Les performances atteignables de tous les navires militaires sont calculées avant leur construction à partir de maquettes. Les essais, une fois validés, sont complétés par ceux, à la mer, du bâtiment de surface ou du sous-marin.
Ce processus a été présenté à la presse le 8 octobre 2021 au Val-de-Reuil par l’ingénieur en chef de l’armement Laurent Le Saint, directeur du Centre d’expertise et d’essais DGA Techniques hydrodynamiques (CDGA TH). Ce centre étudie aussi les évolutions ou refontes des navires tout au long de leur vie.
Les spécificités navales. A l’inverse des programmes aéronautiques et terrestres, il n’existe pas de prototype pour les essais de programmes navals. La grande complexité et la durée de construction d’un navire impliquent que le premier de la série doit être immédiatement utilisable. Il s’agit de calculer la résistance à l’avancement du navire, à savoir les forces qui s’opposent à son déplacement, en vue d’atteindre la vitesse maximale souhaitée. L’étude de sa « manœuvrabilité » porte sur l’efficacité des manœuvres des navires de surface et la sûreté de la navigation des sous-marins. Celle de sa « tenue à la mer » porte sur sa stabilité et l’intégrité de ses structures. L’expertise de CDGA TH inclut : la conception des propulseurs qui détermine les « signatures hydroacoustiques » ; le lancement d’armes (missiles) hors charge explosive ; les corps remorqués (sonars) ; la fabrication des maquettes ; l’informatique scientifique. Hors construction, un navire nécessite 40 % d’études numériques, 15 % d’expertise, 40 % d’essais sur maquette et 5 % d’essais à la mer. Le CDGA TH dispose de 12.000 cœurs de calcul pour : mettre en place des lois d’extrapolation entre essais sur maquettes et performances attendues à l’échelle réelle ; déterminer la meilleure forme de coque, selon la discrétion attendue, la minimisation de la puissance du navire ou celle de son coût de fabrication. Ainsi, la modélisation du comportement d’un sous-marin porte sur les missions, changements de cap, avaries éventuelles des gouvernails et possibilités de manœuvre selon l’état de la mer.
Les moyens techniques. Phénomène bruyant et corrosif, la « cavitation » produit des petites bulles d’air sur les pales d’une hélice tournant dans l’eau à grande vitesse (photo, en haut à droite). Phénomène identique dans le sillage d’un navire, elle peut réduire l’efficacité de son gouvernail. La modification de la forme ou du nombre de pales de l’hélice compense la perte de poussée due à la cavitation ou améliore la discrétion d’un sous-marin. Le grand tunnel hydrodynamique du CDGA TH, semblable à une soufflerie, permet d’effectuer des essais et recherches sur la cavitation et le bruit rayonné par une hélice ou celui d’un écoulement. La cuve à houle sert à maîtriser l’environnement, le plus représentatif de la réalité, auquel va être soumis le navire. Long de 32 m et large de 10 m, elle génère des houles sur des maquettes de 1,5 m à 8 m de long de navires de surface ou à 1/20ème d’un sous-marin à faible immersion (photo, en haut à gauche). Des essais de houles, à différentes profondeurs, obliques, axiales, régulières, irrégulières ou cumulées, pendant 5 à 10 minutes, correspondent à 1 heure à la mer. Ils portent sur la stabilité avant et après une avarie de navire de surface, l’impact des vagues, de l’amarrage et de la tenue au mouillage. Le bassin de traction B 600, le plus grand d’Europe avec 545 m de long, 15 m de large et 7 m de profondeur, mène des essais de résistance, d’autopropulsion et de tenue à la mer en eau calme et sur houle de face ou arrière (photo, en bas).
Loïc Salmon
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