Le coût d’un porte-avion se chiffre en milliards d’euros. Difficile, donc, de réaliser des prototypes pour les tester… Mais des maquettes, si ! Près de Rouen, à Val-de-Reuil (Eure), la Direction générale de l’armement (DGA) concentre toute la recherche et développement dans son centre d’expertise d’essais « Techniques hydrodynamiques ».
Ici, tous les bâtiments de la marine ont préalablement connu une première vie sous la forme d’une maquette, laquelle a été soumise à toute sorte de tests. Celle du porte-avions de nouvelle génération (PANG) ne déroge pas à la règle, avant que son pendant grandeur nature ne remplace le Charles-de-Gaulle en 2038.
Tests de tenue en mer
A l’intérieur du centre de Val-de-Reuil, piscines géantes et tunnels immergés doivent permettre de tester la tenue en mer du porte-avions, et les phénomènes de cavitation. Les ingénieurs du centre travaillent avec Naval Group et les Chantiers de l’Atlantique, les deux industriels chargés de la conception du navire. Avec le sous-marin nucléaire lanceur d’engin (SNLE), le porte-avions occupe la majorité de l’activité sur le site.
L’un des bassins de test est le B600, long de 545 mètres, dans lequel la maquette de 10 mètres de long du PANG (échelle 1:30) affronte une houle pour tester sa tenue en mer. « Le but est d’assurer la sécurité des personnes, mais aussi la compatibilité avec le système d’armes, comme le déploiement des missiles et l’appontage des hélicoptères », explique un ingénieur. Un essai dure entre une semaine et un mois pour évaluer une performance de la maquette.
Direction générale des armées Test de la maquette dans le bassin de la DGA à Val-de-Reuil. Crédit : Direction générale de l'armement.
Sortie au lac de Castillon
Bien que le B600 soit le plus long d’Europe, il n’est pas assez large (15 mètres) pour permettre à la maquette de réaliser des virages. Les performances manœuvrières du PANG sont donc réalisées sur le lac de Castillon (Alpes-de-Haute-Provence), entouré de montagnes. Contrairement aux bassins à houle, les ingénieurs recherchent sur place « une eau très calme pour qu’aucun élément extérieur ne vienne biaiser nos mesures », explique l’un d’entre eux. Pour optimiser les conditions, les tests sont menés à l’aube, lorsque le vent est le moins fort.
Direction générale de l'armement Test de la maquette du PANG au lac de Castillon. Crédit photo et vidéo : Direction générale de l'armement.
Lorsque le porte-avions engage un virage très serré, un système permet compenser l’angle de gîte (l’inclinaison du navire). Les essais sur maquette au lac de Castillon doivent vérifier la performance de ce système. « La maquette est suivie par un GPS qui délivre une précision en dessous du centimètre », souligne l’ingénieur. Le dernier test sur le lac de Castillon s’est déroulé en avril 2021. Le prochain est planifié à partir du printemps 2022.
Poids de la simulation numérique
Près de la moitié des tests de conception du PANG sont réalisés par l'intermédiaire des simulations numériques. « Sans la simulation numérique, nous aurions dû construire une deuxième maquette du porte-avion », confie un porte-parole du centre. Avec les années, la simulation numérique a pris une part de plus en plus importante dans les activités de la DGA. Le centre a inauguré son supercalculateur en 2018 qui rassemblait 4 000 cœurs. Il en compte 12 000 aujourd'hui.
Ces simulations modélisent le navire et son environnement (contrainte des matériaux, vitesse...) dans leur but d’optimiser sa forme. La simulation numérique permet de vérifier les écoulements, et de réaliser des calculs sur les différents modes de propulsion. « A chaque changement dans un paramètre du bateau, il faut refaire l’ensemble des simulations, car un paramètre peut influencer sur tous les autres, explique Nicolas, ingénieur au centre hydrodynamique de la DGA. L’aspect numérique et expérimental est réalisé à chaque phase du projet. » Un travail de longue haleine à mener avant que le futur porte-avions français ne prenne la mer dans sa version finale.
