L’étude sur les sous-marins dépend tous d’abord du principe de pascal.
Sur la surface d'un corps immergé, s’exerce une pression, en bars, perpendiculaire à cette surface, dirigée vers l'intérieur et égale au nombre de dizaines de mètres d'immersion.
Ainsi, à l'immersion de 100 mètres s'exerce une pression de 10 bars (appliquée sur l cm2). Toute augmentation de 10 mètres de profondeur s'accompagne d'une augmentation de pression de 1 bar. Appliqué au sous-marin, ce principe permet de comprendre que les forces croissantes qui s'exercent sur la coque, tendent à l'écraser. La "coque épaisse" abrite le personnel et le matériel. Elle est construite en acier très résistant. Son épaisseur est calculée en fonction de l'immersion maximum prévue par le programme militaire du bâtiment.
Si le poids du sous-marin devenait plus élevé que la poussée qu'il reçoit, il coulerait au fond de la mer et ne pourrait plus remonter (c'est pourquoi dès la conception du sous-marin il faut étudier avec précision son poids pour définir le volume des ballasts et éviter ainsi que le sous-marin ne sombre). Or, le volume des ballasts, arrêté à la construction, est constant. Il faut donc régler le poids du sous-marin lui-même en fonction des ballasts pour que l'on puisse toujours obtenir l'égalité Poids=Poussée. Cette opération appelée "la pesée", est
réalisée lors des premiers essais en mer. Mais il ne suffit pas que le sous-marin soit en équilibre statique. Il faut aussi qu'il puisse naviguer droit et qu'il puisse rester dans cette position, pour cela trois facteurs rentrent en jeux.
L'Assiette :
L'assiette d'un sous-marin définit son inclinaison longitudinale. C'est l'angle alpha que fait le fond du sous-marin avec l'horizontale. Elle dépend de la position du centre de gravité c'est à dire de la répartition des poids dans la coque, par rapport au centre de poussée. Si le sous-marin est trop chargé à l'arrière, il s'incline, l'angle alApha est positif l'assiette est positive. Inversement, s'il est trop chargé à l'avant, l'assiette est négative. Si alpha est nul, le bâtiment est horizontal. Il est en assiette zéro.A
Le Gîte :
Le gîte d'un sous-marin définit son inclinaison transversale. C'est l'angle B que fait l'axe longitudinal du plan transversal avec la verticale
Si le sous-marin est trop chargé à bâbord, il s'incline vers la gauche on dit qu'il y a de la gîte sur bâbord.
De même s'il est trop chargé à droite, il y a de la gîte sur tribord.
Et enfin la stabilité :
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La stabilité d'un sous-marin est la qualité qu'il possède de revenir en assiette zéro (position 1' horizontale) et sans gîte, lorsqu'il est écarté de cette position pour une raison quelconque: houle, mouvement de poids à l'intérieur du sous-marin, etc... Pour une meilleure stabilité, il faut abaisser au maximum le centre de gravité et pour cela, il importe de placer les installations les plus lourdes dans les fonds du sous-marin.
Ainsi, lorsqu'il navigue, le sous-marin subit constamment des variations de poids, dues notamment à la consommations de vivres et de carburants( variations dut a l’a perte de poids dans l’habitacle), ou à des entrées accidentelles d'eau de mer ( variations dut a l’apport de poids en plus dans le sous-marin).
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Il subit aussi des variations de centre de gravité, par exemple, si tout l'équipage se déplace à l’arrière du sous-marin pour x raisons, cela modifie donc la répartition du poids du sous-marin et l’on doit donc en permanence effectuer la « pesée du sous-marin » c'est à dire l'ensemble des opérations qui permette de rétablir l'égalité Poids=Poussée, pour faire naviguer le bâtiment en plongée en assiette zéro et sans gîte. Pour cela il dispose de caisses à eau spécifiques (régleurs, compensateur, caisses d'assiettes, etc...).