Publié le 8 nov. 2019 à 7:30

Cette année, Naval Group a franchi une nouvelle étape en matière de propulsion anaérobie permettant aux sous-marins de remonter moins souvent en surface, ce qui les rend moins vulnérables. De fait, l'Air Independent Propulsion (AIP) doit devenir un fer de lance pour Naval Group à l'exportation. Car cette technologie est une alternative à la propulsion nucléaire que la France s'interdit d'exporter pour des raisons de souveraineté. Comparativement, les systèmes de propulsion classique en mode diesel et électrique imposent une remontée en surface tous les 3 ou 4 jours, tandis qu'avec l'AIP, le sous-marin peut rester trois semaines en plongée. Le site de Nantes-Indret du groupe naval, qui travaille sur ce projet depuis 2003, vient donc de réussir pour la première fois à faire tourner à terre, pendant 18 jours, un démonstrateur à l'échelle 1. « L'objectif était de reproduire les conditions réelles d'une patrouille, avec des arrêts, des démarrages et des variations de puissance », expose Marc Quémeneur, chargé de l'innovation technique sur le programme AIP.

Une première mondiale

Le système AIP 3G de Naval Group, présenté comme une première mondiale, associe deux technologies de rupture protégées par pas moins de 70 brevets. En premier lieu, l'hydrogène qui fait fonctionner la pile à combustible est fabriqué à bord via un processus chimique de reformage du gazole. Cela permet d'éviter les problèmes de sécurité liés au stockage de l'hydrogène à bord. Qui plus est, le gazole est disponible partout et à moindre coût. L'autre innovation majeure porte sur la production d'air, toujours à bord, par injection d'azote au niveau de l'arrivée d'oxygène, stocké sous forme cryogénique dans un réservoir. Cet air entre en réaction avec l'hydrogène dans la pile à combustible, afin de générer l'électricité nécessaire aux besoins à bord du sous-marin et à sa propulsion.

En outre, ce système présente l'avantage d'une grande discrétion acoustique si on le compare avec la première génération de l'AIP Mesma vendu au Pakistan en 2008, lequel utilisait un système de vapeur. Cet air de synthèse est aussi celui que respire l'équipage. Par rapport aux concurrents, dont l'allemand TKMS, utilisant de l'oxygène pur, l'air ainsi fabriqué permet un recours à des technologies civiles déjà éprouvées. Pour des raisons de sécurité, Naval Group a également écarté les procédés de reformage d'éthanol, hautement inflammable, ou de méthanol, exploré par ses concurrents mais comportant un risque de toxicité.

Production additive à l'étude

Ce test réalisé sur 18 jours a permis de valider « la performance, l'endurance et la sécurité du système », ajoute Franck Rimbault, directeur de l'activité AIP au sein du groupe, soulignant que la technologie est désormais assez mature pour être commercialisée sur des sous-marins neufs, mais aussi en vue de la rénovation de modèles anciens. « Des discussions sont en cours », précise-t-il. Sur un sous-marin de type Scorpène, la propulsion anaérobie représenterait un volume de 6 mètres de diamètre sur 10 mètres de longueur. Si le démonstrateur à terre développe une puissance de 130 à 180 kW, les modèles qui seront embarqués atteindront de 300 à 500 kW. « Et l'histoire de l'AIP ne fait que commencer, estime Marc Quémeneur. La perspective est d'aller vers de plus fortes puissances sur des volumes identiques et, pour atteindre cette compacité, nous travaillons sur de nouveaux moyens de production additive. » Programme phare de la R&D de Naval Group, l'Air Independent Propulsion mobilise une équipe de 80 experts sur le site de Nantes-Indret.