Bathysphères et bathyscaphes

Suspendu à un fil

On peut situer le début de l'exploration des grandes profondeurs par l'Homme avec l'engin conçu par le naturaliste américain William Beebe, et son compatriote, l'ingénieur Otis Barton. Ils conçoivent une "bathysphère", sphère de 1m 45 de diamètre, suspendue à un câble (photo). Elle peut accueillir 2 personnes. Elle accomplit 34 plongées à caractère scientifique entre 1930 et 1934. Le 15 août 1934, la profondeur record de 920 mètres est atteinte.

Toujours sur le même principe, en 1949, Barton réalise un "benthoscope" et atteint les 1370 mètres. La barre symbolique des mille mètres est ainsi franchie juste au milieu du 20ème siècle. Mais l'engin, donc l'homme, reste prisonnier d'un fil.

Le premier bathyscaphe

Arrive le suisse Auguste Piccard, un personnage hors du commun (il a servi de modèle à Hergé pour le professeur Tournesol dans les aventures de Tintin). En 1932, il a battu le record d'altitude avec 16 200 m à bord d'une nacelle sphérique suspendue à un ballon, le FNRS I. Il imagine de transposer cette technique à l'exploration sous-marine et se lance dans la construction d'une "thalassosphère". Ce sera le bathyscaphe FNRS II, un véritable dirigeable sous-marin (prévu pour plonger à 4000 m). Son principe : une lourde nacelle en acier pour abriter l'équipage, fixée sous un flotteur plus léger que l'eau. Pour la nacelle, il retient une forme sphérique car c'est la plus résistante à la pression. Pour remplir le flotteur, il choisit l'essence, plus légère que l'eau et peu compressible. Pour faire plonger le bathyscaphe, il l'alourdit avec un lest, essentiellement de la grenaille de fer. Une fois au fond, ce lest est largué, afin que l'engin allégé remonte vers la surface. Secondé par l'ingénieur belge Cosyns, il imagine d'autres innovations (dont nombreuses sont encore utilisées de nos jours) : les hublots en plexiglas, les silos à grenaille fermés par un électroaimant, les batteries mises en équipression, les projecteurs étanches, la réalisation de la sphère en 2 hémisphères simplement agrafés, ...

Schéma de principe d'un bathyscaphe (tiré des archives Ifremer)

Au large de Dakar, l'engin plonge à vide à plus de mille mètres début novembre 1948, mais le flotteur est détruit par la houle lors de son retour en surface. L'aventure du FNRS II se termine là. La sphère est toutefois récupérée, et la France et la Belgique s'associent en 1950 pour construire un nouveau bathyscaphe, le FNRS III.

En parallèle, Auguste Piccard entreprend avec l'assistance technique et financière de la Suisse et de l'Italie, la construction d'un nouveau bathyscaphe, le Trieste, capable de descende à 4000 mètres.

La course aux records

La compétition, très médiatisée, est vive entre les 2 projets. Le 30 septembre 1953, Piccard accompagné de son fils Jacques, atteint 3150 m à bord du Trieste. Le 15 février 1954, au large de Dakar, le FNRS III atteint l'immersion de 4050 mètres avec à bord les 2 français, Georges Houot et Pierre Willm. Ce record tiendra 6 ans.

En 1957, l'US Navy rachète le Trieste et se lance dans la course au record absolu. Une nouvelle sphère est réalisée, et le 23 janvier 1960, le fond de la fosse des Mariannes au large des Philippines est atteint après 5 heures de descente : 10 916 m. Les hommes "les plus profonds du monde" sont l'américain Don Walsh et le fils d'Auguste Piccard, Jacques. Mais la sphère se déforme au cours de cette plongée, et le Trieste doit retrouver sa sphère initiale. Après diverses refontes et une troisième sphère, il poursuit ses plongées jusqu'en 1983.

De son coté, la Marine Nationale met à l'eau en 1961 son deuxième bathyscaphe, l'Archimède. Il atteint le 25 juillet 1962 les 9 545 m. Il ne pourra faire mieux que son rival américain, la fosse choisie, celle des Kouriles (au Nord-Est du Japon), s'avérant moins profonde que prévue. En revanche, il a effectué une centaine de plongées scientifiques, faisant preuve d'une grande fiabilité. L'opération Famous (1973-74) marquera la fin de la carrière de l'Archimède. Jusqu'à sa réforme en 1985, il restera le seul engin au monde capable de descendre en dessous des 6000 m.

Les bathyscaphes construits dans le monde

Année

Nom

Constructeur

Utilisateur

Immersion
max (m)

Déplacement
(tonnes)

Utilisation

1948

FNRS II (*)

FNRS Belgique par le suisse A. Piccard

4000

40

La coque est abîmée lors des essais. La sphère est réutilisée pour le FNRS III

1953

FNRS III

Belgique et France

Marine Nationale Française

4000

90

Il accomplit de 1954 à 1961, 57 plongées scientifiques
Exposé à la Tour Royale à Toulon

1953

Trieste

En Italie par A.Piccard, puis USA

US Navy

4000, puis 11000, puis de nouveau 4000

125,
puis 150

Exploitation scientifique et militaire. Il est réformé en 1963.

1961

Archimède

Marine Nationale Française

Marine Nationale Française

11000

200

Exploitation scientifique jusqu'en 1974. Il est désormais exposé à la Cité de la Mer à Cherbourg

1966

Trieste II

US Navy

US Navy

6000

300

Exploitation scientifique et militaire jusqu'en 1983

(*) Rappel : Le FNRS I ne figure pas dans cette liste car c'est un ballon stratosphérique !

Trop gros ...

La sphère des bathyscaphes est en acier, donc très lourde. Et pour assurer leur flottabilité, on a fait appel à de l'essence (densité plus faible que l'eau, mais néanmoins relativement élevée).

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.

L'arrivée de nouveaux matériaux (titane, mousse syntactique), et aussi une ambition moins grande en terme de profondeur, va permettre la mise au point de sous-marins maniables et légers (donc embarquables).