Cloche de plongée

Alexandre le Grand (Iskander) dans sa colympha (miniature persane du XVI^e siècle).

Cloche à plongeur de la fin du XVII^e siècle ayant servi à récupérer les canons du Kronan (Suède, musée de la Marine de Karlskrona).

Une forme de dispositif similaire aurait été utilisée durant l'Antiquité par Alexandre le Grand en 322 av. J.-C., lequel était conseillé par Aristote. Baptisé colympha, l'engin était selon la légende formé d'un grand tonneau percé de plaques de verre, grâce auquel le souverain aurait exploré les fonds méditerranéens à plusieurs mètres de la surface. Cet épisode, qui appartient à la geste d'Alexandre, est présent dans l'iconographie syriaque puis se diffuse en Occident[2]^,[3].

En 1562, paraît à Venise, l'essai illustré Regola generale di soleuare ogni fondata naue & nauilii con ragione (Règles de la nage et de la navigation) par Niccolo Tartaglia : les gravures montrent de nombreux dispositifs de plongée dont des cloches et des casques de scaphandres primitifs (en verre).

En 1616, l'inventeur et alchimiste Franz Kessler (en) dessine une première cloche de plongée en bois mais la durée d'immersion dépend de la quantité d'air contenu dans l'habitacle[4].

En 1690, le physicien Edmond Halley perfectionne l'invention de Kessler et fabrique une « cloche à plongeur » permettant d'amener deux personnes à 50 pieds (18 mètres) de profondeur. Le système, alimenté en air grâce à des réserves d'air, permet d'effectuer de nombreux travaux en milieu subaquatique (digues, piles de pont...) jusqu'à l'invention de scaphandres fiables. Au même moment, Denis Papin expérimente un prototype de caisson, en forme de tonneau, dans lequel, grâce à une pompe à air centrifuge, et à deux tuyaux de cuir maintenus à la surface de l'eau par une vessie flottante, l'air circule. Une pompe à eau permet de faire entrer, ou sortir le dernier complément de lest, pour plonger ou refaire surface. Ce dispositif, équipé d'un baromètre, mesure la pression de l'eau à l'extérieur.

Au tournant du XIX^e siècle, les « hydrostats » — comme on les appelait[5] — permettant de stationner en profondeur, sont dans la continuité directe des cloches de plongeur et donne naissance au fil du temps à des appareils de plus en plus perfectionnés capables d'atteindre les grands-fonds, tandis que les bateaux submersibles, cherchant à devenir mobiles puis autonomes, engendrent les sous-marins.

En mai 1939, pour la première fois, une cloche de plongée mise au point et dirigée par Charles Momsen, permet de sauver la majorité des hommes d'équipage bloqués dans un sous-marin, le Squalus.

Le principe fondamental sur lequel repose ce dispositif est l'hydrostatique, en rapport avec la mécanique des fluides développée d'abord par Archimède, puis à l'époque moderne, par Simon Stevin et Blaise Pascal (cf. le principe de Pascal).

Cloche de Halley

Schéma de la cloche de Halley (gravure de Broux).

La cloche à plongeur de Halley est formée d'une chambre de bois rendue étanche et lestée de plomb. Elle est munie de vitres dans sa partie supérieure pour laisser entrer la lumière. L'air peut y être renouvelé par l'apport régulier de tonneaux d'air frais depuis la surface qui sont ouverts sous la cloche. Le système permet également des sorties grâce à un casque en verre relié à la cloche par un tuyau. La pression permet de bloquer l'entrée de l'eau dans la cloche.

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