PA2 : combien de lignes d'arbre ?

© Inconnu. Le cuirassé Richelieu lors du montage des hélices tribord.

La propulsion du deuxième porte-avions (PA2) et/ou celle du "nouveau porte-avions" (PA3) devant succéder au Charles de Gaulle amène des problématiques anciennes quant aux choix à effectuer vis-à-vis d'un déplacement qui s'annonce supérieur à 50 000 tonnes. Le "seuil" constitué par les cuirassés de la classe Richelieu devrait être franchi. Par exemple, combien de lignes d'arbre ?

Éludons la question fondamentale qui consiste à proposer des hypothèses structurantes quant à la vitesse demandée aux PA2 et PA3. À moins de connaître une grande rupture dans les positions diplomatico-militaires françaises, il est à croire que la concentration méditerranéenne de la Flotte demeurera. Il y a matière à supposer qu'elle serait comprise entre 25 et 30 nœuds afin de tenir compte des impératifs des mobilités tactique et stratégique.

La mise en œuvre des aéronefs à voilure fixe mêle quelques exigences entre la longueur des catapultes et la vitesse de plateforme. Cette dernière n'est plus aussi déterminante que sur les Clemenceau (22 novembre 1961 - 1er octobre 1997) et Foch (15 juillet 1963 - 15 novembre 2000) . Aussi, la demande opérationnelle sera forte pour opérer des aéronefs tendant plutôt vers les 30 tonnes afin de mettre en œuvre les configurations les plus lourdes du Rafale et d'atteindre un groupe aérien embarqué de 32 Rafale M.

Ces quelques raisons dessinent un porte-avions de plus de 50 000 tonnes à pleine charge. Le porte-avions enveloppe de 55 000 tonnes de la DGA traduit la proposition d'un PAN 1 Charles de Gaulle revu et corrigé. Le député Cousin dans son rapport de 1994 expliquait qu'il n'était pas possible de faire autrement que d'actualiser les plans dès cette année-là. Porte-avions enveloppe critiqué par Hervé Coutau-Bégarie. Il ne résulte pas de l'impérative transposition de l'expérience engrangée sur le CVF-FR.

Après cette tentative de contextualisation, venons-en à la question du nombre de lignes d'arbre. Les porte-avions Clemenceau (22 novembre 1961 - 1er octobre 1997) et Foch visaient une vitesse de 33 nœuds autant pour suivre les cuirassés Richelieu et Jean Bart que pour mettre en œuvre l'aviation embarquée car il s'agissait de compenser des catapultes relativement courtes (50 mètres). 

La puissance propulsive est définie à hauteur de 126 000 CV. Dans un premier temps, quatre lignes d'arbre sont envisagées. Le passage de quatre à seulement deux lignes d'arbre permet l'économie de 3000 tonnes (René Bail et Jean Moulin, Les porte-avions Clemenceau et Foch, Paris, Lavauzelle, 1985, p. 79). La puissance par ligne d'arbre bat le record du Mogador (59 160 CV pour 43,45 nœuds) et semble être à l'époque un palier difficile à franchir.

Pourtant, cette puissance propulsive sera battue que par celle atteinte sur les porte-avions américains de classe Forrestal (65 000 CV par ligne d'arbre) puis, et plus tard, par le CVN-65 Enterprise (70 000 CV par ligne d'arbre). Ce dernier quitte le service actif ce 3 février 2017.

La relation architecturale entre les exigences combinées de la vitesse tactique et de la longueur des catapultes sont bien plus favorables sur le porte-avions Charles de Gaulle. À tel point que la vitesse tactique est abaissée de 33 à 27 nœuds tout en augmentant la masse maximale catapultable de 20 à 25 tonnes dans des conditions opérationnelles moins exigeantes. C'est pourquoi sur le PAN 1 la puissance propulsive n'est que de 80 000 CV soit un très raisonnable 40 000 CV par ligne d'arbre. 

La plupart des avatars du PA2 présentés textuellement, par maquette ou seulement sur documents iconographiques présentent en grande majorité, si ce n'est exclusivement, des catapultes de 90 mètres. Rappelons que les catapultes à vapeur C-13 mod. 1 parvenaient à lancer les 37 tonnes des A-3D Skywarrior. Par exemple, le DEAC (DCNS Evolved AirCraft carrier) de 59 000 tonnes dévoilé en 2010 intégré ces catapultes de 90 mètres et possédait une puissance propulsive de 64 MW (sur 85 MW au total) ou 87 000 CV soit seulement 4000 CV de plus pour une vitesse maximale de 26 nœuds contre 83 000 CV (61 MW de puissance propulsive sur un total de 83,4 MW) pour 27 nœuds de vitesse max pour le Charles de Gaulle (42 500 tonnes).

En l'occurence,  le DEAC possède une troisième ligne d'arbre qui améliore la survivabilité de la plateforme aux dommages. "Le concept des trois lignes d'arbres permet, en cas d'avarie de l'une de ces lignes, de conserver une vitesse de 20 nœuds, suffisante pour réceptionner un gros avion de type Hawkeye malgré de fortes contraintes (vent nul et volets de l'appareil en panne)." (Vincent Groizelleau, "DCNS et STX France proposent un nouveau design de porte-avions", Mer et Marine, 30 octobre 2010)

Deux lignes d'arbre suffiraient alors amplement à propulser le bateau jusqu'à la hauteur de 140 000 CV s'il fallait atteindre la même limite que le CVN-65 Enterprise (70 000 CV par ligne d'arbre). Seule l'exigence d'une vitesse supérieure à 30 nœuds dans le programme PA2 et/ou PA3 justifierait d'une puissance propulsive exigeant trois à quatre lignes d'arbre.

La gestion du poids et la constitution de marges de manœuvre afin de supporter les alourdissements inhérent aux modernisations seront déterminantes. Le Charles de Gaulle était donné à 40 600 tonnes en 2001 pour atteindre 42 500 tonnes ces dernières années. Il devrait prendre seulement quelques dizaines de tonnes pendant la refonte à mi-vie. D'où une exigence accrue sur la propulsion et son dimensionnement au juste besoin... futur afin de conserver la vitesse exigée pour le programme.