On est où ? Position et environnement

Il s’agit bien sûr de connaître la latitude et la longitude. Il est hors de question de faire confiance au GPS... Le système global de navigation repose sur des gyromètres et une horloge précis et stables. Comme partout, les parties mobiles disparaissent. La toupie du gyroscope de l’Inflexible, suspendue dans le vide, aurait mis vingt ans à perdre la moitié de sa vitesse ; le laser a pris la place. C’est même plus simple que faire le plan d’un appartement en y promenant son téléphone portable muni de ses seuls capteurs inertiels (ça marche !). L’estime est éventuellement recalée par des visées sur les étoiles¹. A cause de la flexion de la coque du sous-marin et de la suspension des équipements, le cap n’est pas le même en tout point et doit donc être transmis à bord par une référence optique unique.

L’immersion optimale dépend de la propagation acoustique (voir l’article du SHOM). On a le droit de penser que l’immersion idéale est la même pour tous les sous-marins, et donc que les possibilités de rencontre sont beaucoup plus élevées que ce que laisse supposer le volume énorme de l’océan.

Enfin la cartographie des fonds est utile non seulement pour se localiser, mais aussi pour éviter de heurter un mont sous-marin.

On est où ? USS San Francisco après impact sur un mont sous-marin : 300 M$ de frais (photo US Navy)

Y’a quelqu’un ? Plus fort que les pigeons

Les sonars des sous-marins, avec leurs antennes d’étrave, latérales, et remorquées pour les basses fréquences, ne donnent (presque²) que l’azimut de bruits dont il faut attribuer l’origine. Pour savoir la distance, il faut trouver une solution (que demande avec empressement le commandant dans tous les films de sous-marins : «vous avez une solution ?») vraisemblable de trajectoire du bruiteur. Si le sous-marin et le bruiteur sont en trajectoire rectiligne uniforme, l’azimut varie en arc tg (V1t – V2t) et la distance est parfaitement indéterminée. Il faut donc que le sous-marin change son vecteur vitesse, de la même façon que les pigeons avancent la tête de manière saccadée et voient ainsi en relief d’un seul œil. Bien sûr le bruiteur en fait autant, ce qui complique un peu l’algorithme et ralentit la convergence. Le problème est tellement intéressant que lors des premières missions du Triomphant il y avait à bord trois algorithmes concurrents, par l’équipe scientifique de la marine, par le concepteur du système de combat et par l’équipementier du sonar, chacun se sentant le mieux placé pour juger. Ensuite, il faut bien sûr savoir de qui il s’agit : c’est la fonction classification qui distingue la faune et trie bâtiments de surface et sous-marins selon leur type.

L’effort de R&D dans le domaine des sonars a été considérable, de l’ordre de dix milliards d’euros, d’abord au sein de laboratoires étatiques puis dans l’industrie. Les traitements et les stockages en mémoire ont suivi les capacités informatiques, avec vingt-cinq ans d’avance sur les radars si on suit la loi de Moore appliquée au rapport des vitesses. A titre anecdotique, on envisageait avant 1990 de développer pour les SNLE un grand écran qui aurait coûté l’équivalent de quelque 10 M€ et qu’on trouve aujourd’hui à moins de 100€...

La marine américaine, décidément plus riche, a pu s’appuyer sur des réseaux de détecteurs fixes posés au fond de l’océan, par exemple barrant la sortie de la mer de Norvège, qui présentaient l’avantage de ne générer aucun bruit propre.

Y’a quelqu’un ? L’abordage est la cause de la plupart des accidents sous-marins. C’est le stress de la reprise de vue, soulagé quand un tour de périscope montre une mer vide, ou l’incertitude d’une course à grande vitesse (et donc en aveugle) pour aller secourir un voilier en détresse... Et on ne peut diffuser ici, pour des raisons évidentes de confidentialité, une photo illustrant la rencontre entre le Triomphant et le Vanguard…

Y’a quelqu’un ? Sonar d’étrave du Terrible

Allo ?

Comme les ondes acoustiques, les ondes radio se propagent mieux dans l’eau à très basse fréquence : VLF, voire ELF, donc débit très faible, et de grandes antennes.

A terre les antennes sont donc forcément immenses : c’est le cas de l’émetteur de Rosnay qui couvre 2 km2 et dont le mât central fait 350 m, ou jusqu’en 2001 de l’antenne traînée derrière un Transall comme moyen d’ultime secours, et aujourd’hui portée par un ballon captif (Syderec, système de dernier recours, et bientôt Syderec Naval Group)... sans compter les réseaux sécurisés de liaison avec ces émetteurs. En mer aussi les antennes sont longues, traînées à proximité de la surface.

La question est aussi un enjeu de la maîtrise de compétence industrielle : lorsque Thales a voulu céder ses activités d’émetteurs de télévision, il a fallu détourer les quelques spécialistes qui en faisaient l’application aux émetteurs stratégiques, pour les maintenir hors de l’activité cédée³.

Les infrastructures sont énormes, il faut plusieurs dizaines de fois un effectif de SNLE pour communiquer avec lui.

Ces trois questions échappent aux travers classiques du choix des équipements : l’innovation comme seule vertu, la recopie de l’assiette du voisin, la crédulité («vu à la télé»), l’influence de visiteurs du soir... et sont essentiellement militaires, ce qui distend les liens avec le civil, dont l’observation est moins naturelle donc plus nécessaire.

Allo ? Antenne triple bloquée sur le Saphir et bouée radio (photo DP)

Les sous-marins, pourquoi ça marche quand même ?

Commençons par deux questions simples avant d'aborder les questions de fond.

Pourquoi un sous-marin est long ?

L’intuition pousse à penser que les sous-marins sont longs pour mieux avancer dans l’eau. Il n’en est rien : à déplacement égal, un sous-marin court «frotte» moins dans l’eau, est beaucoup plus manœuvrant. La difficulté est d’attribuer un volume à chaque spécialité en limitant les chevauchements, ce qui est d’ailleurs indispensable pour la tranche nucléaire : un sous-marin est long pour que chacun ait sa zone à bord sans gêner le voisin !

Pourquoi on ne coopère pas ?

Régulièrement, des rencontres avec les Britanniques mettent en évidence la nécessité de coopérer dans le domaine : un peu, lorsqu’il s’agit d’ouvrir les achats d’équipements, ou plus, selon les intentions du traité de Lancaster. L’impression curieuse chaque fois est qu’après une première ouverture, les possibilités s’amenuisent, après mûre réflexion très certainement partagée avec d’autres partenaires...

Le mystère du calendrier tenu

Les exemples de tentatives ou de programmes chaotiques ne manquent pas : Taïwan a dû renoncer à acheter des sous-marins diesel aux USA, qui avaient perdu la capacité de les réaliser ; les Collins de la marine australienne ont fortement déçu par leur niveau de bruit ; notre projet de SNA pour la Canada n’a pas abouti ; les S80 espagnols, issus d’une coopération mal équilibrée avec DCNS, ont subi de lourds retards ; les Britanniques ont dû faire appel in extremis à une assistance américaine.

Quand on regarde rapidement les courbes de dérive des calendriers des programmes d’armement (les diagrammes temps-temps, qui donnent l’évolution de la date d’arrivée prévue en fonction de la date à laquelle on fait la prévision) les SNLE sont une exception remarquable : ce n’est pas normal, il y a une recette cachée. Les sous-marins sont une anomalie : les conditions objectives sont réunies pour que cela ne tourne pas rond. Or – au moins pour les SNLE, les promesses sont tenues. Il y a plusieurs explications.

Des sous et une communauté

D’abord, on a effectivement mis en place le financement (du milliard d‘euros, dans le cas des trois questions du titre). Ce n’est pas que l’argent coule à flots, mais il y a un certain respect des prévisions. Ensuite, les équipes qui travaillent sur les sous-marins, qu’il s’agisse de conception ou de réalisation, se connaissent, souvent avec des liens personnels et familiaux, ont un objectif commun, échangent et ne se nuisent pas mutuellement. La communauté est petite, et les efforts pour en faire partie sont récompensés par le droit d’écouter ou de raconter des histoires qui ne sont pas accessibles ailleurs : le commandant qui ne comprend pas pourquoi il n’arrive pas à prendre de l’immersion alors qu’il est échoué sur une plage ; une pointe (un angle de montée) telle, après une manœuvre discutable, qu’il faut ensuite en effacer soigneusement les traces. Autrement dit, le carriérisme, ici, c’est l’effort pour être considéré dans cette communauté, dont font partie les équipages embarqués.

On n’apprend bien qu’en embarquant

Cela donne aussi une culture de rigueur et la nécessité d’une connaissance de détail qui ne peut s’acquérir que par une expérience vécue à bord et partagée. Pour cette raison, il n’est pas réaliste de chercher à spécifier un sous-marin pour ensuite l’acheter. La DGA n’en a pas les moyens. Dit autrement, on ne peut pas se passer de Naval Group, non comme fournisseur mais comme partenaire.

Une priorité

Encore mieux, l’entrelacement des programmes concourant à la FOST, véritable Rubix Cube vérifié et mis à jour en permanence, se déroule sans incohérence. L’objectif partagé est le succès du programme, même au prix des entorses administratives (qu’on a vues dans les regrettables «affaires toulonnaises») qui ont accompagné la réalisation du Triomphant. Bref, la première priorité est le bon aboutissement, pas la fiche justificative.

En un mot, une passion partagée !

(1) Si on connaît bien la verticale, donnée par un l’équivalent d’un pendule de période 84 mn qui n’est pas influencé par de petits mouvements du support.

(2) Le site de détection, en plus de l’azimut, peut parfois donner la distance par calcul de la courbure des rayons acoustiques calculée à partir du profil de vitesse du son selon la profondeur (voir : on est où ?)

(3) C’est ici qu’intervient le COVID19, qui a montré que la solidarité internationale était toute relative : le seuil de déclenchement du contrôle des investissements étrangers dans les activités militaires est passé provisoirement de 25% à 10%.