Comment les sous-marins produisent-ils leur propre oxygène ?

L’oxygène à bord : comment les sous-marins respirent en eaux profondes

Le mystère plane souvent autour de la vie à bord d’un sous-marin. Confinés dans un espace clos et immergé, comment ces navires peuvent-ils assurer la survie de leur équipage pendant des semaines, voire des mois ? La question cruciale est bien évidemment la production d’oxygène, élément vital à la respiration. Si le renouvellement de l’air peut sembler trivial à la surface, il devient un véritable défi technologique sous la mer.

Contrairement à ce que l’on pourrait penser, les sous-marins ne transportent pas d’immenses réserves d’oxygène comprimé. Cette solution serait impraticable en raison de l’espace nécessaire et des risques liés à la manipulation de gaz sous pression. C’est donc une production d’oxygène in situ qui est privilégiée.

L’électrolyse de l’eau : une solution maîtresse pour les sous-marins nucléaires

Les sous-marins nucléaires, grâce à leur source d’énergie presque illimitée, utilisent une méthode éprouvée et efficace : l’électrolyse de l’eau. Le principe est simple : en faisant passer un courant électrique dans l’eau (de préférence distillée), on sépare les molécules d’eau (H₂O) en leurs composants : l’hydrogène (H₂) et l’oxygène (O₂).

• L’oxygène produit est alors directement injecté dans le système de ventilation du sous-marin, assurant un taux d’oxygène adéquat pour la respiration de l’équipage.
• L’hydrogène, quant à lui, est généralement évacué à l’extérieur.

Cette méthode offre l’avantage d’être fiable, continue et de produire de l’oxygène pur. Elle est particulièrement adaptée aux longs séjours sous-marins et à la taille des équipages embarqués sur les sous-marins nucléaires.

Épuration de l’air : bien plus qu’une simple production d’oxygène

Cependant, produire de l’oxygène n’est qu’une partie de l’équation. Il est tout aussi crucial d’éliminer le dioxyde de carbone (CO₂), produit par la respiration des occupants. Si la concentration de CO₂ devient trop élevée, elle peut provoquer des maux de tête, des étourdissements, voire des problèmes plus graves.

Pour cela, les sous-marins sont équipés de systèmes sophistiqués d’épuration de l’air. L’une des techniques couramment employées repose sur l’utilisation de tamis moléculaires. Ces tamis sont constitués de microbilles dotées d’une structure poreuse qui capture spécifiquement les molécules de CO₂. L’air vicié est ainsi filtré, débarrassé de son CO₂, et l’air purifié est renvoyé dans le système de ventilation.

D’autres technologies peuvent également être utilisées, telles que l’absorption chimique du CO₂ par des solutions absorbantes. Ces solutions réagissent avec le CO₂, le transformant en un composé stable et inoffensif.

En résumé : un écosystème artificiel complexe

La production d’oxygène et l’épuration de l’air à bord d’un sous-marin sont des processus complexes et interconnectés. Ils constituent un véritable écosystème artificiel, conçu pour maintenir un environnement respirable et sain pour l’équipage, quelles que soient les conditions extérieures. L’ingéniosité et la technologie mises en œuvre pour relever ce défi témoignent de la capacité de l’Homme à s’adapter et à survivre dans des environnements extrêmes.

Alors, la prochaine fois que vous entendrez parler d’un sous-marin en mission, souvenez-vous que derrière la discrétion et la furtivité, se cache une prouesse technique qui permet à un équipage de vivre et de travailler en toute sécurité, loin de la lumière du soleil et des brises marines.