Les paris gagnés de DCN

Grâce au génie d'habiles inventeurs tel Laubeuf ou Gustave Zédé, la France a souvent eu une longueur d'avance dans le domaine de la construction sous-marine. Aujourd'hui, et suivant les traces de ses ainés, DCN sait faire preuve d'une grande capacité d'innovation, ce qui en fait le principal pôle européen en matière de construction sous-marine, et qui se traduit par des contrat à l'export (Espagne, Portugal, Pakistan, Chili, ...). Voici présentées quelques techniques de constructions originales, mises en oeuvre à l'occasion de la construction des SNLE-NG type Le Triomphant :

100 HLES : L'acier des profondeurs

Courrone de fixation de la piscine du réacteur, environ 6 mètres de diamètre.

Pour la construction d'un sous-marin, la performance d'immersion et la résistance des matériaux vont de pair. Depuis le Narval (1954) jusqu'au Triomphant , on a plus que doublé la limite d'élasticité des aciers HLES (Haute Limite d'Elasticité Soudables).
Pour les SNLE type Le Triomphant, la DCN et son partenaire, le groupe Creusot-Loire Industrie, ont été conduits à développer le 100 HLES. Cet acier peut résister à une traction de 100 kg/mm2, soit quatre fois plus résistant qu'un acier ordinaire ! En 1991, ni l'US Navy, ni la Royal Navy n'était encore parvenues à réaliser un sous-marin avec une telle qualité d'acier.
C'est dans le laboratoire de l'usine bourguignonne Creusot Loire que cet acier a été mis au point. Fabriquées dans l'usine du Creusot ou de Chateauneuf, ces pièces de grande dimension sont ensuite formées, embouties, usinées à froid puis soudées à la DCN Cherbourg. On pense ainsi pouvoir franchir un jour une nouvelle étape : le 120 ou 130 HLES !


La pince à sucre de chez Maxim's

Un parfait nivellement des coques à assembler

Les sous-marins sont constitués de tronçons qui, mis bout à bout forment la coque épaisse. Pour les assembler, les techniques de soudage nécessitent un préchauffage de la coque à température élevée entrainant une dilatation inévitable de la matière. Tel sont les rôles de la pince GESTEC. Unique au monde, ce monstre d'acier de 130 tonnes aux bras tentaculaires de 22 mètres d'envergure vient serrer dans son étau les SNLE-NG avec douceur et précision.
C'est à cet outillage de développement de jonction qu'incombe le rôle de maîtriser les déformations pour assurer la mise bord à bord des tronçons. Cette opération appelée nivellement est réalisée à l'aide de 144 vérins munis de capteurs de déplacement et de capteurs d'efforts. Ainsi cette pince géante de 18 mètres de diamètre vient coiffer le sous-marin pour se refermer et " travailler "la matière à assembler. L'ensemble est commandé depuis un poste informatisé où 400 paramètres issus de quatre automates programmables viennent s'inscrire sur une console numérique.


Un mécano géant

Positionnement de bloc avant assemblage

L'embarquement des blocs découplés et des berceaux suspendus a profondément modifié les conditions de travail à l'intérieur des tronçons en assemblage.
Terminé les heures entières passées à assembler les pièces vitales du sous-marin dans l'environnement restreint d'un tronçon en cours de construction. Aujourd'hui et à partir des SNLE-NG, on fait appel aux techniques d'embarquement d'ensembles pré-équipés. Les blocs découplés, berceaux suspendus regroupant tous les auxiliaires tournants, sont montés indépendamment, puis insérés dans les tronçons.
Certains colis, par leur taille et leur poids, nécessitent des mois de réflexion avant de les embarquer. C'est le cas de la verticale électrique, le centre nerveux du bâtiment (190 tonnes), de l'arbre porte-hélice (un axe de 18 mètres de long pour 800 mm de diamètre) particulièrement fragile, du moteur arrière (150 tonnes) et du Groupe Moteur de Série (1000 tonnes).


La "verticale électrique" : un cerveau dans un immeuble de 4 étages

Mise en place de la verticale électrique du Triomphant.

Neuf mètres de bout, six mètres de long, quatre mètres de large, une taille comparable à une HLM de quatre étages, Toute la commande d'énergie des sous-marins type Le Triomphant est concentrée dans la "verticale électrique ". Un cerveau de 190 tonnes qui regroupe les pupitres et tableaux de commande de la chaufferie nucléaire, de l'usine électrique et de la propulsion.
Jusqu'à présent ce type de matériel était dispersé dans le bord en fonction des ponts et des cloisons rigides liés à la coque, le long desquels cheminaient tous les câbles. D'où un risque de vibrations et donc de bruits engendrés par les appareillages.
La verticale électrique, regroupant plusieurs structures auparavant disparates, a permis des progrès considérables dans le domaine de la discrétion acoustique. Des découplages ont pu être réalisés en insérant des plots plastiques pour amortir ou absorber le bruit, ou encore en installant des bandes de silicone et de caoutchouc entre les nappes de câbles ou de tuyaux et la coque. Tout peut bouger sans générer de bruit à l'extérieur.


Plasticiens et maîtrise des composites

Maquette du dome du Triomphant.

Depuis les années 50, chaque décennie a été marquée à DCN Cherbourg par une évolution des composites dans la construction des sous-marins.
Avec la construction du Redoutable les premières structures composites voient le jour. Moins d'entretien, plus résistants à l'agression de la mer, les composites remplacent successivement l'AG (alliage d'aluminium) et l'acier sur Le Tonnant pour la plupart des structures visibles en surface : passerelle, massif, et safrans. Le milieu des années 80 est marqué par l'arrivée des produits appelés pré- imprégnés, les compactages sous sac à vide assurent le contrôle de l'épaisseur spécifiée. Puis intervient le cycle de cuisson qui amène le matériau par paliers jusqu'à 120°C. Cette avancée donne naissance à des pièces de hautes performances, telles que les dômes sonar et les ponts extérieurs des SNA type Améthyste. Compte-tenu des précisions géométriques demandées pour le dôme sonar et la tuyère du Triomphant une évolution dans la conception des outillages s'est imposée. La forme des moules est désormais obtenue par usinage en commande numérique. La part des composites n'a cessé de croître au fil des programmes. Les chiffres parlent d'eux mêmes : 42 tonnes sur le Redoutable; 157 tonnes sur Le Triomphant.


De l'usinage délicat du Titane

Usinage d'un presse-étoupe de ligne d'arbres.

Le presse étoupe est la pièce qui permet de faire l'étanchéité de la coque du sous- marin, à l'endroit où sort la ligne d'arbre qui supporte l'hélice. Sur les SNLE-NG, sa particularité, c'est d'abord sa taille: un cylindre de 1180 mm de diamètre sur 600 de haut. Dès 1986, les concepteurs décidèrent d'opter pour le titane, métal aussi résistant que l'acier mais pas plus lourd que l'aluminium. Le titane est utilisé depuis longtemps, mais la réalisation d'une pièce aussi volumineuse constitue une première.
En collaboration avec les "carbutiers", il a fallu redéfinir les nuances des outillage très spéciaux... Autre particularité du titane : si ça casse, il n'y a aucune solution de réparation. Compte tenu du prix de la pièce brute (600 000 francs), il n'y avait pas le droit à l'erreur.


Soudure high tech pour les tubes lance-missiles

Reconstitution d'un tube lance-missiles (TELM) en atelier. En rouge, la chambre à vide contenant le TELM à souder.

Sur les sous-marins type Le Redoutable les tubes lance-missiles étaient assemblés par soudage manuel. DCN Cherbourg utilise depuis décembre 1989, une technique de soudage par faisceau d'électrons qui est utilisée pour le soudage des tubes lance-missiles des sous-marins type Le Triomphant. Techniquement, le principe est simple, un jet d'électrons fusionne les 2 parois des tôles à souder. C'est l'énergie de mouvement du jet d'électrons qui se transforme en chaleur lors du choc avec le métal. Les avantages sont multiples :
- absence de déformation au soudage ( retrait ) ;
- le préchauffage devenu inutile, une économie appréciable en découle.
Malgré sa masse de 30 tonnes, la machine à souder est utilisé sur le site et non l'inverse. De plus la pièce à souder est utilisé comme chambre à vide, ce qui dès 1990 constituait une première mondiale en production industrielle. DCN Indret a confectionné l'hélice du Triomphant par ce procédé. Les industries automobiles et le nucléaire se servent également de méthodes similaires.


N'oubliez pas vos patins

Les marcheurs permettent le transfert du sous-marin vers le DME (Dispositif de Mise à l'Eau).

Autrefois construits et assemblés sur cale inclinée, les sous- marins sont désormais montés par sections à l'horizontale. Pour transporter les sections du sous-marin complet vers son bassin d'achèvement, un dispositif spectaculaire de transfert de charges lourdes a été spécialement développé. Conçu par une société norvégienne et réalisé en France par les sociétés SOGELERG et ACB, ce dispositif se présente sous la forme d'un gigantesque mille pattes. Constitué par des marcheurs, d'une capacité unitaire de 400 tonnes et reliés deux par deux par une poutre support, ils permettent de transférer le sous-marin jusqu'au DME (Dispositif de mise à l'eau) sur une plate-forme en position haute. Celle-ci est mise en flottaison et l'abaissement du niveau de l'eau dans le bassin, à l'aide d'un système de pompes, permet la descente et la mise à l'eau du navire.

(Sources: Emergences - DCN Cherbourg - photo © DCN)


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