de acces la sfera care duce la un chioșc cubic. Este echipat cu o placă centrală și chile interne. Întregul batiscaf este asamblat de „Navalmeccanica” din Castellammare di Stabia ( Italia ).

Primele teste au fost efectuate cu ajutorul marinei italiene în vara anului 1953 . O primă scufundare profundă îi duce pe Auguste Piccard și pe fiul său Jacques la 1.080 de metri. Câteva zile mai târziu,30 septembrie 1953, Trieste ajunge la 3.050 de metri de insula Ponza . Aceasta este ultima scufundare a profesorului care acum va lăsa fiul său pilotajul batiscafului. În anii 1954 și 1955 , Piccards a îmbunătățit submersibilul, dar din cauza lipsei de resurse, nu a fost efectuată nici o scufundare profundă. În 1956 , fondurile elvețiene și ajutorul marinei italiene au făcut posibilă reluarea scufundărilor profunde. În acest moment, Marina Statelor Unite a început să se intereseze de Trieste . A fost semnat un acord cu ONR (Office of Naval Research, SUA) pentru utilizarea în comun a batiscafului pentru sezonul 1957 . La sfârșitul acestei fructuoase campanii, în 1958 a fost semnat un nou acord . Trieste este transferat la US Navy și Jacques Piccard păstrează controlul asupra sariturile. Încărcat pe o navă de transport, batiscaful ajunge la San Diego , California . În 1959 , Trieste a efectuat câteva scufundări, dar mai ales a fost modificat pentru o scufundare în tranșeaua Mariana .

Obiectivul fiind atingerea a 11.000 de metri adâncime, elementul esențial pentru schimbare este sfera Terni . O nouă sferă este făcută de Krupp . Incapabilă să transforme două emisfere, firma germană forjează sfera în trei părți: un inel și două capace. Cântărește 13 tone. Grosimea sa este de 12 centimetri întărită la 18 centimetri în jurul hublourilor. Diametrul interior este de 1,94 metri. Este amenajat de „Atelierele de construcții mecanice” din Vevey ( Elveția ). Pentru a compensa greutatea noii cabine și balastul suplimentar, plutitorul este prelungit la 17,60 metri, aducând volumul de combustibil la aproape 130 de metri cubi.

Scufundare istorică a 23 ianuarie 1960 : Șanț Mariana, −10.916 metri.

În octombrie 1959 , batiscaful Trieste, echipat cu noua sa sferă, a fost transportat cu marfă la baza navală din Guam, în apropierea șanțului Mariana . Testele l-au condus la înregistrarea adâncimilor de 5.530 și 7.025  metri . În ciuda deplasării unuia dintre capace, Trieste reparat este considerat potrivit pentru scufundări. Remorcat timp de patru zile către locul Challenger Deep , o depresiune de șapte pe doi kilometri despre care se știe că este posibil cel mai adânc loc de pe pământ, Trieste a fost pregătit rapid de Jacques Piccard și locotenentul Don Walsh . 23 ianuarie 1960la 8  h  23 , batiscaful a părăsit suprafața, a ezitat pe termoclinele superficiale, apoi a coborât cu o viteză de un metru pe secundă. Curenții, deci deriva, sunt necunoscuți. Pentru siguranță, viteza este redusă la 60 de centimetri pe secundă la opt mii de metri, apoi la 30 de centimetri pe secundă sub nouă mii de metri. La 13  h  6 , Trieste se așează pe fundul șanțului Mariana. Presiunea este de 1.156  atmosfere  ; calculul oferă o adâncime de 10.916 metri la plus sau minus cincizeci de metri. Un pește trece pe lângă hublou. Acest lucru confirmă faptul că viața evoluată există adânc în oceane. Jacques Piccard și Don Walsh, cei mai profuni doi oameni din lume, observă și realizează programul de experimente planificat. O jumătate de oră mai târziu, aruncând foc, echipajul a început ascensiunea. Viteza crește treptat pentru a ajunge la 1,5 metri pe secundă. La 16  h  56 , Trieste este din nou la suprafață.

După aceste înregistrări de scufundări, Trieste a fost re-echipat cu sfera Terni , condamnându-l să nu mai depășească 4.000 de metri. A luat parte la căutarea submarinului nuclear american USS  Thresher  (SSN-593) scufundat în Atlanticul de Nord, apoi a fost dezafectat în septembrie 1963 pentru a face loc Trieste II .

The Arhimede

Succesul și fiabilitatea FNRS 3, precum și interesul manifestat de oamenii de știință în studiul fundului mării aduse i- au determinat pe comandantul Georges Houot și pe inginerul maritim Pierre Willm să ia în considerare construirea unui nou dispozitiv în 1955.: va trebui să poată ajunge cele mai adânci funduri ale planetei (11.000 de metri în tranșeaua Mariana , Pacific ), să fie mai manevrabile pentru a putea fi tractate mai ușor și pentru a oferi mai mult spațiu oamenilor de știință.

În noiembrie 1955, membrii comitetului batiscaf și-au exprimat dorința ca această mașină să fie construită. Marina îi cere apoi lui Willm și Houot să studieze un proiect preliminar și să cuantifice costul construcției. În 1958, după ce au fost colectați banii necesari (cu participarea Belgiei datorită profesorului Dubuisson), construcția a fost lansată la Toulon .

Noul batiscaf, numit inițial B 11.000 (B pentru Bathiscaf), deoarece putea ajunge la adâncimi de 11.000 de metri, a fost numit în cele din urmă „Arhimede” și lansat pe28 iulie 1961.

Caracteristicile sale sunt următoarele: lungime 22,1 metri, lățime 5 metri, înălțime 8 metri; sfera are un diametru interior de 2,10 metri, o grosime de 15 centimetri și are 3 hublouri, plutitorul are 20 de rezervoare de combustibil ( 171.000  litri) și un rezervor de combustibil aruncabil ( 3.700  litri).

Barja marinei franceze Marcel Le Bihan asigură implementarea și sprijinul Arhimedei .

Comandantul Houot comandă ceea ce acum se numește „grupul batiscafelor”.

După teste satisfăcătoare în Mediterana, apare alegerea fundului mării pentru a testa dispozitivul la adâncimi mari. Din motive bugetare și politice, se concentrează pe tranșeaua Kuril, din nordul Japoniei. Într-adevăr, o navă oceanografică sovietică detectase acolo o adâncime de 10.500 de metri (în realitate se va observa că adâncimea nu depășește 9.500 de metri).

15 iulie 1962Houot și Willm efectuează prima scufundare profundă a lui Arhimede . Au lovit fundul la 9.200 de metri și au stat acolo 3 ore.

În zilele următoare, au avut loc alte scufundări de testare, dintre care una a făcut posibilă atingerea unui fund la 9.500 de metri.

Acum, Arhimede este operațional și poate fi apoi utilizat în mod regulat pentru cercetări științifice.

Din 1962 până în 1974, Arhimede a efectuat 208 scufundări operaționale pe câmpiile abisale și în marile gropi ale globului (Mediterana, Japonia, Puerto Rico, Grecia, Madeira și Azore). De Arhimede a fost primul pilotat de comandantul Houot (65 scufundările), apoi de către ofițerii doilea O'Byrne, de Froberville (care în 1970 a preluat comanda Groupe des bathyscaphes), de Guillebon și Harismendy). 38 de cercetători din diverse discipline și naționalități au putut să se scufunde pentru a derula programe științifice.

În 1974, Arhimede a participat la Operațiunea FAMOUS (French-American Mid-Ocean Undersea Study), o expediție franco-americană pentru explorarea geologiei creastei mijlocii a Atlanticului.

Trieste II

După prima campanie plonjeaza Trieste pe epava Tresher în 1963, un nou float este construit în 1964 și batiscaf și actualizate , dar încă echipate cu sfera Terni este botezat Trieste al II - lea , el a revenit la serviciu la 1 st iunie 1964. Operațională performanțele sunt totuși atât de slabe încât în ​​1966, Marina decide să înlocuiască atât sfera, cât și plutitorul. Noua sferă este calculată să coboare la 6000 de metri. Cu o deplasare de 300 de tone, această nouă versiune a lui Trieste II îl va face cel mai mare batiscaf construit vreodată. Utilizat exclusiv de Marina pentru propriile nevoi, va fi numit DSV-1 după marea reparație din 1970. Printre altele, a recuperat în 1972 un film dintr-un satelit spion KH-9 la aproape 5.000  m adâncime. Aparținând grupului 1 de dezvoltare submarină (SUBDEVGRU 1) până în 1980, va fi retras definitiv din serviciu în 1983. Cele trei versiuni ale Triestei vor efectua în total 50 de misiuni științifice, restul activității lor fiind militară.

Locuri de expoziție

Batiscaf Muzeu Oraș Țară Specificități  
FNRS 2 Acest batiscaf nu mai există.  
FNRS 3 Turnul Regal Toulon Franţa  
Trieste Muzeul Marinei SUA Washington DC Statele Unite ale Americii cu sfera Krupp . Sfera Terni este expusă în apropiere
Arhimede Orașul Mării Cherbourg-en-Cotentin Franţa  
Trieste II Muzeul Naval Submarin Keyport (statul Washington) Statele Unite ale Americii Ultima versiune cu sfera de 6.000 de metri

Cronologie

Note

Vezi și tu

Articole similare

linkuri externe

Bibliografie

Note și referințe

  1. Jean-Luc Goudet, „Acum  50 de ani, Jacques Piccard în adâncurile lumii  ” , pe Futura ,23 ianuarie 2010(accesat la 6 februarie 2015 ) .
  2. Este un fel de versiune subacvatică a balonului care permite explorarea verticalității prin mijloace hidrostatice .
  3. „  A Record Dive  ” , pe Rolex (accesat la 6 februarie 2015 ) .
  4. „  Campania FAMOASĂ: Operațiunea Faimoasă, deja de treizeci de ani.  » , Pe Ifremer .fr (consultat la 6 august 2009 ) .
  5. (în) "  O zebră a stației de gheață subacvatică: recuperarea unei capsule prin satelit spion secret de la 16.400 de picioare sub Oceanul Pacific  " , pe Agenția Centrală de Informații ,2012(accesat la 6 februarie 2014 ) .
  6. (în) „  Vehicule de scufundare profundă  ” ,6 martie 1999(accesat la 6 februarie 2015 ) .
  7. (în) „  Trieste II  ” , despre Comanda istoriei și patrimoniului naval ,8 aprilie 2014(accesat la 6 februarie 2015 ) .
  8. Jean Jarry , Aventura batiscafelor. : Marinari, ingineri și oameni de știință în marea cea mai adâncă , Éditions du Gerfau,17 aprilie 2003, 305  p. ( ISBN  978-2-914622-22-6 , prezentare online ) , p.  131-141.
  9. (în) „  Deepsea Challenge  ” pe Deepsea Challenge (accesat la 11 septembrie 2014 ) .
  10. "  Cameron, Fossett, Branson: cine sunt acești milionari extrem de aventuroși?"  » , La La Dépêche ,26 martie 2012(accesat la 6 februarie 2015 ) .
  11. (în) Stephanie Fitzherbert, „  Cel mai profund submarin de scufundare din istorie, expediția Five Deeps cucerește Challenger Deep  ” pe https://fivedeeps.com/