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Le sous-marin du futur selon Naval Group

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Pendant plus d’un an, les ingénieurs de Naval Group ont planché sur l’avenir des sous-marins. Un travail qui va au-delà du simple « concept ship » puisqu’il a été conduit comme n’importe quel programme réel. « C’est un vrai bateau qui a fait l’objet de vraies études. Toute notre ingénierie et nos experts systèmes ont été mis à contribution, avec comme pour un programme classique des revues d’études à chaque phase, même si elles étaient plus allégées que pour un bateau que nous nous apprêtons à construire. Le processus s’est achevé mi-octobre avec une revue de faisabilité. Aujourd’hui, nous savons que l’architecture retenue est complètement viable et que le sous-marin pourrait être construit. Il manque simplement la maturité de quelques briques technologiques, comme les batteries et certains matériaux, mais les axes de recherche en cours rendent ce projet crédible pour les années qui viennent », explique Stéphan Meunier, ancien sous-marinier français et officier programme du Barracuda, aujourd’hui directeur du marketing opérationnel de Naval Group.

Un bâtiment très large à l’hydrodynamisme très poussé

Ce sous-marin du futur a été baptisé SMX 31. Il s’agit d’un bateau d’environ 70 mètres et 3000 tonnes. Il se distingue par son design très original, faisant appel au bio-mimétisme. « Il rappelle un cachalot, c’est une forme hydrodynamique presque parfaite ». Par rapport aux sous-marins traditionnels, le massif a disparu et le bâtiment, aux lignes extrêmement fluides, est recouvert d’écailles en matériaux caoutchouteux qui intègrent différents capteurs. A l’arrière, l’unique hélice a disparu au profit de deux propulseurs latéraux.  Le SMX 31 est également un sous-marin dont la largeur est très importante. Elle atteint en effet 13 mètres, soit presque moitié plus que sa hauteur. On touche d’ailleurs ici l’une des ruptures architecturales de ce bateau. Contrairement aux sous-marins traditionnels, il n’est pas constitué d’une coque épaisse en forme de long tube, solution historiquement retenue car considérée comme la plus résistante à la pression en profondeur. Le SMX 31 abandonne cette approche puisqu’il est fait de plusieurs cylindres posés verticalement et reliés entre eux par des sas. Pour imager, on pourrait parler de plusieurs boites de camembert disposées les unes à côté des autres. Il en résulte une très grande robustesse et une nouvelle manière d’utiliser les espaces, comme la possibilité de poser plus facilement le bâtiment sur le fond marin.  

 

(© : NAVAL GROUP)

(© : NAVAL GROUP)

 

Se cacher dans un milieu maritime de plus en plus surveillé

« L’objectif de cet exercice qui a conduit au SMX 31 est d’imaginer les besoins opérationnels futurs. Pour cela, on se projette dans 20 ou 30 ans. Les océans seront alors largement contrôlés. Aujourd’hui déjà, on peut difficilement déplacer un bâtiment de surface sans être repéré. Dans deux ou trois décennies, il y aura non seulement des satellites, mais aussi des drones partout, en l’air, sur la mer et sous l’eau. Or, le nerf de la guerre demeure la surprise stratégique, ce qui implique de pouvoir se cacher.  C’est pourquoi on prédit un bel avenir aux sous-marins dans les opérations. Mais il faudra relever différents challenges pour faire face à l’évolution de l’environnement et notamment au meilleur contrôle des espaces maritimes ». Y compris sous l’eau, où les militaires s’attendent à voir se développer des réseaux sous-marins de surveillance constitués de senseurs posés sur le fond, l’instrumentation des réseaux de câbles sous-marins ou encore le développement de drones de surveillance, tels les planeurs sous-marins offrant une endurance considérable. Et il faudra bien entendu compter avec l’accroissement significatif des performances des sonars, qui augmenteront sensiblement les capacités de détection des sous-marins adverses.

Evolution des opérations vers le fond

Pour relever les défis que représenteront les opérations navales d’ici 2050, les concepteurs du SMX 31 se sont appuyés sur les cinq grands axes de recherche actuellement conduits par Naval Group : l’invulnérabilité du sous-marin, qui doit être le moins détectable possible ; l’intelligence avec l’appréhension d’une situation tactique de plus en plus complexe ; la connectivité avec d’autres plateformes et des centres à terre ; une gestion performante de l’énergie ; ainsi que la robustesse et l’endurance. Cette dernière devra être accrue, avec aussi, pressentent les militaires, le besoin d’évoluer plus vers le fond de la mer pour se cacher, voire de s’y poser sur des périodes plus ou moins longues afin de surveiller une zone en toute discrétion, recueillir des renseignements et les partager, notamment via des moyens déportés.

Emploi des drones et autres systèmes déportés

A cet effet, le bâtiment devra avoir d’importantes capacités de mise en œuvre de système autonomes. Il devra pouvoir abriter, entretenir et déployer différents types de drones (sous-marins, surface, aériens) avec des engins de tailles diverses selon les missions. Il lui faudra aussi être en mesure de mettre en place et récupérer, sur sa zone d’opération, des réseaux maillés intégrant différents capteurs : antennes de communication, systèmes acoustiques, moyens optiques… « On imagine que le sous-marin ou ses drones pourront déployer ces réseaux pour des durées variables, qui pourraient aller jusqu’à plusieurs mois, puis ensuite tout récupérer et repartir. Ces réseaux et l’emploi des drones en mode automatique ou piloté constitueront un système de senseurs qui augmentera considérablement les capacités de recueil d’informations et amélioreront grandement l’appréhension de la situation tactique. D’autant que ces systèmes s’appuieront sur le développement de l’intelligence artificielle pour aider les opérateurs. Au final, on estime qu’un sous-marin comme le SMX 31 pourrait surveiller une zone 10 fois plus étendue que ce que l’on fait aujourd’hui et que de tels sous-marins classiques dépasseraient en la matière les performances des bâtiments actuels à propulsion nucléaire ». Au final, le sous-marin pourrait donc se transformer en plateforme de déploiement de capteurs et de traitement de données, ses moyens déportés effectuant l’essentiel du travail pendant que le bateau, au centre de ce réseau, stationne dans les zones les plus propices pour se cacher.

Batteries externes et autonomie de 40 jours en plongée

Sous-marin à propulsion classique, le SMX 31 emploie une nouvelle génération de propulseurs et, comme source d’énergie, s’appuie sur des piles à combustible et des batteries de très fortes capacités dérivées de celles existantes employant la technologie lithium-ion. Pour gagner de la place et accroître les performances, les ingénieurs ont notamment imaginé des batteries stockées à l’extérieur de la coque épaisse, en reprenant certaines techniques de l’offshore, comme les bains d’huile. La capacité des batteries du SMX 31 est présentée comme six fois supérieure à ce qui existe aujourd’hui. « Le sous-marin a tellement d’énergie qu’il peut rester 40 jours sous l’eau à une vitesse de patrouille classique (de l’ordre de 6 nœuds, ndlr) ».

Garage à drones et forces spéciales

En matière de collecte des renseignements, le SMX 31 est équipé de senseurs très puissants et, comme on l’a vu, de nombreux moyens déportés. L’une des originalités du bâtiment réside dans l’intégration, à l’arrière, d’une soute à drones, capable d’accueillir des engins de différentes tailles, notamment des UUV de gabarit torpille ou autres. Cet espace est également doté d’un atelier afin d’en assurer la maintenance. Cette soute est aussi imaginée pour servir à abriter des véhicules destinés aux forces spéciales, comme des traceurs ou mini-sous-marins. Le déploiement des nageurs de combat et de certains robots se fait quant à lui via une ouverture sous le bateau, qui n’est autre qu’une « moon pool », là encore un concept éprouvé dans l’offshore et les opérations sous-marines. On notera que le SMX 31 fait la part belle aux opérations spéciales en offrant dans ce domaine des capacités très musclées. Il y a à bord des locaux dédiés pour les commandos et leur matériel, pas moins de 21 couchages étant prévus en plus de ceux de l’équipage.  

 

(© : MER ET MARINE / NAVAL GROUP)

(© : MER ET MARINE / NAVAL GROUP)

 

Jusqu’à 46 armes

Le garage à drones est partiellement mutualisé avec la soute principale pour l’armement, le SMX 31 étant conçu pour pouvoir embarquer jusqu’à 46 armes, ce qui est énorme. Il y a notamment là des torpilles lourdes, des missiles antinavire ou encore des missiles de croisière, avec bien entendu la possibilité de mouiller des mines. En plus de cette partie arrière, d’autres tubes sont situés à l’avant du sous-marin. Certains types de drones ou bouées, par exemple les engins perdables, pourront être logés à l’extérieur du sous-marin.

Le kiosque disparait

Pour ce qui est de l’invulnérabilité, qui commence par la discrétion, le SMX 31 joue comme on l’a vu de ses formes extrêmement fluides. Le massif, qui constitue un handicap face aux sonars actifs, disparait, permettant au passage d’améliorer l’hydrodynamisme. Un choix facilité par la nouvelle génération de périscopes non-pénétrants et de mâts optroniques, qui offriront bientôt une vision en temps réel à 360 degrés. Le sous-marin, qui en surface émerge de plusieurs mètres au-dessus des flots, notamment son arrête dorsale, conserve uniquement une fosse abritée - accessible par une trappe - que les marins ont seulement vocation à employer lors des manœuvres portuaires.

Couvert d’écailles conçues pour la discrétion et la détection

Les écailles ont par ailleurs un rôle majeur en matière de discrétion acoustique puisque ces tuiles sont constituées de matériaux de masquage qui absorbent les bruits intérieurs et extérieurs. L’objectif est de réduire au maximum les rayonnements du sous-marin, mais aussi d’accroître l’efficacité de senseurs. Avec dans ce domaine une avancée majeure puisque les traditionnels sonars font place à une toute nouvelle architecture acoustique. « Ces tuiles, qui recouvrent complètement le bateau, ont un double rôle, elles sont à la fois un élément de discrétion puisqu’elles sont faites d’un matériau amortissant et sont en même temps un senseur. Chaque tuile intègre en effet des capteurs interconnectés, qui se répartissent donc tout autour du bateau et améliorent les capacités de détection ».

Un équipage réduit à 15 marins

Bateau intelligent, le SMX 31 doit pouvoir travailler de manière connectée au sein d’une force navale, grâce à l’emploi de systèmes de communication discrets et innovants. Il est conçu pour être mis en œuvre par un équipage très réduit, de 15 marins seulement, dont 3 officiers, le sous-marin pouvant accueillir un maximum de 36 personnes. En dehors des commandos évoqués précédemment, ces couchages supplémentaires peuvent servir à des techniciens spécialisés dans l’emploi et la maintenance des drones.

Bulle immersive au PCNO

L’ensemble du bâtiment est géré depuis un PCNO de nouvelle génération, qui fait appel aux technologies immersives en cours de développement. « Ce PCNO est modulaire, simple et intuitif, les marins étant assistés par l’intelligence artificielle. L’une des choses qui a été le plus difficile à imaginer, compte tenu de la vitesse avec laquelle ces technologies évoluent, c’est ce que seront devenus les écrans en 2050. Vu que les périscopes offriront à l’avenir des images à 360 degrés, nous avons imaginé une bulle dans laquelle le commandant pourra s’immerger et disposer de toutes les informations sur l’environnement. Cela nous parait plus crédible qu’un casque de réalité virtuelle qui réduit le champ de vision de l’œil humain ».

 

Naval Group (ex-DCNS) Euronaval 2018