Bathysphère Beebe, 1934

© akg-images / US NAVY/SCIENCE PHOTO LIBRARY

Du hublot au panorama subaquatique

Pour observer les fonds marins, aussi profonds soient-ils, l'homme n'a pas d'autres moyens que les vitres d'observation des sous-marins - plus elles sont grandes, plus il y a de choses à voir ! Le PLEXIGLAS® transforme les océans en paysages panoramiques à 360°.

Qu'est-ce donc qui pousse l'être humain à plonger plus loin que sa cage thoracique ne le lui permet ? Qu'y a-t-il donc de si fascinant dans ces milieux hostiles à l'homme ? La réponse va de soi : la curiosité ! C'est un des plus grands moteurs de l'humanité. En effet, la zone du cerveau que l'acquisition de nouvelles connaissances stimule est étroitement liée à la production de dopamine, l'hormone du bonheur. Une connexion fondamentale dans l'histoire de l'homme - comme dans celles des submersibles.

Alexandre le Grand - le premier océanographe

Alexandre le Grand (356 – 323 avant JC) explorait déjà les fonds marins sous une cloche de plongée en verre. En 1515, Léonard de Vinci conçut – sur le papier- un sous-marin et une tenue de plongée. Mais c’est seulement en 1776 que David Bushnell réalisa le premier submersible à même de partir en plongée. Il le baptisa « Turtle » (tortue) et était mu par la force musculaire. À partir du 19ème siècle, ce furent essentiellement les objectifs militaires qui firent évoluer les submersibles. Ce n’est qu’en 1930, pour servir la recherche des grands fonds marins, que les premiers hommes partirent en plongée dans un sous-marin – ou plus exactement une bathysphère, cette grosse boule métallique avec des hublots.

Trois hublots pour plonger en haute mer

Une bathysphère, également connue sous le nom de boule de plongée,  est une sphère de plongée en acier, suspendue par un câble à un navire mère qui peut la descendre dans les grands fonds. La première bathysphère a été réalisée en 1930 par le professeur américain, William Beebe et l’ingénieur Otis Barton. Les fenêtres étaient faites en verre de quartz.

Le PLEXIGLAS® pulvérise les records

Le premier submersible à partir en plongée avec des hublots en PLEXIGLAS®, le verre de marque d’Röhm (alors encore nommée Röhm & Haas) lui était assez similaire. Le « Trieste » fit une sortie en mer, en 1960, avec pour objectif d’explorer le plus grand fond marin existant : la fosse des Mariannes. C’est avec l’officier de marine américain Don Walsh que le chercheur suisse Jacques Piccard, qui construisit ce submersible incroyable, fit une immersion à une profondeur de près de 11 000 mètres. Un véritable exploit de visionnaire puisque, à ce jour, un seul autre homme plongea à de telles profondeurs : le régisseur James Cameron qui, en 2012, fit également une plongée au point le plus profond de l’océan avec un sous-marin des plus modernes.

Les fenêtres du Trieste furent réalisées en PLEXIGLAS®, car la plasticité de ce matériau ... n'a jamais fait défaut.

Jacques Piccard
constructeur du bathyscaphe „Trieste“

Sous les projecteurs de la recherche

Le Trieste permit d’avoir un premier aperçu du plus profond des mondes sous-marins – avec une sorte d’œilleton, car la technologie de l’époque ne permettait pas encore d’avoir de grandes vitres. Mais comme l’esprit de la plongée est d’observer les fonds marins, les ingénieurs développèrent des sous-marins dotés de fenêtres toujours plus grandes.

C’est ainsi qu’en 1986/87,  le submersible Austria 1 vit le jour, à l’initiative de constructeurs particuliers autrichiens. Il était équipé d’une coupole d’observation et d’un hublot avant bien plus grand – tout deux en verre acrylique. « À l’époque déjà, le PLEXIGLAS® était un matériau idéal pour construire les sous-marins. Il permet d’avoir une vue sans déformation des fonds marins et, malgré les différences de températures intérieure et extérieure, il ne s’embue pas. De plus, une vitre en PLEXIGLAS® est extrêmement sûre. Elle résiste à la terrible pression de tonnes d’eau et a encore des réserves de résistance à la pression, » explique Wolfgang Stuber, spécialiste des vitrages spéciaux de la marque PLEXIGLAS®.

En quête du poisson préhistorique

Le sous-marin JAGO fut construit en 1989, à la demande de l’institut Max Planck de physiologie comportementale. Il avait pour vocation de réaliser des plongées à 400 mètres pour rechercher des cœlacanthes, réputés pour être des poissons fossiles vivants. Pour la première fois, ce submersible permit d’approfondir notre vue du monde sous-marin – grâce à sa coupole d’observation en PLEXIGLAS® GS 222. Ce verre acrylique de marque spécifique fut spécialement conçu pour répondre aux exigences de la plongée, et notamment pour résister à la pression qui, par 400 mètres de fond, représente déjà une force pouvant aller jusqu’à 3 600 tonnes. Le PLEXIGLAS® GS 222 a été certifié par la Germanischer Lloyd – le contrôle technique de la navigation – qui en garantit la qualité. Pour le JAGO, mission réussie : les cœlacanthes sont bien là !

Le JAGO fut également utilisé pour explorer l'écosystème particulier des côtes norvégiennes. / Source : YouTube/L'océan du futur

Haute définition pour les grands fonds - vive le PLEXIGLAS® !

Nous voulions un sous-marin made in Germany - et la société Röhm a satisfait à nos exigences jusque dans les moindres détails.

Joachim Jakobsen
fondation Rebikoff-Niggeler

Une des autres grandes étapes dans l’histoire des submersibles est le LULA 1000 Créé en 2011 pour la fondation Rebikoff-Niggeler avec pour mission de partir à la recherche du calamar géant. Le LULA 1000 peut accueillir trois membres d’équipage et est doté d’une coupole d’observation en PLEXIGLAS® d’1,40 mètres de diamètre. « Pour réaliser une vitre bombée de cette dimension, il nous fallut d’abord créer un bloc de PLEXIGLAS® suffisamment épais pour résister à la pression de l’eau – dans ce cas, avec une épaisseur de 17 centimètres, » se souvient Wolfgang Stuber. « Une fois le bloc moulé, il faut encore le chauffer à 150° Celsius et, sous pression, lui donner la forme d’une demi-sphère. »

Pour finir nous avons une vitre presque parfaitement demi-sphérique et qui, immergée, est littéralement invisible tout en permettant une visibilité à 150 degrés. C’est ainsi que le PLEXIGLAS® permit, pour la première fois, de réaliser des prises de vue sous-marines à de grandes profondeurs avec une très haute définition de l’image car la vitre d’observation ainsi réalisée ne déforme en rien l’image.

Le LULA 1000 a deux coupoles d'observation en PLEXIGLAS®.

Plongée dans l'univers du calamar géant

Le  LULA 1000 est long de 7,50 mètres et a une hauteur de 2,65 mètres. Il est équipé de deux coupoles d’observation – la plus grande se trouve à l’avant et la plus petite (de 61 cm de diamètre) sert également d’écoutille. Ce submersible a une autonomie de plongée de cinq heures. Après cela, les chercheurs doivent abandonner leur quête du calamar géant pour recharger les batteries du moteur électrique.

© Dave Mothershaw/Röhm GmbH

Pour que ça tourne rond

D’une demi-sphère à une sphère entière, le pas n’est plus très grand – pour peu que l’on dispose de la colle adéquate pour assembler les deux parties. Pour préserver une visibilité sans aucune déformation, la colle doit avoir exactement le même taux de conductivité de la lumière que le PLEXIGLAS® tout en étant aussi résistante à la pression sous-marine. « Une colle qui ne fait qu’assembler fermement la surface des deux moitiés ne suffit absolument pas, » explique Wolgang Stuber« Nous devions donc créer un matériau parfaitement transparent et à même d’assembler les deux demi-sphères de façon irréversible – un peu comme une soudure à froid. »

Une étape décisive pour la suite

Grâce à cette colle spécifique, Röhm put, avec la société américaine Triton Submarines LLC et son partenaire de traitement Heinz Fritz Kunststoffverarbeitung GmbH, écrire une nouvelle page de l’histoire des fenêtres de sous-marins : un habitacle de forme sphérique – constitué de deux demi-sphères collées entre elles –  entièrement réalisé en PLEXIGLAS®. Pour le submersible Triton 3300/3, la sphère est si grande qu’elle peut accueillir trois passagers. Avec sa vue panoramique absolument transparente, le cinéaste animalier primé et naturaliste britannique Sir David Attenborough put, par exemple, réaliser d’impressionnants documentaires sur  l’état préoccupant de la grande barrière de corail. En outre, un submersible avec vue panoramique ne présente pas d’intérêt que pour les scientifiques – il est également de plus en plus prisé par les multimillionnaires comme symbole de leur standing.

Le diamètre extérieur de l'habitacle des membres d'équipage est de 2,10 mètres. La paroi de la sphère a 17 centimètres d'épaisseur. Le Triton 3300/3 peut plonger jusqu'à 1 000 mètres de profondeur.

Une sphère qui ouvre sur un monde nouveau

Cependant, avec le Triton 3300/3, il n’y a toujours pas de limites au développement des vitrages pour sous-marins. « Les constructeurs travaillent actuellement sur des submersibles pour les bateaux de croisière et qui pourraient accueillir sept personnes maximum, » ajoute Wolfgang Stuber en parlant des projets à venir. Maintenant que les problèmes de forme et d’assemblage sont résolus, il ne reste plus qu’à développer les dimensions de l’habitacle en PLEXIGLAS®. « Mon rêve, ce serait de créer un hôtel entièrement sous-marin – les premiers plans existent déjà ! », nous confie encore Wolfgang Stuber le regard perdu au loin.

Pour en savoir plus sur les sous-marins avec une coupole d’observation en PLEXIGLAS®

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