Sous-marin à propulsion humaine

Maquette d'étude hydrodynamique du sous-marin à propulsion humaine Scubster

Un sous-marin à propulsion humaine est un véhicule de forme hydrodynamique non pressurisé utilisant uniquement comme énergie pour son déplacement la force musculaire.

Ce sont des prototypes conçus essentiellement pour des programmes de recherche universitaire portant sur la mécanique des fluides, la biomécanique, la mécanique, l'étude des propriétés des matériaux.

Les sous-marins à propulsion humaine sont conçus pour un ou plusieurs pilotes. Ils sont divisés en deux catégories : les humides et les secs. Dans un sous-marin humide, le pilote est en scaphandre autonome afin de pouvoir se libérer et poursuivre une plongée libre si nécessaire.

Il existe plusieurs types de système de propulsion, le plus commun est l'utilisation d'hélices (bi, tri ou quadripales). Quelques équipes utilisent des hélices contra-rotatives et des turbines. Les systèmes de nageoires, ou foils, sont de plus en plus utilisés comme système propulsif de par leur rendement efficace en faible puissance^[1].

Historique

Essentiellement destiné à des fins militaires, les premiers sous-marins conçus seront des sous-marins utilisant la propulsion humaine, au début par action sur une manivelle faisant tourner un arbre sur lequel est montée une hélice, soit par rames, et par la suite par pédalage. Il est recensé aux États-unis 9 sous-marins à manivelle entre 1775 et 1863. Article détaillé en anglais sur les sous-marins à manivelle.

Les courses

Competitors at ISR

Deux courses biennales de sous-marin sont organisées chaque année aux États-Unis et en Angleterre^[2]. Elles rassemblent essentiellement des équipes d'élèves ingénieurs représentant leur université. Cependant les courses sont ouvertes aux indépendants^[3]. Il s'agit uniquement de courses de sous-marins humides.

L'International Submarine Races se déroule au Naval Surface Warefare Center de Carderock à Bethesda, Maryland^[4].

L'European International Submarine Races se déroule à Gosport dans le Ocean Basin de QinetiQ^[5].

Les prix décernés sont : grand prix général, innovation, esprit d'équipe, design, composite, vitesse, maniabilité.

Définition

Les sous-marins humides sont des engins emplis d'eau qui sont réglés pour avoir une flottabilité nulle, positive ou négative selon le besoin du pilote et le profil de plongée adopté.

Matériaux

David Taylor Model Basin, Carderock, Maryland, USA

Les programmes de recherches ont souvent mis en avance les nouveaux matériaux de l'industrie navale ou aéronautique pour développer les vaisseaux. Les plus courants sont l'utilisation des fibres de verre, carbone, bambou pour la peau du sous-marin composé avec des résines polyester et plus souvent époxy. Certains vaisseaux utilisent comme matériaux d'âme le liège, le PVC réticulé ou balsa.

Le Warwick de l'équipe universitaire de Warwick sera le premier sous-marin totalement imprimé en 3D^[6].

Sous-marin monoplace à hélices

Scubster, France

• Scubster, équipe indépendante menée par Stephane Rousson, Prix Innovation ISR 2011^[7]
• Sublime, Hernando County Schools, Spingstead, Florida
• Sultanah III, Sultan Qaboos University
• Archimede VIII, Polytechnique Montréal^[8]
• Nautilus, Technical University of Gdansk
• The Warwick, University of Warwick^[9],[10]
• Godiva 4, University of Warwick
• Nauti Buoy, University of Southampton^[11]
• Tijuana Taxi, University of Veracruz, vitesse 1,91 km/h
• UoSS Orca, University of Southampton^[12], participation à ISR 2015
• The Under Archeiver, Newcastle University^[13]
• HPS Atlantic, Florida Atlantic University

Sous-marin biplace à hélices

• Hullabalooga, Texas A&M University.
• Knotty Dwag, University of Washington^[14]

Sous-marin monoplace à turbine

Sous-marin monoplace à hélices contra-rotatives

• Bluefin, University of Michigan^[15]
• Menrva, Bath University^[16]
• Chinook, University of Victoria and Camosun Engineering Students^[17]
• Skookumchuk 4, University of British Columbia^[18]
• Mayflower, University of Plymouth^[19]

Sous-marin monoplace hybride (hélice et nageoires propulsives)

• Omer 11, Ecole de technologie supérieure^[20]
• Sulis, Bath University

Sous-marin monoplace à nageoires

• Wasub VIII, Delft University of technology^[21].
• Argo, Delft University of Technology^[22].
• Taniwha, Auckland Bioengineering Institute^[23].
• Rivershark, Rhine Waal University^[24].
• Inia, Rhine Waal University^[25]. Piloté par une femme.
• Vaquita, University of California San Diego

Sous-marin biplace à nageoires

• Omer 7,École de technologie supérieure^[26], record de vitesse

Sous-marins en cours de classification

États-Unis

• FAU Boat II, Florida Atlantic University
• Mantaray, Texas A&M University
• Subsonic, Uc San Diego
• Subzero, Hernando County Schools, Spingstead, Floride^[27]
• Jesse V, Old Saybrook high School, vitesse 6,06 km/h
• Trigonus, Ac Mosley High School, vitesse 2,37 km/h
• Rubber Ducky, équipe indépendante, Kids Into Discovery Science, vitesse 1,30 km/h
• Umptysquatch 8, Sussex County Technical School, New Jersey, Smooth Operator Award
• Wolverine, University of Michigan
• Phantom, Virginia Polytechnic Institute , Virginie

Galerie de sous-marin à hélices

• 
  Omer 8
• 
  Seacost
• 
  Archimède 8
• 
  Mighty-Mid
• 
  Université de Warwick
• 
  Argo
• 
  Wasub
• 
  Sublime
• 
  Umptysquash

Sous-marin sec

Le premier sous-marin à propulsion humaine est le Turtle de David Bushnell datant de 1775.

Le Poisson pilote, prototype français conçu par Antoine Delafargue et Michaël de Lagarde, avait pour objectif de traverser la Manche^[28].

Autres projets

Le Subo de Olivier Feuillette est un kayak sous-marin à propulsion humaine utilisant une technique de nageoire^[29].

Notes et références

1. « Undergrads to Take Human Powered Submarine to International Competition », sur ucsdnews.ucsd.edu (consulté le 4 septembre 2018).
2. (en) « 'Underwater Bicycle' Submarines Race It Out In U.K. Pool », HuffPost South Africa,‎ 14 juillet 2018 (lire en ligne, consulté le 4 septembre 2018).
3. Isabelle Croizeau, « Courses de sous-marins à pédales », Futura,‎ 25 décembre 2005 (lire en ligne, consulté le 4 septembre 2018).
4. (en-US) « International Submarine Races », sur International Submarine Races (consulté le 4 septembre 2018).
5. (en-GB) « European International Submarine Races - Home », sur subrace.eu (consulté le 4 septembre 2018).
6. (en-US) « Beyond prototyping: additively manufacturing a human-powered submarine - Make Parts Fast », sur makepartsfast.com (consulté le 6 septembre 2018).
7. « Scubster Nemo | Scubster », sur scubster.com (consulté le 5 septembre 2018).
8. « Archimède – Le sous-marin à propulsion humaine », sur archimede.polymtl.ca (consulté le 4 septembre 2018).
9. (en-GB) « Warwick Submarine | Home », sur warwick.ac.uk (consulté le 7 septembre 2018).
10. (en-GB) « Warwick submarine team UK champions at international race », sur warwick.ac.uk (consulté le 7 septembre 2018).
11. (en) « Human Powered Submarine 2018 », sur southampton.hubbub.net (consulté le 8 septembre 2018).
12. (en) « Human Powered Submarine 2018 », sur southampton.hubbub.net (consulté le 10 septembre 2018).
13. Tareq Haddad, « Newcastle Uni students take their scratch-built human-powered sub to the states », nechronicle,‎ 28 mars 2015 (lire en ligne, consulté le 10 septembre 2018).
14. (en) « Tradition with a modern twist | Mechanical Engineering », sur me.washington.edu (consulté le 4 septembre 2018).
15. (en) « University of Michigan Human Powered Submarine on Seelio », sur Seelio (consulté le 7 septembre 2018).
16. (en) « Human powered sub success for Bath students | University of Bath », sur bath.ac.uk (consulté le 7 septembre 2018).
17. (en) « uvicsubmarine », sur uvicsubmarine (consulté le 7 septembre 2018).
18. (en-US) « Skookumchuck Mk. III: Design & Fabrication (SUBC) | Professional Activities Fund (PAF) », sur paf.engineering.ubc.ca (consulté le 4 septembre 2018).
19. (en) « An underwater competition to set the pulse racing », University of Plymouth,‎ 20 aout 2015 (lire en ligne, consulté le 10 septembre 2018).
20. « Le sous-marin OMER 11 de l’ÉTS bat le record mondial de vitesse », sur prof-ets.etsmtl.ca (consulté le 4 septembre 2018).
21. (en) « WASUB », sur TU Delft (consulté le 5 septembre 2018).
22. (en) « Argo », sur internationalsubmarineraces.org, 18 juin 2015.
23. (en-US) « Project Taniwha », sur taniwha.org.nz (consulté le 7 septembre 2018).
24. (en) « Submarine race of the Rhine-Waal University submarine team in the Spoy Canal on Saturday 2 September 2017 from 2 pm | Rhine-Waal University of Applied Sciences », sur hochschule-rhein-waal.de (consulté le 4 septembre 2018).
25. (en) « HSRW Submarine Team takes second place in Washington | Rhine-Waal University of Applied Sciences », sur hochschule-rhein-waal.de (consulté le 8 septembre 2018).
26. « OMER 7 – Omer ÉTS », sur clubomerets.com (consulté le 7 septembre 2018).
27. (en) « Hernando teams take top prizes at International Human-Powered Submarine Races », Tampa bay,‎ 1^er juillet 2015 (lire en ligne, consulté le 5 septembre 2018).
28. L'Usine Nouvelle, « Découvrez l'étrange sous-marin à pédales prêt à traverser la Manche - Maritime », usinenouvelle.com/,‎ 5 août 2016 (lire en ligne, consulté le 5 septembre 2018).
29. « Subo – Kayak Sous-Marin - One360.eu », One360.eu,‎ 6 novembre 2013 (lire en ligne, consulté le 6 septembre 2018).

Voir Aussi

Articles connexes

• propulseur de plongée
• Propulsion humaine
• Véhicule à propulsion humaine
• Hydrofoil
• Mécanique des fluides
• Biomécanique
• Matériaux composites
• Hélices
• Hélices contra-rotatives

Liens externes

• (en) « International submarine races », sur International submarine races (consulté le 31 décembre 2023)
• (en) « SubRace 2024 », sur European International Submarine Races, 15 janvier 2022 (consulté le 14 mai 2024)