Quelle a été « l’implosion catastrophique » du submersible Titan ?

La recherche de quatre jours du submersible Titan disparu s’est terminée tragiquement . Des rapports ont confirmé que le navire avait fait l’objet d’une « implosion catastrophique » à un moment donné de son voyage vers l’épave du Titanic, qui aurait tué les cinq passagers sur le coup.

Un champ de débris comprenant « cinq débris majeurs différents » de différentes sections du submersible a été découvert au fond de la mer par un véhicule télécommandé, à environ 500 mètres de la proue du Titanic, ont indiqué des responsables.

Ces découvertes sont conformes aux nouvelles précédentes selon lesquelles une signature acoustique « compatible avec une implosion » a été détectée par la marine américaine le jour même où le Titan a commencé sa descente.

Les capteurs des fonds marins de la marine ont détecté la signature dans la zone générale où le navire plongeait lorsqu’il a perdu la communication avec son vaisseau-mère. A l’époque la signature était considérée comme « non définitive ».

Qu’est-ce qu’une « implosion catastrophique » ?

Nous pouvons supposer que l’implosion s’est réellement produite le premier jour de la plongée – mais peut-être pas exactement au même moment où la communication a été perdue avec le vaisseau-mère. Mais pourquoi est-ce arrivé ?

La plupart, sinon la totalité, des submersibles et des sous-marins opérant en profondeur ont une cuve sous pression constituée d’un seul matériau métallique à haute limite d’élasticité. Il s’agit généralement d’acier pour des profondeurs relativement faibles (environ moins de 300 m) ou de titane pour des profondeurs plus importantes.

Un récipient sous pression en titane ou en acier épais a généralement une forme sphérique qui peut résister aux pressions d’écrasement auxquelles vous pourriez vous attendre à 3 800 m – la profondeur à laquelle se trouve l’épave du Titanic.

Le Titan, cependant, était différent. Son récipient sous pression était constitué d’une combinaison de titane et de fibre de carbone composite. Ceci est quelque peu inhabituel du point de vue de l’ingénierie structurelle puisque, dans un contexte de plongée profonde, le titane et la fibre de carbone sont des matériaux aux propriétés très différentes.

Le titane est élastique et peut s’adapter à une gamme étendue de contraintes sans qu’aucune contrainte permanente mesurable ne subsiste après le retour à la pression atmosphérique. Il rétrécit pour s’adapter aux forces de pression et se dilate à mesure que ces forces sont atténuées. Un composite en fibre de carbone, en revanche, est beaucoup plus rigide et n’a pas le même type d’élasticité.

Nous ne pouvons que spéculer sur ce qui s’est passé avec la combinaison de ces deux technologies, qui ne se comportent pas dynamiquement de la même manière sous pression.

Mais ce que nous pouvons dire presque certainement, c’est qu’il y aurait eu une sorte de perte d’intégrité en raison des différences entre ces matériaux. Un matériau composite peut potentiellement souffrir de « délaminage », ce qui conduit à un décollement des couches de renfort.

Cela aurait créé un défaut qui a déclenché une implosion instantanée due à la pression sous-marine. En moins d’une seconde, le navire – poussé par le poids d’une colonne d’eau de 3 800 m – se serait immédiatement effondré de tous les côtés.

Les derniers instants

Lorsque tout est conçu, fabriqué et testé parfaitement, vous avez une forme suffisamment proche de la perfection qui peut résister à la pression globale appliquée dans toutes les directions. Dans ce scénario, le matériau peut « respirer » – rétrécir et se dilater selon les besoins avec la profondeur. L’implosion du Titan signifie que cela ne se produisait pas.

L’implosion elle-même aurait tué tout le monde en moins de 20 millisecondes. En fait, le cerveau humain ne peut même pas traiter l’information à cette vitesse. Même si la nouvelle est dévastatrice, elle est peut-être quelque peu rassurante que les passagers du Titan n’auraient pas subi une fin terrifiante et interminable.

Eric Fusil

Professeur associé, École de génie électrique et mécanique, Université d’Adélaïde