Chapitre 233-2 : Coque.

Dispositions générales

1. Le timbre doit être calculé en adoptant la densité de référence pour déterminer la masse volumique de l'eau et en tenant compte éventuellement de la compressibilité de l'eau.

2. L'effet de compressibilité peut être négligé lorsque son omission dans le calcul du timbre induit une erreur relative inférieure à 1 %.

3. Pour les sous-marins à capacité(s) hyperbare(s), on doit définir, pour ces compartiments, un timbre en pression extérieure et un timbre en pression intérieure ainsi que la différence de pression maximale admissible entre les pressions intérieure et extérieure.

4. Le timbre des capacités résistantes doit être au moins égal à celui de la coque résistante.

5. Le timbre d'une capacité résistante dans laquelle il est prévu de chasser au moyen de gaz comprimé est égal au timbre de la coque, augmenté de la surpression maximale induite par l'opération de chasse.

6. Le timbre d'une capacité résistante conçue pour être utilisée moyennant une pressurisation préalable au moyen d'un gaz comprimé est égal à la pression de pressurisation lorsque cette pression est supérieure au timbre de la coque ; il est égal au timbre de la coque dans le cas contraire.

7. Le timbre de la coque résistante et les timbres des capacités résistantes doivent être mentionnés dans la spécification d'ensemble du sous-marin. La justification du calcul des différents timbres doit être portée au dossier de sécurité.

8. La coque, l'éventuelle exostructure, les accessoires de coque ainsi que les différents équipements doivent avoir une résistance suffisante dans toutes les conditions normales et anormales prévisibles en opération, conformément au règlement d'une société de classification agréée.

9. Le demandeur est tenu de produire les spécifications des matériaux utilisés, indiquant notamment leur composition chimique, leur mode d'élaboration et leurs caractéristiques mécaniques tant à l'état de réception qu'à l'issue des opérations de fabrication de la coque.

10. Le demandeur est tenu de justifier, par la présentation d'un dossier visé par un organisme agréé et comportant des résultats d'essais ayant valeur statistique, les valeurs adoptées dans ses calculs pour les différentes caractéristiques mécaniques des matériaux utilisés.

11. Sous réserve des dispositions qui suivent, le choix des matériaux utilisés pour la fabrication de la coque et des capacités résistantes doit être effectué par le concepteur.

12. Les matériaux doivent être choisis de façon à éviter tout risque de rupture brutale en exploitation.

13. Les matériaux doivent être choisis en fonction de leur insensibilité à la fissuration sous contrainte dans les conditions d'emploi prévues. Ils doivent être exempts de toute espèce de ségrégation susceptible de constituer des lignes préférentielles de propagation des fissures sous l'effet des sollicitations cycliques appliquées à la coque et aux capacités résistantes.

14. Les matériaux doivent satisfaire aux critères de qualité attachés à leur utilisation, en tant que produits, en particulier vis à vis de la corrosion.

Solidité et mode de construction de la coque - Compartimentage

1. Le concepteur est tenu d'établir un dossier de définition de la coque et des capacités résistantes comprenant notamment :
- les plans de réalisation,
- la spécification de réalisation associée,
- les règles de qualification des procédés d'assemblage et de mise en œuvre utilisées,
- les règles de sélection et de qualification du personnel admis à procéder à l'assemblage de la coque et à la mise en œuvre des matériaux la constituant,
- les modalités de contrôle de la coque en cours de fabrication, et à l'issue de la fabrication.

2. Les plans de réalisation doivent porter la mention des tolérances de fabrication admises, notamment sur l'épaisseur des éléments qui entrent dans la constitution de la coque, et sur la réalisation de la forme théorique de la coque. Ils doivent comporter également la définition des assemblages et la trace des lignes d'assemblage sur le bordé de la coque résistante et sur les éléments connexes.

3. La spécification de réalisation de la coque résistante doit préciser en particulier la nature des matériaux utilisés pour constituer la coque et les capacités résistantes, la procédure d'approvisionnement de ces matériaux, la nature des procédés d'assemblage et de mise en œuvre utilisés, les règles de dimensionnement des assemblages, la procédure d'approvisionnement des éléments d'assemblage, les règles de mise en œuvre des éléments d'assemblage, la nature et l'importance des défauts de réalisation admissibles et les règles de réparation des défauts qui, sans entraîner le rebut de la structure, ne peuvent être laissés en l'état.

4. La spécification de contrôle de la coque doit indiquer notamment la nature et l'étendue des contrôles pratiqués à tous les stades de fabrication de la coque, ainsi que les moyens mis en œuvre pour effectuer ces contrôles. Ce document doit préciser en outre la nature et les modalités des essais hydrauliques effectués sur la coque à l'issue de sa construction.

5. Le concepteur doit effectuer l'inventaire des différents modes de destruction qui peuvent affecter la coque et les capacités résistantes. Mention de chacun des modes de destruction inventoriés doit être portée au dossier de sécurité.

6. Chacun des modes de destruction recensés doit donner lieu à une estimation de la pression de destruction correspondante, basée sur les caractéristiques des matériaux entrant dans la composition des divers éléments de la coque ou des capacités résistantes ainsi que sur leurs tolérances de réalisation. Les règles de calcul utilisées pour la détermination de chaque pression doivent être mentionnées explicitement dans le dossier de sécurité.

7. La pression de destruction différée doit être définie pour la température la plus contraignante dans le domaine d'emploi et pour le matériau utilisé.

La température retenue pour le calcul de la pression de destruction différée ne doit être en aucun cas inférieure :
- à 20°C pour les parois des compartiments normobares, à l'exception des parois qui sont communes avec les compartiments hyperbares,
- à 30°C pour les parois des compartiments hyperbares.

8. La pression de destruction théorique de la coque PD, est égale à la plus faible des pressions de destruction afférentes aux divers modes de destruction recensés ou à leur combinaison généralement plus faible. Le concepteur est tenu de fournir toutes les justifications nécessaires sur la procédure suivie pour déterminer la pression de destruction théorique.

9. Dans le cas d'une coque faite d'acier dont la limite élastique est inférieure ou égale à 700 MPa, la pression de destruction théorique PD doit être au moins égale aux valeurs indiquées ci-après, lorsqu'elle est exprimée en fonction du timbre P :

2 P pour 0 < P ≤ 2 MPa
P + 2 Mpa pour 2 < P ≤ 4 MPa
1,5 P pour 4 < P ≤ 30 MPa
P + 15 Mpa pour 30 < P ≤ 50 MPa
1,3 P pour P > 50 MPa,

soit, en exprimant le timbre P en fonction de la pression de destruction PD, celui-ci est au plus égal à :

PD/2 pour 0 < PD ≤ 4 Mpa
PD-2 MPa pour 4 < PD ≤ 6 Mpa
2/3 PD pour 6 < PD ≤ 45 MPa
PD-15 MPa pour 45 < PD ≤ 65 Mpa
10/13 PD pour PD > 65 MPa.

Pour les matériaux autres que les aciers visés ci-dessus, les dispositions ci-dessus seront adaptées au cas par cas, selon les avis de la commission centrale de sécurité. Il appartiendra au demandeur de présenter les éléments de jugement nécessaires, tels que : spécification du matériau (caractéristiques, mise en œuvre, contrôle de qualité, etc.), procédures de dimensionnement (calculs, expérimentations, validation réciproque, démonstration de la sécurité, etc.), expérience en service, etc.

10. Pour les éléments de coque qui sont sujets au fluage, la destruction différée sous une pression égale à 1,2 P, et pour la température visée au 7. ci-dessus, ne doit pas intervenir avant un délai Tf, égal à dix fois la somme de la plus longue plongée individuelle prévue au dossier d'exploitation et de la durée de survie mentionnée dans le dossier de sécurité. Le délai Tf ne doit en aucun cas être inférieur à 1 000 heures.

11. Vis-à-vis des phénomènes de fatigue, la coque doit être conçue pour supporter un nombre de cycles de pression entre 0 et 1,1 P au moins égal au double du nombre des plongées prévues au cours de la vie du sous-marin et présenter, à l'issue de ce cyclage, une pression de destruction au moins égale à 90 % de la pression de destruction théorique. Le nombre de cycles de pression à prendre en compte ne doit pas être inférieur à 1 000.

12. Comme pour la résistance à court terme (9. ci-dessus), les dispositions relatives au fluage et à la fatigue (10. et 11. ci-dessus) doivent être adaptées dans le cas de matériaux autres que les aciers visés en 9., selon les exigences de la commission centrale de sécurité et/ou de la (des) société(s) de classification agréée(s) en la matière.

13. Les capacités résistantes doivent être dimensionnées selon les règles ci-dessus, sous réserve des dispositions des paragraphes 6 et 7 de l'article 233-2.01 concernant la définition de leur timbre.
14. Dans l'établissement des plans de coque et des capacités résistantes, on doit prendre soin :
- de réduire les concentrations de contraintes par l'utilisation de tracés appropriés,
- d'éloigner le plus possible les assemblages, et notamment les joints soudés, des discontinuités de forme importantes et, de façon générale, de toute zone dans laquelle une concentration de contraintes est prévisible.

Dans la conception de la coque, des mesures appropriées doivent être prises pour faciliter les opérations d'entretien et de surveillance au cours de la vie du sous-marin.

15. Un dispositif de remorquage doit être prévu.

16. Un point de hissage de secours permettant l'allègement du sous-marin en immersion doit être prévu.

17. L'exostructure du sous-marin doit être conçue pour assurer la protection de la coque ainsi que celle du matériel nécessaire à la sécurité de l'exploitation. Si elle assure la protection de zones critiques, elle doit pouvoir résister à des accélérations d'impact égales à 2g.

Traversées de la coque résistante

1. Pour l'ensemble des dispositifs de traversée de la coque résistante, la conception des systèmes d'étanchéité, des dispositifs de liaison et des mécanismes de verrouillage doit être élaborée de façon à garantir la résistance du montage et le maintien de son étanchéité non seulement sous l'effet de la pression extérieure, mais encore sous l'effet d'une surpression interne nominale de 200 hPa. Ces garanties sont obtenues par le moyen d'épreuves en surpression à 300 hPa.

2. Aucun filetage ne doit être pratiqué dans le bordé de la coque résistante. Des filetages peuvent être tolérés dans les surbaux de coque, sous réserve que les éléments de liaison qui les utilisent ne jouent aucun rôle de sécurité.

3. Le dimensionnement des brèches démontables et des panneaux d'accès doit être effectué de la même manière que tout élément de la coque résistante.

4. Les mécanismes d'ouverture et de fermeture des panneaux de coque doivent être manœuvrables aussi bien de l'intérieur que de l'extérieur des compartiments auxquels ils donnent accès. La conception des mécanismes de verrouillage doit être telle qu'aucun déverrouillage ne puisse se produire de façon involontaire.

5. Les traversées électriques sans interruption du câble doivent être établies de façon à ce que le fluage du câble sous l'effet de la pression d'immersion ne se produise pas à une pression inférieure à la pression de destruction calculée de la coque. Le demandeur est tenu de fournir dans le dossier de sécurité, toutes justifications sur les dispositions matérielles et les procédures de montage adoptées pour garantir que cette exigence est remplie. De plus, les câbles doivent, outre leur étanchéité radiale, présenter une étanchéité au cheminement longitudinal à un niveau qui ne fasse pas courir au sous-marin des risques inacceptables. Les spécifications d'étanchéité longitudinale adoptées, ainsi que la mention des essais de qualification, doivent être portées au dossier de sécurité.

6. La traversée de la coque résistante par des câbles électriques non pourvus d'une étanchéité longitudinale doit s'effectuer par l'intermédiaire de barrages étanches et résistants. Deux barrages au moins doivent être disposés en série. Chaque barrage doit être individuellement capable de la même résistance que tout autre élément de la coque résistante, en conservant son étanchéité, les conducteurs étant parcourus par le courant maximal pour lequel ils sont prévus. La mention des essais de qualification pratiqués sur les traversées doit être portée au dossier de sécurité.

7. La traversée des parois des capacités résistantes par des câbles électriques non pourvus d'une étanchéité longitudinale doit s'effectuer selon les dispositions ci-avant, à l'exception de l'exigence relative au doublement des barrages d'étanchéité, dont l'application doit être appréciée au vu des conséquences, sur la sécurité du sousmarin, de l'envahissement de la capacité en cause et au vu des possibilités de surveillance de l'étanchéité.

8. Les traversées de la coque résistante par des tuyautages qui véhiculent un fluide qui ne peut être mis en contact avec le matériau de la coque, soit en raison de son agressivité, soit en raison des exigences de pureté ou de propreté auxquelles il doit satisfaire, doit s'effectuer par l'intermédiaire d'une pièce amovible, réalisée dans un matériau adéquat et tenue au surbau de coque par un dispositif mécanique.

9. Les traversées mécaniques doivent être pourvues, au franchissement de la coque résistante, d'un double barrage d'étanchéité, ayant au moins les mêmes pressions de destruction que la coque résistante elle-même.

10. A proximité immédiate de la traversée de coque, l'élément matériel qui franchit la coque résistante, doit comporter dans sa partie extérieure à la coque, un épaulement ou un collet qui empêche sa rentrée sous l'effet de la pression d'immersion au cas où cette rentrée peut avoir lieu si se produit la rupture d'un élément de liaison dans la chaîne de transmission des mouvements ou des efforts.

11. Les règles ci-dessus s'appliquent aux capacités résistantes, sous réserve des dispositions concernant la définition de leurs timbres en pression intérieure et en pression extérieure.

12. A toute traversée par tuyautage, doit, en règle générale, être associé un double sectionnement d'isolement situé à l'intérieur du compartiment (sectionnement de coque). Ces sectionnements doivent être fixés aussi près que possible de la coque. Lorsque le sectionnement le plus intérieur n'est pas contigu à la coque, le tuyautage qui l'y réunit doit être dimensionné pour au moins les mêmes pressions de destruction que celle-ci.

13. Les sectionnements de coque doivent être rapides et sûrs. Leur résistance à la pression doit être éprouvée. Des prescriptions plus détaillées sont données dans les chapitres qui suivent relativement aux différents types de circuits.

Hublots

1. Même en l'absence de sollicitation, le remplacement périodique des hublots doit être prévu compte tenu de la sensibilité aiguë au vieillissement des matériaux utilisés.

2. Le montage des hublots et des joints doit être réalisé de manière à obtenir une répartition uniforme des contraintes.

3. Le montage et le dimensionnement des hublots doit prendre en compte le ou les sens dans le(s)quel(s) s'exerce la pression. La valeur nominale minimale à prendre en compte, quelque soit ce sens, est de 200 hPa.

4. La résistance à court terme (sous une action immédiate de la pression), à long terme (sous l'action d'une pression permanente induisant un fluage) et après un cyclage en pression représentatif des conditions d'utilisation doit être démontrée. Les vérifications vis-à-vis des modes classiques de flambement doivent être également effectuées.

5. Les dimensionnements et les montages de hublots qui ont fait leurs preuves au plan expérimental ou en utilisation réelle sont dispensés des dispositions de qualification ci-dessus.

6. Des mesures extensométriques directes, en connexion avec des calculs de dimensionnement faisant appel à des modélisations numériques des formes et du matériau constituant le hublot, peuvent être prises en compte dans les procédures de qualification.

7. La liberté nécessaire de dilatation ou de contraction du hublot ne doit pas remettre en question son étanchéité.

8. Dans les sous-marins à passagers, une paroi transparente, non nécessairement résistante à la pression, doit être posée sur le côté interne du hublot afin, en particulier, que ce dernier soit hors d'atteinte des passagers.

Epreuves
1. Il est distingué deux catégories d'épreuves obligatoires :

1.1. les épreuves de résistance qui ont pour objet de vérifier la résistance des éléments. Ce sont obligatoirement des épreuves hydrauliques. En principe, la pression d'épreuve doit être égale à au moins 1,25 fois la pression de service. Toutefois, dans le cas particulier des navires sous-marins exploités à des profondeurs très grandes, une pression d'épreuve plus basse peut être acceptée sans qu'elle puisse être inférieure à 1,10 fois la pression de service. Dans ce cas, des mesures extensométriques doivent être effectuées en complément.

1.2. les épreuves d'étanchéité qui ont pour but de vérifier que l'étanchéité des enceintes ou des éléments soumis à épreuve respectent les critères d'étanchéité fixés par le concepteur. Elles doivent être réalisées au moyen du fluide pour lequel les dispositifs d'étanchéité sont conçus, ou d'un fluide réputé équivalent pour la vérification de l'étanchéité. Cette épreuve doit être réalisée à une pression au moins égale à 1,1 fois le timbre. La chute de pression après 24 heures d'application ne doit pas être supérieure à 1 p.100, les corrections de variation de température ayant été effectuées.

2. La pression sera appliquée dans des conditions telles que les personnels impliqués soient en permanence en sécurité.