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Décès de Pierre Willm, l’un des pères du bathyscaphe

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Histoire Navale

Alors qu’il allait fêter ses 92 ans, l’ingénieur français du génie maritime Pierre Willm s’est éteint, a-t-on appris en fin de semaine dernière. C’était l’un des pères du bathyscaphe, engin qui permit de réaliser les premières plongées humaines à grande profondeur et d'atteindre les points les plus bas des abysses. 

Né le 29 mars 1926 à Argenteuil, Pierre Willm, après avoir étudié au lycée Condorcet à Paris puis avoir intégré Polytechnique, entre en 1948 à l’Ecole du Génie Maritime. Il choisit la marine car celle-ci lui permet notamment, au cours de ses études, de réaliser un tour du monde avec le croiseur Jeanne d’Arc. Diplôme d’ingénieur en poche, en 1951, il rejoint rapidement la Direction des Constructions et Armes Navales (ancêtre de Naval Group) à Toulon. Il y succède à l’ingénieur André Gempp, connu pour son rôle dans les projets de sous-marins français d’après-guerre et le développement du SNLE Le Redoutable.

L'accord franco-belge en 1950

Pierre Willm va lui aussi faire sa carrière dans les objets oeuvrant sur la surface de l’eau, mais sans doute pas de la manière dont il l’avait imaginé au départ. Sa carrière prend un tournant décisif suite à un accord conclu quelques mois plus tôt entre Paris et Bruxelles. En octobre 1950, la Belgique, via son Fonds National de la Recherche Scientifique (FNRS) signe en effet une convention de partenariat avec la France, la Marine nationale et le CNRS étant chargés de reprendre l’aventure des engins d’exploration abyssale entamée dans le plat pays.  

On considère que celle-ci a en fait débuté avec deux Américains, le naturaliste William Beebe et l'ingénieur Otis Barton. Ils conçoivent à la fin des années 20 une sphère de 1.45 mètre de diamètre, suspendue à un câble, qui peut accueillir 2 personnes et accomplit 34 plongées scientifiques entre 1930 et 1934, atteignant la profondeur record pour l’époque de 920 mètres. Sur le même principe de cette « bathysphère », Barton réalise en 1949 un « benthoscope » et atteint les 1370 mètres. Mais l'engin est toujours retenu par un câble.

 

 

Auguste Piccard, l’inventeur du bathyscaphe

C’est au physicien suisse Auguste Piccard, professeur à l’université de Bruxelles et qui a inspiré au dessinateur Hergé le personnage de Tournesol dans Tintin, que l’on doit le tout premier bathyscaphe, un nom qu'il créée lui-même. L’homme, qui a battu en 1932 le record d'altitude (16.200 mètres) à bord d'une nacelle sphérique suspendue à un ballon (le FNRS I), réfléchit à un dirigeable sous-marin, dont il a en fait eu l'idée dès le début du siècle. Ses travaux avancent dans les années 30 grâce aux évolutions scientifiques mais sont interrompus par la guerre. Ils reprennent juste après et le conduisent à faire réaliser en 1948 cet engin d'exploration des grands fonds dont il rêvait. Comme son ancien ballon stratosphérique, il est baptisé FNRS II, en hommage au Fonds National de la Recherche Scientifique belge, qui lui apporte son soutien et finance ses projets. 

L’idée est d’utiliser le principe de la poussée d’Archimède en combinant une sphère en acier à haute résistance, où logera l’équipage, avec un flotteur plus léger que l’eau. Alors que la sphère est évidemment très lourde, Piccard décide de remplir le flotteur avec de l’essence, plus légère que l’eau et peu compressible. Pour augmenter son poids et donc plonger, le bathyscaphe remplace une partie du volume de ses ballasts par de l’eau de mer. Puis, une fois au fond, il largue du lest (essentiellement de la grenaille de fer) pour être plus léger et remonter à la surface. L’ensemble doit permettre une évolution autonome de l’engin.

Sur le FNRS II, la sphère, de 2 mètres de diamètre, est conçue pour résister à des pressions lui permettant de descendre à 4000 mètres de profondeur, avec une épaisseur d’acier de 9 centimètres et même de 15 près des deux hublots. Assemblé à Anvers, le premier bathyscaphe pèse 40 tonnes, dont 11 pour la sphère. Le flotteur accueille 30 m3 d’essence.

Essais aux Cap Vert en 1948

Les tests, réalisés à l’automne 1948 avec l’aide de la marine française, se déroulent au Cap Vert mais tournent court. L’engin, qui doit être remorqué par son bateau support, rencontre des problèmes, son flotteur étant finalement détruit par la houle. Au final, le premier bathyscaphe ne plongera qu’à 1380 mètres et sans sans personne à bord. «  Il a bien résisté à la pression mais l’engin était déchiqueté par la houle en surface. L’idée a été reprise par la Marine. Pourquoi ? Parce que le Commandant Cousteau qui commandait L’Elie Monnier (aviso transformé en bâtiment de recherches sous-marines, ndlr) à l’époque a ramené un rapport au Ministre de la Marine en disant : "Il faut que la France finisse cette belle aventure" et les belges ont été tout à fait d’accord », avait raconté Pierre Willm, dont les propos ont été rassemblés par la Cité de la Mer de Cherbourg. C'est maintenant à l'ingénieur français de transformer l'essai. 

 

Pierre Willm et Georges Houot ( © COLLECTION CITE DE LA MER)

 

Le tandem Willm/Houot

Suite à l’accord franco-belge de 1950, la Marine nationale et le CNRS prennent donc les choses en main, en collaboration d’abord avec le FNRS, propriétaire de la sphère (qui est récupérée), et du professeur Piccard en tant que conseiller technique. Il faut concevoir et réaliser un nouveau flotteur, plus robuste et adapté. L’engin va voir le jour à l’arsenal de Toulon et c’est Pierre Willm qui est nommé responsable du projet. Un autre nom sera indissociable de cette aventure, celui de Georges Houot (1917 – 1977), officier de marine qui devient commandant du bathyscaphe. Tous les deux, ils concevront, suivent la construction et opèreront le FNRS III, le CNRS s’occupant quant à lui de l’instrumentation scientifique du submersible.

 

Schéma de principe d'un bathyscaphe ( © IFREMER)

 

Le nouveau flotteur, long de 16 mètres pour 3.3 mètres de large, donne à l’engin une allure de sous-marin. Mais l’image est trompeuse. L’équipage ne loge pas dans la coque mais bien dans la petite sphère qu’elle porte et par laquelle les 2 hommes qu’elle peut accueillir accèdent via un puits qui débouche au niveau d’une "baignoire", petit kiosque installé sur la partie supérieure de l’engin. Reprenant le concept développé par Piccard, le flotteur comprend 13 réservoirs dont deux d'équilibrage et un de largage, 80 m3 d’essence étant stockés à bord. Avec la sphère, l’ensemble affiche un déplacement de 90 tonnes. Deux hélices de manœuvre permettent de petits déplacements sur le fond.

 

Mise à l'eau du FNRS  III ( © COLLECTION HOUOT)

Georges Houot descendant dans la sphère du FNRS III ( © COLLECTION HOUOT)

Pierre Willm dans la sphère du FNRS III ( © COLLECTION CITE DE LA MER)

 

Le FNRS III atteint 4050 mètres en février 1954

Mis à l’eau en mai 1953 à Toulon et baptisé FNRS III, il débute ses essais dès le mois suivant. Une première, à vide, permet d’atteindre 1500 mètres. Les trois suivantes, habitées, voient le bathyscaphe, avec Houot et Willm et à bord, descendre à 750 mètres, puis 1500 mètres et 2000 mètres en août. La France prend alors la pleine propriété de l’ensemble de l’engin, sphère comprise. Il est décidé à l’automne de le tester à sa profondeur maximale. Le 15 février 1954, au large de Dakar, le FNRS III connait ainsi son heure de gloire. Il plonge à 4050 mètres, un record mondial. « La terre est là, sous nos yeux, et nous fait oublier la colonne d’eau qui nous sépare de la surface ; 50.000 tonnes veulent écraser notre habitacle, mais nous nous en soucions peu ! », dit Pierre Willm. L’ingénieur et son compère le commandant Houot ont accompli leur mission, mais l’aventure ne se termine pas là.

 

L'Elie Monnier et le FNRS III ( © COLLECTION HOUOT)

 

Un projet italien concurrent avec Piccard

Une course internationale aux abysses s'est en réalité engagée. Piccard, qui a quitté le projet du FNRS III en 1952 suite à des relations difficiles avec la marine française, entreprend en effet de réaliser un autre bathyscaphe, avec le soutien de la Suisse et de l’Italie, cette dernière étant à l’origine de ce projet concurrent. L’engin de 125 tonnes est construit dans la ville de Trieste, dont il prend le nom, et débute ses essais à peu près au même moment que son homologue français, à l’été 1953. Piccard et son fils Jacques atteignent 3050 mètres de profondeur au large de Ponza. Le submersible est ensuite amélioré avec le soutien financier suisse et celui de la marine italienne, puis repris en 1958 par la marine américaine via l’Office of Naval Research.

 

Le bathyscaphe Trieste ( © US NAVAL HISTORICAL CENTER)

 

Les Américains s'offrent la fosse des Mariannes

Le Trieste est transféré aux Etats-Unis et modifié en 1959 afin de plonger dans la fosse des Mariannes. Pour cela, une nouvelle sphère, plus résistante, est commandée, sa réalisation étant confiée au groupe sidérurgique allemand Krupp. Le flotteur est quant à lui allongé et mesure plus de 17 mètres. Le déplacement passe à 150 tonnes. Ces transformations vont permettre au submersible de conduire la plongée historique du 23 janvier 1960, au cours de laquelle Jacques Piccard et Don Walsh atteignent le fond de la fosse des Mariannes et signent le record de plongée absolu : 10.916 mètres.

 

Jacques Piccard et Don Walsh à bord du Trieste ( © STEVE NICKLAS - NOAA COLLECTION)

 

Mais la sphère est déformée par cette expérience extrême et le Trieste ne replongera jamais aussi bas. Equipé d’une troisième sphère, il ne retournera qu’à 4000 mètres. Un nouvel engin, le Trieste II (300 tonnes), voit le jour en 1964. Conçu pour descendre à 6000 mètres, il est employé peu après sa mise en service dans les recherches de l'épave du sous-marin nucléaire d'attaque USS Tresher, disparu l'année précédente en Atlantique. Modifié et rebaptisé DSV-1 en 1970, il est désarmé par l’US Navy en 1983 et restera comme le plus gros bathyscaphe jamais construit. Son record de plongée est de 6060 mètres, réalisé en juin 1973 dans les fosse des Caïmans. 

 

Le bathyscaphe Trieste II ( © US NAVAL HISTORICAL CENTER)

 

Le FNRS III désarmé en 1960

Le FNRS III, dont le record de 4050 mètres signé en 1954 par Houot et Willm aura tenu six ans, est quant à lui désarmé en 1960 après avoir réalisé quelques 80 plongées opérationnelles. Il a été conservé et restauré en 2005 grâce au mécennat de Naval Group, l'engin étant installé dans les jardins de la Tour Royale, à Toulon.

 

Le FNRS III exposé dans les jardins de la Tour Royale à Toulon ( © MER ET MARINE - JEAN-LOUIS VENNE)

 

 

L’Archimède

La France ne s’est néanmoins pas arrêtée là puisqu’elle réalise ensuite un second bathyscaphe, l’Archimède, engin de 200 tonnes et 22 mètres de long (pour 5 de large et 8 de haut) mis à l’eau à Toulon le 28 juillet 1961. Le tandem Willm/Houot est toujours à la manœuvre, l’ingénieur revenant dans l’arsenal varois spécialement pour conduire ce projet, après une « pause » entre 1955 et 1958, où il a travaillé à la conception de sous-marins au Service Technique des Constructions et Armes Navales.

 

Maquette du projet B 11000 ( © COLLECTION CITE DE LA MER)

Mise à l'eau de l'Archimède en juillet 1961 ( © COLLECTION HOUOT)

 

Avec l’Archimède, d’abord nommé « B 11000 » en référence à la profondeur qu’il doit atteindre, l’enjeu technique est énorme. Mais l’argent ne vient pas immédiatement. « Le dessin, je dois le dire, je l’ai fait en grande partie le dimanche après-midi et les fonds ont été déclenchés grâce à un chèque d’un million de francs belges c’est-à-dire 7 millions de centimes versés au compte du CNRS pour le bathyscaphe 11000 », expliquait Pierre Willm. Une nouvelle fois, la Belgique, via le professeur Dubuisson, joue donc un rôle crucial.

La course avec les Etats-Unis

Ce projet est porté par l’intérêt du monde de la recherche pour l’étude des grands fonds marins, le nouveau bathyscaphe devant offrir plus d’espace pour permettre aux scientifiques de travailler dans les meilleures conditions possibles. Mais l’Archimède va aussi devenir une question de prestige pour la France et sa marine, qui veulent atteindre le point le plus profond du globe. Une course s’engage avec les Etats-Unis et le Trieste modifié. Réalisée par les Ateliers et Forges de la Loire, la sphère de l’Archimède, avec un diamètre intérieur de plus de 2 mètres, est conçue pour pouvoir plonger à 11.000 mètres. Elle compte 3 hublots, l’épaisseur de l’acier atteignant 15 centimètres. Le flotteur compte 20 réservoirs pour plus de 170.000 litres d’essence, ainsi qu’un réservoir d’essence largable de 3700 litres.

 

L'Archimède au Japon en 1962 ( © COLLECTION CITE DE LA MER)

 

La fosse des Kouriles en juillet 1962

Le 15 juillet 1962, l’Archimède, remorqué par la gabarre de haute mer Marcel Le Bihan, qui lui est dédiée, est positionné au large du Japon. Houot et Willm atteignent la profondeur de 9200 mètres. Dans les jours qui précèdent et jusqu’à la remontée, la tension était importante. Car les deux hommes, une fois de plus mais maintenant à des profondeurs titanesques et sans le moindre droit à l’erreur, partent pour repousser des limites. Ce qui a réclamé non seulement des compétences, mais aussi, on a tendance à l’oublier, une bonne dose de courage. L’ingénieur confia d’ailleurs, plus tard, qu’il n’était pas fier avant la plongée : « Sur l’Archimède, je n’ai pas dormi la nuit qui a précédé la plongée à 9200 mètres. J’avais peur parce que c’était plus profond et que j’étais plus âgé. J’avais mes quatre enfants qui m’attendaient à la maison… » Cette première plongée à très grande profondeur de l’Archimède est une réussite et, rapidement, les Français cherchent à descendre plus bas. Le 25 juillet, le bathyscaphe atteint les 9545 mètres avec à son bord Henri-Germain Delauze, alors responsable du Laboratoire des Bathyscaphes du CNRS et qui fonda en parallèle la Comex l’année précédente, le professeur japonais Tadayoshi Sasaki et le lieutenant O’Byrne.

 

L'Archimède lors de la campagne de la fosse des Kouriles en 1962 ( © COLLECTION CITE DE LA MER)

 

Plus de 200 plongées en 12 ans

L’Archimède ne pourra faire mieux et donc égaler ou battre le record des Américains avec le Trieste. En effet, alors que des études océanographiques laissaient penser que la fosse choisie, celle des Kouriles, était plus profonde que celle des Mariannes, ce n’est finalement pas le cas. Si le bathyscaphe français ne peut donc s’offrir le record du monde de plongée habitée, il se distinguera en revanche par son extrême fiabilité puisqu’il réussira plus de 200 plongées jusqu’en 1974, dont 139 entre 1962 et 1970. Du Japon aux Açores, en passant par Porto Rico, Madère ou encore la Grèce, le submersible achève sa carrière avec l’opération Famous (French-American Mid-Ocean Undersea Study), expédition scientifique franco-américaine conduite en 1973 et 1974 sur la dorsale médio-atlantique. 

 

L'Archimède ( © COLLECTION CITE DE LA MER)

 

La fin des bathyscaphes

L’aventure des bathyscaphes s’achève en 1983 avec l'ultime plongée du DSV-1 américain. Ils ont permis d'atteindre l'inaccessible mais ils ne sont pas sans présenter d'importantes contraintes. « Au total, l'engin est lourd et volumineux. Il ne peut être embarqué, mais doit être remorqué jusqu'au lieu de plongée. Et au fond, il s'avère peu manoeuvrant. Enfin, il faut par exemple pour l'Archimède, 19 tonnes de grenaille à chaque plongée profonde, 2 jours pour refaire tous les pleins, et un retour au port toutes les 3 plongées », explique l’Ifremer. Les évolutions technologiques, avec l’arrivée de nouveaux matériaux (titane, mousse syntactique), mais aussi des ambitions moins grandes en termes de profondeurs à atteindre, vont voir le développement de sous-marins spécialisés. Plus légers et maniables, ils peuvent être embarqués sur des navires, ce qui facilite leur déploiement. L’essor considérable de la robotique ouvre également de nouveaux horizons à la recherche scientifiques et aux opérations commerciales en mer.

La Cité de la Mer gardienne de la mémoire des pionniers

Comme le FNRS III, l’Archimède a lui-aussi été conservé. Le 21 juin 2001, Pierre Willm assiste à l’installation du bathyscaphe dans la Cité de la Mer de Cherbourg, qui ouvre ses portes au public moins d’un an plus tard. Il y reviendra plusieurs fois, entre 2007 et 2014, dans le cadre de nouvelles expositions ou d’évènements organisés par la Cité de la Mer pour mieux faire connaitre au grand public l’incroyable aventure de la conquête des abysses.

 

Pierre Willm devant l'Archimède après son installation à Cherbourg ( © COLLECTION CITE DE LA MER)

 

Les bathyscaphes et les pionniers qui les ont imaginés, les ont construits et les ont opérés, auront permis à l'homme d'accéder aux grands fonds, un véritable exploit technique et humain, resté gravé dans la mémoire de Pierre Willm : « J’ai été conquis par cette atmosphère des grands fonds parce que même devant Toulon, les essais en 1954, c’était miraculeux ! Nous étions les premiers. C’est un peu comme la découverte d’un sommet vierge dans les Alpes ». Les Alpes ou peut-être même l’espace car il faut se rappeler que l’homme n’a marché sur la Lune, avec Neil Armstrong le 21 juillet 1969, que quelques années seulement après être parvenu à atteindre le plus profond des océans. D'où, d'ailleurs, le terme "Océanaute", qui caractérise bien le défi que ces hommes, tout comme les astronautes, ont réussi à relever. 

Cette épopée, qui a permis de faire progresser la connaissance de ces zones extrêmes, s'est ensuite poursuivie avec des sous-marins scientifiques plus modernes, habités ou non, comme le Nautile de l'Ifremer, capable de plonger à 6000 mètres.

 

Le Nautile ( © IFREMER - OLIVIER DUGORNAY)

 

Quant à la fosse des Mariannes, il faudra attendre mars 2012 et une expédition financée par James Cameron pour que l’homme y retourne. Le réalisateur américain, lors d’une plongée en solitaire à bord du sous-marin Deepsea Challenger, se pose sur le fond, à 10.908 mètres de profondeur. 

 

 

Le rêve de la « maison sous la mer »

Alors que le commandant Houot prend sa retraite en 1970 et décède 7 ans plus tard, Pierre Willm va poursuivre sa carrière  à partir de 1963 à l’Institut Français du Pétrole, où il est chargé du programme « Marine ». Ce dernier vise à mettre au point de nouvelles techniques de prospection et d’exploitation des gisements sous-marins d’hydrocarbures. Déjà, des robots télé-opérés voient le jour mais l’intervention humaine est encore indispensable.

Le concept de maison sous la mer, imaginé par le Centre d’Etudes Marines Avancées créé par Jacques-Yves Cousteau, séduit l’IFP, qui décide de concevoir et réaliser en coopération avec le CEMA une structure de ce type. C’est le projet Argyronète, du nom d’une araignée aquatique tissant sous l’eau une cloche de soie qu’elle remplit d’air. Il s’agit de créer un engin autonome et autopropulsé, à bord duquel peuvent vivre des plongeurs à saturation et qui est en même temps un sous-marin classique dont l’équipage vit sous pression atmosphérique normale. Pierre Willm et l’équipage du CEMA conçoivent un submersible pouvant permettre à 4 océanautes de vivre et de travailler à 600 mètres de profondeur pendant 8 jours.

 

Le SAGA devant Marseille ( © COLLECTION CITE DE LA MER)

 

De l’Argyronète au SAGA

Sous la direction de Pierre Willm, la construction de l’Argyronète débute en septembre 1968, le projet étant financé par l’IFP et le Centre National pour l’Exploitation des Océans (CNEXO). Cet organisme public, qui deviendra plus tard l’Ifremer, est désigné pour en assurer la gestion et l’entretien, les industries pétrolières devant pour leur part l’utiliser pour des missions offshore. Mais trois ans plus tard, alors que le coût du projet a entretemps augmenté, le gouvernement décide de suspendre la construction de l’Argyronète.

L’idée ne sera reprise qu’en 1982 par la Comex et l’Ifremer, Pierre Willm faisant de nouveau partie de l’aventure. Le projet donne naissance au Sous-marin d’Assistance à Grande Autonomie (SAGA), mis à l’eau à Marseille le 16 octobre 1987. En mai 1990, il bat le record de profondeur d’intervention depuis un sous-marin, en déployant un plongeur à 317 mètres sous la surface de l’eau. Un exploit qui passe cependant assez inaperçu mais, comme le rappelle la Cité de la Mer, « constitue néanmoins une étape importante dans la conquête des profondeurs ». La carrière du SAGA sera en fait de très courte durée, faute de crédits pour poursuivre son exploitation, qui s’arrête dès la fin de l’année 1990.

Au cours de sa carrière à l’IFP, dont il prendra sa retraite en 1997, Pierre Willm travailla sur de nombreux autres projets, notamment des plateformes semi-submersibles pour la mer du nord, ou encore un engin télécommandé capable de faire de l’observation et de la télémanipulation. Surnommé « Télénaute », il sera utilisé lors de la recherche du sous-marin Minerve, perdu corps et bien au large de Toulon en 1968 au large de Toulon.

 

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