Manières de concevoir un engin sous-marin


> Plan du futur FNRS 3 [bathyscaphe] ébauché par Dumas1

Menées dans une école d’architecture, c’est-à-dire parmi des praticiens parfois très pointilleux sur ce qui est ou qui n’est pas de l’architecture, mes recherches sur l’architecture sous-marine s’intéressent principalement à une architecture sans architectes. J’ai déjà abordé cette question à partir de la pratique de l’architecte J. Rougerie et aussi sous l’angle de la forme des habitats sous-marins et sous celui de la figure du concepteur d’habitats ou d’engins destinés à évoluer dans cet environnement. Je voudrais dans ce billet l’aborder plus directement sous l’angle de la conception, des principes d’une conception marine sinon subaquatique. Cela à partir du récit que fait le compagnon de Cousteau, Philippe Tailliez des aventures et des aléas du premier bathyscaphe conçu scientifiquement par le célèbre Auguste Piccard.

Cette analyse menée à partir d’un chapitre de l’ouvrage de Tailliez et, comme on le verra plus loin, d’un « dessin » de Frédéric Dumas, est une étape dans un travail que j’intitule, Cousteau, architecte ? qui pourrait donner lieu à un petit ouvrage examinant la figure singulière du non-architecte Jacques-Yves Cousteau, marin, explorateur, homme d’images et pionnier des premières expériences de maisons sous la mer qui ont eu une influence considérable sur la possibilité d’une architecture pour ce milieu extrême. Ce travail et cet ouvrage devant être articulés à une réflexion symétrique sur la production d’une architecture sous-marine singulière par l’architecte Jacques Rougerie.

Présentons brièvement le « Capitaine de frégate » Philippe Tailliez (1905-2002) marin qui, avec Frédéric Dumas et Jacques-Yves Cousteau, fait partie du trio des pionniers de l’exploration sous-marine produisant des films et des livres pour faire connaître cette aventure.


> Page de titre du livre de Ph. Tailliez

C’est d’ailleurs à Tailliez que sera confiée en 1945 la direction du Groupe de Recherches Sous-marines (GRS) de la Marine nationale française ; groupe auquel seront confiées toutes sortes de missions dont celle d’accompagner les premières expérimentations du bathyscaphe de Piccard et de son assistant l’ingénieur Max Cosyns. Comme Cousteau (dans Le Monde du silence, version papier), Tailliez raconte différentes étapes de cette histoire dans un ouvrage intitulé Plongée sans câble2. Le long chapitre V de Plongées… est entièrement consacré à une mission du GRS et intitulé « La croisière noire du père des bathyscaphes ».

Racontée par Tailliez, cette histoire de la conquête des grands fonds débute en 1933, à la foire de Chicago, où a lieu une rencontre entre William Beebe, naturaliste qui est descendu à 900 mètres de profondeur dans son bathysphère3, et Auguste Piccard qui vient d’atteindre 16900 mètres dans la stratosphère :

« Piccard expose à Beebe le projet qu’il médite de longues années d’un hydrostat dérivé du ballon libre, capable de descendre et de remonter sans lien avec la surface, de se propulser à proximité du fond […] » (p. 125).

> Page de l’article de J. Marchand, « Au fond des océans avec le professeur Piccard », La Science et la Vie [Science et Vie] n°39, 19394

Le projet de bathyscaphe est affiné en 1935 et Piccard, soutenu par le Fond national de la recherche scientifique belge comme pour ses précédents projets de ballons, se lance dans la fabrication du FNRS 1, qui sera prêt en 1939 mais dont l’expérimentation sera interrompue par la Seconde Guerre mondiale5. Le projet ne reprend donc qu’après la guerre. Ainsi, en janvier 1947, alors qu’il vient de prendre possession d’un « navire qui deviendra l’aviso Ingénieur-Elie-Monier » (p. 127) dont il prend le commandement pour le GRS, Cousteau accompagné de Dumas rencontrent Max Cosyns, qui à la demande Piccard, vient lui demander de participer à la prochaine expédition du bathyscaphe qu’ils sont en train de mettre au point. Il apparaît très rapidement que les deux chercheurs sont également demandeurs d’une assistance de la Marine française dans cette entreprise complexe. Et c’est ainsi que Cousteau, son navire et son équipe du GRS vont finalement participer à cette première expédition qui doit se dérouler au large de Dakar.

Après ce rappel du contexte, Tailliez raconte les préparatifs puis la longue route qui conduit l’équipe du GRS sur le site prévu, sans oublier les plongées auxquelles ils se livrent dans l’attente d’un cargo chargé du bathyscaphe de Piccard et Cosyns (FNRS 2). À peine arrivé à Dakar, Piccard est invité par Théodore Monod6 à donner une conférence exposant magistralement les principes de fonctionnement de son invention. Et si l’exposé théorique du physicien remporte un beau succès et impressionne son auditoire, la découverte du bathyscaphe par Tailliez suscite de sa part une description beaucoup plus mitigée :

« Rien, dans ses formes, ne rappelle, un navire, et les deux physiciens ont mis leur point d’honneur à ne consulter aucun marin à ce sujet.
Pendant qu’ils nous exposent le fonctionnement des appareils, dont il n’existe aucun plan, aucune description écrite, pendant qu’ils répondent à nos questions, nous sommes confondus par l’effrayante somme de labeur et d’invention accumulée par ces deux hommes dans leur engin.
La sphère échappe à la critique. C’est une magnifique pièce de fonderie, qui pèse dans l’air onze tonnes et demie et dans l’eau six, épaisse de dix centimètres, où deux passagers tiennent à l’aise. Les deux hémisphères ont été creusés au tour et s’appliquent exactement l’un contre l’autre sur leur joint plan par une couronne qui ressemble à l’anneau de Saturne.
Les deux hublots, dont l’un sert de porte, ne sont plus en quartz, comme l’étaient ceux de Beebe, mais en plexiglass de quinze centimètres d’épaisseur et appuient sur leur portage d’acier par toute la surface d’un tronc de cône de quatre-vingt-dix degrés d’ouverture au sommet. Une maquette au dixième de cette sphère a résisté à la pression de seize cents kilos par centimètre carré, soit seize mille mètres d’eau.
Pour déceler d’éventuels défauts dans la coulée du métal, Cosyns a pendu un gramme de radium au centre [154] de la sphère et radiographié point par point toute sa surface.
Mais, pour tout ce qui n’est pas la sphère, le noyau dur, Piccard et Cosyns ont manifestement économisé le poids maximum, sacrifiant tout, dans le devis des poids, à la performance verticale. » (p. 152 et 154)7

Suit alors une description du flotteur, de sa structure (« châssis de poutrelles croisées […] sorte de casier à bouteilles », p. 154), des mécanismes et principes qui vont permettre la descente de l’engin. Et enfin, la description est suivie d’une première évaluation globale, positive du point de vue technoscientifique :

« Il est hors de doute que le problème complexe de la plongée en bathyscaphe a été embrassé dans son ensemble par les deux savants, que nous avons sous les yeux une solution complète, d’une audacieuse rigueur scientifique. » (p. 155)

Mais également plus interrogative, face à cet engin sophistiqué et fragile :

« […] nous nous demandons, nous autres marins, ce qu’il adviendra de ce fragile assemblage au premier roulis, à la première houle, pendant les opérations de hissage et la mise à l’eau. » (ibid.)

Ainsi, les marins ne voient pas d’un très bon œil cet engin conçu par le physicien suisse8.


> Dessin du FNRS 2 paru dans le magazine Océans en 1987

En effet, le principal problème qui vient à l’esprit du marin provient du constat que cette machine n’a jamais été immergée et encore moins testée en conditions réelles. Et Tailliez raconte ainsi les premiers aléas qui surviennent dans la cale du cargo qui a transporté ce bathyscaphe et où il faut constater que plus rien ne fonctionne. Une fois les vérifications et réparations faites, il faut passer aux tests de plongée à faible profondeur, mais avant cela aux manutentions de cet objet fragile.


> FNRS 2 dans la cale du cargo Scaldis à Dakar en 19489

Le marin poursuit ainsi son récit des difficultés de cette expédition. Cela commence par une batterie restée accidentellement en circuit qui manque d’exploser, mais surtout finit par se décrocher en fracassant le plancher de la cale au risque de faire sombrer le cargo. La première plongée à seulement 20 mètres se déroule laborieusement, mais sans accident, tout en faisant apparaître des problèmes de fonctionnement des dispositifs de commande du bathyscaphe et, surtout, la fragilité de sa structure qui fait craindre « que la boule parte d’un bord et les flotteurs de l’autre » (p. 163). Si bien qu’une plongée sans passagers est envisagée, mais la première tentative s’arrête au treuillage du bathyscaphe qui perd son lest de grenaille, heureusement sans blesser personne. Après maintes hésitations, surmontant les problèmes de réglages des automatismes permettant sa remontée, une ultime plongée à vide est tentée, vaille que vaille. Les scientifiques et l’équipage s’attendent à ce que l’engin ne refasse jamais surface, mais l’horloge déclenchant la remontée fonctionne et le bathyscaphe rejoint la surface après une plongée enregistrant 1380 mètres de profondeur. Si la plongée bat un record, elle se termine à la nuit tombante si bien que le hissage du bathyscaphe est impossible en raison de l’obscurité et de la houle. L’équipage attend le lendemain pour le treuiller et, surtout, découvrir toute l’étendue des dégâts : « dôme déchiqueté, de longues traînées d’huile noire courent sur la sphère, [le] moteur tribord a disparu » (p. 172).

Philippe Tailliez vient donc à en conclure que comme d’autres pionniers10, « Piccard et Cosyns ont échoué dans leur tentative de pénétration verticale, mais seulement à cause de la surface, à cause de houle et des mouvements de plate-forme » (p. 173). Car si le bathyscaphe a battu son record de profondeur, il l’a fait sans hommes, au prix d’efforts et de prises de risques considérables.

Tout à la fin de son récit, Tailliez ajoute qu’après avoir remisé « l’épave du FNRS 2 », Piccard et les hommes de Cousteau discutent du « bathyscaphe futur », tandis que Frédéric Dumas commence à lui donner une forme :

« Dumas pose sur la table un papier où, lui aussi, a dessiné un bathyscaphe. Celui-là résume notre expérience de marins et contient les leçons très simples de l’échec : les superstructures ont la forme d’une coque remorquable, dotée d’un avant et d’un arrière ; la porte de la sphère débouche, non plus dans l’eau à plusieurs mètres sous la surface, mais dans un sas qui donne accès au kiosque par un panneau. Les passagers, au retour en surface, peuvent, par leurs propres moyens, chasser l’eau du sas, comme dans un ballast de sous-marin, ouvrir la porte, sortir de la sphère et monter jusqu’au kiosque. » (p. 173)

Pour ces marins pionniers de l’exploration sous-marine, l’aventure n’est pas finie, comme le précise Franck Machu dans la biographie qu’il a consacrée à Dumas11 :

« Dumas se passionne pour l’idée d’un FNRS 3. Il l’imagine et le décrit sur deux pages dans les grandes lignes. […] Dumas dresse des croquis, puis en fait un plan précis. C’est la formule à développer. Cousteau pense qu’il pourrait être développé en 18 mois. » (p. 98)

Nous ne savons pas (encore) si le dessin évoqué par Tailliez correspond exactement au plan présenté au début de ce billet, mais nous pouvons supposer qu’il s’inscrit dans la parfaite continuité de ce moment de conception.

En conclusion de son chapitre, Tailliez explique qu’il faudra attendre cinq ans pour voir sortir deux nouveaux projets : le FNRS 3 construit à Toulon en réutilisant la sphère de son prédécesseur et le « Trieste, construit en Italie par les Piccard, d’après les mêmes principes, avec l’aide de la Marine italienne et de ses plongeurs » (p. 174)12.

> Photo du FNRS 3 développé par la Marine nationale, en 1953

Que faut-il retenir de cette « croisière noire du père du bathyscaphe » en ce qui concerne la question de la conception d’un engin d’exploration marine et sous-marine ? Sur un mode très rhétorique, Tailliez insiste sur l’extrême précision du raisonnement scientifique qui préside à la conception du bathyscaphe où tout est calculé, méticuleusement testé en laboratoire par un énorme déploiement de moyens, comme ce fut le cas pour la sphère systématiquement radiographiée par Cosyns. Le marin semble admirer la sophistication de cet objet technique empilant les dispositifs high tech autour d’une sphère, bijou technologique tel que ceux qu’on rencontrera plus tard dans les entreprises de conquête spatiale. Pourtant cette science de l’ingénieur ne convainc pas complètement le marin qui perçoit que les principes d’une conception marine ont été oubliés. Si Tailliez se moque gentiment du flotteur en comparant sa forme à celle de « ces gâteaux fabriqués à Aix que l’on appelle des calissons » (p. 154), il s’inquiète surtout qu’il n’a pas de « coque, de carène au sens marin du terme, seulement une carrosserie légère en tôle d’aluminium de un millimètre, tenue par des points de soudure au châssis » (ibid.).

Admirant les pures performances techniques de la sphère, le marin considère que le flotteur a été négligé par les physiciens qui n’ont pas compris qu’il devait avoir des qualités marines pour pouvoir se mouvoir horizontalement sur une mer en mouvement avant que de pouvoir s’y enfoncer verticalement. On pourrait d’ailleurs suivre ce raisonnement en considérant que le milieu de référence de Piccard et Cosyns est plus aérien qu’aquatique. En effet, les précédents exploits de ces deux aéronautes ont consisté à s’élever au plus haut en jouant de la légèreté dans une atmosphère gazeuse sujette à d’autres forces et turbulences et sans trop de risques de collision. De l’air à l’eau, il y a donc tout un travail d’adaptation sans aucun doute mesuré par les physiciens, mais il semble également qu’il y a une sorte de pensée pratique, globale, expérientielle, que mettent en œuvre ces ingénieux marins que sont Tailliez, Cousteau13 et, bien sûr, Dumas qui finit par redessiner un bathyscaphe marin tirant les enseignements de cette « croisière noire ».

Dernier point, il peut sembler que cette histoire de bathyscaphe nous éloigne quelque peu des maisons sous-marines qui nous intéressent. Il est vrai qu’à première vue, ce petit engin destiné à descendre dans les abysses en étant logé dans une étroite sphère percée de minuscules hublots semble fort éloigné des habitats que nous étudions. Pourtant, comme on tentera de le montrer autour de discussions entourant la conception de Précontinent III, le rapprochement de ces deux types d’engins est identique en termes de structure14 ou de problèmes de déplacement dans le milieu marin15.

Citer ce billet : “Manières de concevoir un engin sous-marin”, par Christophe Camus. Publié sur Habiter et construire sous la mer | HCSM le 11/05/2020. Lien : https://hcsm.hypotheses.org/1209.

 

  1. Publié dans Franck Machu, Frédéric Dumas, fils de Poséidon, Éditions de l’Homme sans poids, 2017, p. 98. F. Machu indique que ce plan a été inséré dans un rapport par fait Cousteau en vue de la réalisation du FNRS 3. []
  2. Artaud, 1954 et qui sera suivi plus tard des Nouvelles plongées sans câble qui sortira chez le même éditeur en 1960 []
  3. Une sphère reliée par un câble à un bateau en surface. []
  4. En ligne sur le site web du Musée Frédéric Dumas. Voir aussi William Beebe et Otis Barton et leur bathysphère en 1934 sur le site dédié à Beebe. []
  5. Période difficile pour Piccard mais encore plus pour son collaborateur M. Cosyns qui sera déporté à Dachau, dont il reviendra pour reprendre part à cette entreprise. La période plus fructueuse pour Tailliez, Dumas ou Cousteau qui y expérimenteront l’exploration sous-marine, tandis que Cousteau mettra au point le premier scaphandre autonome. []
  6. Alors directeur de l’Institut français d’Afrique noire. []
  7. la p. 153 étant réservée à des schémas techniques []
  8. Tailliez n’est pas le seul marin à douter du bathyscaphe : « Dès le début, Dumas remarque la faiblesse du carénage qui contraste avec le sérieux de la sphère. Certes il n’a pas à résister à la pression mais doit tenir à l’assaut des vagues. », F. Machu, Op. cit., p. 94. []
  9. Ph. Tailliez, Op. cit., cahier photo entre p. 176 et 177. []
  10. Georges Claude ou William Beebe []
  11. Op. cit., 2017 []
  12. La poursuite de l’aventure sera progressivement assurée par Jacques Piccard (le fils d’Auguste Piccard qui inspirera le personnage du professeur Tournesol) et le père du désormais célèbre Bertrand Piccard ; cela sans oublier Jean, le frère d’Auguste qui aurait inspiré le célèbre commandant Picard (avec un seul « c ») de Star Trek, par contre rien à voir avec les surgelés, même si… ;) []
  13. Comme on tentera de le montrer plus tard dans l’analyse d’un autre exercice de conception d’une maison sous la mer. []
  14. Habitat par rapport au châssis accueillant le lest, les gaz respiratoires, l’eau douce, etc. []
  15. À la surface et en profondeur, tout comme le bathyscaphe. []

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