La Physique sous l'eau

[invitefe87435d]

Salut a tous,

je me poser quelques question à propos de l'exploration sous marine (dans le cadre de Science Fiction).

Imaginons que l'on veuille installer une base sous marine a -11000m de profondeur (a peu pres le fond du fond de la plus profonde abysse de mémoire) et ceux a pression atmosphérique. Est ce qu'une architecture en peau d'oignon avec entre chaque couche une pression de plus en plus basse permetterai de soulagé les force sur un dome et donc de pallier au manque de resistance des matériaux ....

Euh autre question con, si je met un dome sous l'eau de telle facon qu'il emprisonne de l'air, est ce que le niveau de l'eau sous le dome varie en fonction de la profondeur ? (mon passager sous le dome finira t'il noyé a cause de la monté de l'eau par augmentation de la pression extérieur ?)

Imaginons que les vaisseaux soit propulser par un systeme MHD (propulsion par des éléctro aimant interagissan avec l'eau) comment réagit le vaisseau avec la pression de l'eau qui l'environne. Doit il resisté a la pression ou le magnétisme résout il le problème.

Merci d'avance
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[invitea3eb043e]

Théoriquement, oui. Si on met des bulles en peau d'oignon avec des pressions décroissantes à chaque fois, on peut compenser la surpression. On obtiendrait le même résultat en solidarisant les bulles par des étais solides. Ce serait mieux que de faire simplement un dôme plus épais.
MAIS d'un point de vue pratique, un dôme un peu vaste résiste très mal à la pression ; par exemple, les Zeppelin ne supportaient pas le poids de la neige. Par ailleurs, il faudrait aussi blinder le fond sinon la faible pression dans la bulle "aspirerait" le fond soumis à 1000 bars.
Il faudrait penser à une sphère et comment fabriquer les portes d'entrée ?

[invitefe87435d]

On obtiendrait le même résultat en solidarisant les bulles par des étais solides

Merci pour l'info

Il faudrait penser à une sphère et comment fabriquer les portes d'entrée ?

euh j'avais pensé a de simple sas, le surplus d'eau étant évacuer par des pompes (un peu comme le principe des pompe NA/K dans une cellule...)

Merci pour la réponse @+

[invite0fe50089]

Pour la station sous-marine que vous allez l'air de vouloir installer dans la fosse des Mariannes, l'idée de la peau d'oignon est intuitivement excellente mais effectivement difficillement réalisable. Le mieux est de se rapprocher d'une structure à forme sphérique d'un point de vue purement mécanique et en considérant que la station ne subit pas de variation d'immersion (le travail d'aller et retour serait assez mauvais). Petit problème à prendre en compte, la température de 4°C régnant à ces profondeurs, pas très bonne pour le matériaus qui a de fortes chances pour se retrouver dans son domaine fragile pour un métal.
On y arrivera sans doute un jour et ce de façon toute simple et classique avec des métaux optimisés, on arrive déjà à faire des submersibles de poche atteignant 6000 mètres pour l'exploration et les sous marins russes à double coque en titane descendent à plus de 1000 mètres...

Pour la bullle d'air, elle atteindra une pression d'incompressibilité, ouf, il est sauvé... C'est le principe de la cloche pour interventions en grandes profondeurs, elle est équilibrée à la pression d'immersion.

Pour les MHD (??) je ne comprends pas la question, comment cela fonctionne-t-il ? et en quoi la pression joue-t-elle un rôle ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitefe87435d]

Le mieux est de se rapprocher d'une structure à forme sphérique d'un point de vue purement mécanique et en considérant que la station ne subit pas de variation d'immersion (le travail d'aller et retour serait assez mauvais). Petit problème à prendre en compte, la température de 4°C régnant à ces profondeurs, pas très bonne pour le matériaus qui a de fortes chances pour se retrouver dans son domaine fragile pour un métal.
On y arrivera sans doute un jour et ce de façon toute simple et classique avec des métaux optimisés, on arrive déjà à faire des submersibles de poche atteignant 6000 mètres pour l'exploration et les sous marins russes à double coque en titane descendent à plus de 1000 mètres...

Pour réaliser la structure j'avais pensé a une immersion par pallier. La structure elle même serait obtenu par bio technologie. Un organisme génétiquement modifié de type corrail produisant une fibre ultrarésistante et rigide (de type fil d'araigné... c meilleur que le kevlar!) la molécule structure répétant un schéma spécifique on obtiendrai, dans la paroie d'un dome, plusieurs couche de fibre concentrique selon une organisation colestérique. Une fois que le premier palier est attein les organismes créés un nouveau dome, on équilibre les pression au point voulu. et on redescent etc...

Pour éviter une création chaotique il suffit de rendre les organisme dépendant a une molécule avec un temps de vie choisi que l'on diffuse aux alentour de la base ... du coup il y a création d'un gradient de concentration de la molécule vitale qui influence les zone de création des paroies.

Pour le reste je compté l'implanté au dessus d'une dorsale océanique pour récupéré l"énergie des point chaud, recueillir la biologie local et utilisé les formidable capacité au niveau réacteur biologique de ce genre de zone.

Pour la bullle d'air, elle atteindra une pression d'incompressibilité, ouf, il est sauvé... C'est le principe de la cloche pour interventions en grandes profondeurs, elle est équilibrée à la pression d'immersion.

Donc dans ce cas de toute facon ya besoin de pallier de décompression pour remonter ...

Pour les MHD (??) je ne comprends pas la question, comment cela fonctionne-t-il ? et en quoi la pression joue-t-elle un rôle ?

Le MagnétoHydroDynamisme consiste a faire avancé un sous marin en utilisant la loie de Laplace. On entroure un sous marin d'aimant (fait avec supraconducteur pour augmenté le champ et baisser l'intensité) de tel facon que l'eau (comportant des charges via ses ions) soit accéléré par magnétisme et propulse le sous marin. Cette propulsion permettrai d'atteindre 500km/h sous l'eau selon JP Petit. Le truc c'es que pour atteindre de tel vitesse il faut bien que la résistance causer par l'eau soit minime. Donc la pression sur la coque doit bien descendre en dessous de la pression à grande profondeur. d'ou plusieurs question

1- qu'en est 'il du phénbomène de cavitation ? Y a t'il formation de bulle ??

2-Ai je besoin de mettre un système de "sac souple gonflable" avec un liquide non compressible et un liquide genre fluorocarbone dans les poumon de mes pilotes pour permettre une réduction de la différence de pression, sans pour autant necessité des pallier de décompression (c chiant dans un scénario ce pb ...). Sinon une simple combinaison antiG et de l'oxygène au masque suffiron...

3- ai je vraiment rien compri au problème ? dans ce cas une aide serai franchement sympa

merci

[invite0fe50089]

Pour la contruction du dôme cela semble séduisant mais je ne connais rien aux biotechnologies... je suis assez basique !
Pour les palliers c'est indispensable excepté pour des plongeurs entraînés, pour cela voir les combinaisons de sauvetage des sous mariniers français MARK 8 ou SM1000, mais attention aux tympans... L'utilisation de cloches impliquent des mélanges au lieu de l'oxygène en fonction des pressions partielles atteintes.
Pour ce qui est du MHD, merci pour cet éclairage qui m'a permis de me renseigner un peu. La cavitation est la naissance de bulles de gaz dont la pression interne est inférieure à la pression d'immersion, quand un liquide coule dans un tuyau d'aspiration et qu'il entre dans une zone modélisable par un tube de Venturi, sa vitesse augmente ce qui amène un réduction de pression. Si cette pression descend en dessous de la pression de vapeur correspondant à la température du liquide, celui ci va se vaporiser et le flux qui s'écoule consistera à la fois de liquide et de poches de vapeur. Continuant son mouvement, le liquide arrive à une zone de pression plus élevée et les cavités de vapeur disparaissent par implosion d'où bruit rayonné et dégâts mécaniques sur les matériaux (notamment les pales d'hélices). Plus la pression augmente et plus la cavitation est théoriquement générée puisque la pression d'immersion augmente, mais la turbine magnétique semble éviter ce problème. Par contre, comme signalé sur les sites qui est parlent, les champs à fournir par conduction ou induction sont énormes et ne semblent actuellement réalisables que pour de faibles vitesses. Aujourd'hui, seuls les russes dépassent les 400 km/h sous l'eau avec leurs torpilles à propulsion au propergol grâce à un appendice qui crée une surpression en pointe et fait que la torpille évolue dans une bulle de gaz (même principe que les missiles ballistiques tirés d'un sous marin), mais c'est assez dangereux (cf. Koursk).

PS: pour la production d'énergie au fond, une pile à combustible semble idéale, en plus on pourrait utiliser l'eau de mer pour produire son oxygène par hyddrolyse et récupérer l'hydrogène pour produire de l'électricité en recombinant avec l'oxygène en surplus ...

[invitefe87435d]

Pour la contruction du dôme cela semble séduisant mais je ne connais rien aux biotechnologies... je suis assez basique !

Moi non plus ... c'est de la pure imagination sans fondement scientifique dur ...

PS: pour la production d'énergie au fond, une pile à combustible semble idéale, en plus on pourrait utiliser l'eau de mer pour produire son oxygène par hyddrolyse et récupérer l'hydrogène pour produire de l'électricité en recombinant avec l'oxygène en surplus ...

apres lecture de ton message je me suis renseigné ta piste était meilleur que la mienne les Pile a combustible me sembler em*** a cause du stockage d'hydrogène et d'oxygène. J'avais pensé a un tore de supraconducteur pour le stockage (nom du projet SMES) mais la taille du tore est trop grande pour un sous marin type chasseur. Mes sous marin aurons la taille d'avion de chasse. Du coup g trouver un mode de stockage le NaBH4 qui reagit avec l'eau pour donner NaBO2+4h+4e-. Le truc c ke je vais devoir considéré que mes sous marin consomme peu d'énergie (1l de ce produit permet a une voiture de faire 4km...).

PS: j'avais penser recycler mon oxygene (contenu dans le fluorocarbone) par des chloroplaste dans un bain sous rayonnement lumineux... ca permert de créé du glucose convertible en electricité par le cycle de Krebbs. (des xp on était faite pour produire de l'electricité en utilisant des bactérie, on a modifier quelques une de leur protéine. ET ca marche!!) ca evite la présence de gaz sous l'eau et minimise les pb de pression (je me base seulement sur abyss pour dire ca...)

Aujourd'hui, seuls les russes dépassent les 400 km/h sous l'eau avec leurs torpilles à propulsion au propergol grâce à un appendice qui crée une surpression en pointe et fait que la torpille évolue dans une bulle de gaz (même principe que les missiles ballistiques tirés d'un sous marin), mais c'est assez dangereux (cf. Koursk).

moi j'ai pas trouver mieux comme armement ... une torpille allant a 60km/h c pas top dans ce genre d'univers... et pis ca permet d'avoir des combat canon comme dans Top Gun (il suffit de réduire la taille du projectile et de lui donner un mode de propulsion a poudre doper au cesium ... cf site de JP petit http://www.*********.com/ ya tout une partie sur la MHD)

voila voila merci pour tes réponse @++