SNA Suffren, SNLE et SSGN capacité française

[wagdoox]

Il y a 10 heures, johnsteed a dit :

J’ignore s’il y a des développements envisagés sur le sujet

L’armée us et russe s’intéresse de prêt à des réacteurs de ce type pour l’alimentation de base projetées. Ça devrait tenir sur un gros camion. 
les smr vont normalement de 10 à 300 mw. C’est notre exemplaire à nous qui est particulièrement puissant. 
le project pele pour un réacteur de 40 tonnes produisant 1 a 10 mw durant 3 ans pour les forces us. Puissance thermique ou électrique j’en sais rien. 
Mais en thermique pour une fdi il faudrait 30 mw pour 10 ans.  On est dans les clous mais un k48 pourrait aussi faire le job non ?

 

[ARPA]

Il y a 4 heures, wagdoox a dit :

Mais en thermique pour une fdi il faudrait 30 mw pour 10 ans.  On est dans les clous mais un k48 pourrait aussi faire le job non ?

Sur les FDI, on envisage un moteur classique qui fournit 30MW, ça veut dire qu'il faudrait 30 MWe à la sortie du réacteur. Vu le rendement on est plus proche des K15 que du K48.

 

Maintenant la plupart des navires qu'on envisage auront aussi besoin de carburant (pour le moteur de secours, les avions ou hélicoptères...) la solution serait peut-être d'avoir un réacteur assez peu puissant, juste suffisant pour permettre d'atteindre la vitesse de croisière économique et on le complète par une turbine au pétrole légère et puissante qui servira rarement. On perd l'intérêt théorique d'avoir une autonomie illimitée à pleine puissance, mais on réduit très significativement les coûts avec un réacteur plus simple qui fournira presque tout le temps la même puissance.

La vitesse maximale dépend quasiment du cube de la puissance, donc réduire la vitesse maximale en nucléaire permettrait de grosses économies. Si on a besoin de démarrer le moteur classique pour passer de 20 à 25 nœuds, on divise par deux la taille du réacteur nucléaire. Et vu que la FDI n'est pas en continu à 25 nœuds, on divise par beaucoup plus que 2 la taille des réservoir par rapport à une FDI conventionnelle.

[ARMEN56]

Le 16/04/2021 à 08:42, ARMEN56 a dit :

coeff d’indiscrétion

 

Pour mémoire inconvénients du concept SSK classique:

- Taux  d’indiscrétion (*) élevé en croisière à vitesse moyenne soutenue 

-  Faible autonomie aux basses vitesses plongée

-  Vulnérabilité schnorchel

-  Encombrement important

Et seule la prop nuk  s’affranchie de tout ces inconvénients

(*)En rappelant que Taux d’Indiscrétion = (Temps à immersion Périscopique) / (Temps à immersion périscopique + Temps de Plongée) ou TI = TiP /TiP + TP , et si l’on veut baisser le TI il faut  baisser TiP et augmenter TP

Mef qd mme dans l’intégration de réacteurs dans un navire de type frégate destroyer . En risque collision je pense qu’il faut une distance de sécurité par rapport au bordé ou double coques voire plus pour encaisser l’énergie de ruine, et tout ceci impacte la largeur B et le reste suit.

Les collisions çà arrive  , imaginons 2 secondes le DDG JOHN S MCCAIN à prop nuk avec un bordé réacteur défoncé ………………

https://www.nytimes.com/2017/08/21/us/navy-collisions-history-mccain-fitzgerald.html

https://www.gazettenucleaire.org/~resosol/contronucleaires/Nucleaire/InfoNuc/news/Histoire/Nuclear-ships-accidents-1996.pdf

Modifié le 17 avril 2021 par ARMEN56

[wagdoox]

Il y a 2 heures, ARPA a dit :

Maintenant la plupart des navires qu'on envisage auront aussi besoin de carburant

Ou justement, on pourrait remplacer le carbu à terme par de l’hydrogene produit à bord par hydrolyse. Ça permettrait de lisser la consommation sur le reacteur. 
 

Tu as aussi une déperdition de la puissance entre le thermique et le mécanique sur une turbine, tu es sur des 30 mw pour la fdi en propulsion ? Le k48 alimente des sous marins de presque 3000 tonnes hors on parle là d’une puissance exploitable 4x plus grande d’après ce que tu me dis. Les fdi ne font pas 12000 tonnes non plus.  

[g4lly]

21 minutes ago, wagdoox said:

Ou justement, on pourrait remplacer le carbu à terme par de l’hydrogene produit à bord par hydrolyse. Ça permettrait de lisser la consommation sur le reacteur. 
 

Tu as aussi une déperdition de la puissance entre le thermique et le mécanique sur une turbine, tu es sur des 30 mw pour la fdi en propulsion ? Le k48 alimente des sous marins de presque 3000 tonnes hors on parle là d’une puissance exploitable 4x plus grande d’après ce que tu me dis. Les fdi ne font pas 12000 tonnes non plus.  

K48 => 48MWth => en gros tu en sortira 16MWe max tout compris. En pratique on ne n'utilisait que 7MW sur Rubis pour la propulsion il me semble.

K15 => 150MWth => en gros tu en sortira 50MWe max tout compris. En pratique on n'utilisera que 20MW sur Suffren pour la propulsion il me semble. Et seulement 31MW sur le CdG pour la propulsion aussi.

Au maximum on sort 30% thermique=>électrique/mécanique ... mais plus on tire dessus plus ca consomme plus il faut recharger souvent. Pour faire simple dans les applications navale on est plutôt à 20% pour la conversion thermique => électrique-propulsion, probablement pour se ménager des marges, faire marcher les accessoires, pas trop trop consommer etc. Il faut aussi intégrer l'"hotel load" qui est de moins en moins négligeable.

[wagdoox]

Il y a 1 heure, g4lly a dit :

K48 => 48MWth => en gros tu en sortira 16MWe max tout compris. En pratique on ne n'utilisait que 7MW sur Rubis pour la propulsion il me semble.

K15 => 150MWth => en gros tu en sortira 50MWe max tout compris. En pratique on n'utilisera que 20MW sur Suffren pour la propulsion il me semble. Et seulement 31MW sur le CdG pour la propulsion aussi.

Au maximum on sort 30% thermique=>électrique/mécanique ... mais plus on tire dessus plus ca consomme plus il faut recharger souvent. Pour faire simple dans les applications navale on est plutôt à 20% pour la conversion thermique => électrique-propulsion, probablement pour se ménager des marges, faire marcher les accessoires, pas trop trop consommer etc. Il faut aussi intégrer l'"hotel load" qui est de moins en moins négligeable.

Ça je savais même si tu apportes des détails qui m’étaient inconnus et fort intéressants.

 
Mais ma question était sur la puissance conventionnelle des fdi. Si la puissance installé est de 32 mw (thermique) ou de sorti mécanique. Schématiquement le rendement d’un moteur thermique est pas de 100% non plus. 

Modifié le 17 avril 2021 par wagdoox

[g4lly]

4 minutes ago, wagdoox said:

 Mais question était sur la puissance conventionnelle des fdi. Si la puissance installé est de 32 mw (thermique) ou de sorti mécanique. Schématiquement le rendement d’un moteur thermique est pas de 100% non plus 

C'est bien 32MW sur l'arbre de sorti de la TAG ... et un chouilla moins après le réducteur.

Ça correspond à un besoin "type K15" du CdG ... du moins pour les sprint.

C'est la que tu comprends que les TAG c'est magique coté densité de puissance ...

[wagdoox]

Il y a 1 heure, g4lly a dit :

Il faut aussi intégrer l'"hotel load" qui est de moins en moins négligeable.

Les smr à sécurité passive pourrait simplifier la chose. 
perso, je vois bien un ravitailleur nucléaire produisant de l’hydrogene pour les bateaux de moins 15 000 tonnes. Mais ça c’est pour la génération d’après. 

[stormshadow]

Citation

C'est bien 32MW sur l'arbre de sorti de la TAG ... et un chouilla moins après le réducteur.

Ça correspond à un besoin "type K15" du CdG ... du moins pour les sprint.

C'est la que tu comprends que les TAG c'est magique coté densité de puissance ...

Un SMR est probablement bien plus léger/compacte qu'un TAG + carburant à puissance équivalente. Le combustible nucléaire ayant un poids/volume négligeable par rapport au reste du réacteur contrairement au TAG.

[ARPA]

il y a une heure, stormshadow a dit :

Un SMR est probablement bien plus léger/compacte qu'un TAG + carburant à puissance équivalente. Le combustible nucléaire ayant un poids/volume négligeable par rapport au reste du réacteur contrairement au TAG.

Je crois qu'on ne compare pas avec le même usage. Le réacteur nucléaire peut fournir sa puissance maximale pendant plusieurs semaines. Pour une TAG, surtout si on met en évidence sa densité de puissance, on va avoir une quantité de carburant assez réduite, suffisante pour quelques heures ou au mieux pour quelques jours.

L'objectif d'une TAG est de servir de moteur d'appoint pour de courte période à grande vitesse, pas pour servir en croisière.

Techniquement, rien n'interdit de rajouter juste une TAG sur un navire pour doubler sa puissance sans modifier la quantité de carburant embarqué. L'autonomie à la vitesse de croisière restera la même et la vitesse maximale va augmenter.

[xav]

(une video en Français suivra...)

My interview with Emeraude's commanding officer (Blue crew) about the mission to the IndoPac / South China Sea

 

Modifié le 17 avril 2021 par xav

[Frégate]

Il y a 9 heures, ARPA a dit :

La vitesse maximale dépend quasiment du cube de la puissance, donc réduire la vitesse maximale en nucléaire permettrait de grosses économies. Si on a besoin de démarrer le moteur classique pour passer de 20 à 25 nœuds, on divise par deux la taille du réacteur nucléaire. Et vu que la FDI n'est pas en continu à 25 nœuds, on divise par beaucoup plus que 2 la taille des réservoir par rapport à une FDI conventionnelle.

Le problème c'est que le coût de possession d'un réacteur n'est pas proportionnel à sa taille. Quelque soit celle-ci, il  faudra une équipe de conduite nuc, des mesures de sûreté nuc, des équipements de sûreté nuc, une ingénierie nuc, une démantèlement nuc etc. etc.

Mais autrement ce serait l'idéal, comme une propulsion CODAG mais avec un réacteur à la place des diesels.

Il y a 2 heures, stormshadow a dit :

Un SMR est probablement bien plus léger/compacte qu'un TAG + carburant à puissance équivalente. Le combustible nucléaire ayant un poids/volume négligeable par rapport au reste du réacteur contrairement au TAG.

Pas si sûr, la turbine ne pèse vraiment pas grand chose et une frégate se ravitaille facilement à la mer en combustible liquide. En combustible nucléaire, ce n'est pas aussi rapide. Ce n'est pas pour rien que la marine américaine qui avait une bonne demi douzaine de croiseur nucléaire dans les années 1970 - avec la série des magnifiques Virginia - n'en n'a plus un seul aujourd'hui. Et une marine qui sort un ZUMWALT n'a pas est une marine qui n'a pas peur d'explorer les options originales pourvues qu'elles présentent un potentiel.

 

il y a 35 minutes, ARPA a dit :

L'objectif d'une TAG est de servir de moteur d'appoint pour de courte période à grande vitesse, pas pour servir en croisière.

Contres exemples : classe Spruance, Olivier H Perry, Kidd, Ticonderoga, Broadsword, Sheffield, Zumwalt, Arleight Burke, Atago, Kongo,...

[ARPA]

il y a 38 minutes, Frégate a dit :

Le problème c'est que le coût de possession d'un réacteur n'est pas proportionnel à sa taille. Quelque soit celle-ci, il  faudra une équipe de conduite nuc, des mesures de sûreté nuc, des équipements de sûreté nuc, une ingénierie nuc, une démantèlement nuc etc. etc.

Mais autrement ce serait l'idéal, comme une propulsion CODAG mais avec un réacteur à la place des diesels.

C'est vrai que la logique nucléaire est assez particulière. Un réacteur plus puissant ne sera pas beaucoup plus gros, un réacteur surdimensionné ne fonctionnant pas à plein régime va pouvoir espacer un peu plus ses recharges qu'un réacteur plus petit toujours à pleine puissance.

Ma remarque n'est cohérente que si l'économie de puissance permet de réduire le nombre de réacteurs, donc si on réfléchit  avec une seule classe de réacteur qu'on ne peut pas adapter d'un navire à l'autre.

il y a 53 minutes, Frégate a dit :

Contres exemples : classe Spruance, Olivier H Perry, Kidd, Ticonderoga, Broadsword, Sheffield, Zumwalt, Arleight Burke, Atago, Kongo,...

Je me disais bien que j'étais un peu trop catégorique.

J'avais retenu que les TAG avaient un bon rendement à pleine puissance, mais un très mauvais à basse puissance. Est-ce que sur ces navires on n'a pas l'habitude d'adapter la puissance en démarrant un nombre plus ou moins important de TAG ? Donc en pratique les TAG seraient toujours presque à pleine puissance et jamais (individuellement) en "croisière". Bon, pour le navire ça change rien.

[Frégate]

Il y a 22 heures, ARPA a dit :

Est-ce que sur ces navires on n'a pas l'habitude d'adapter la puissance en démarrant un nombre plus ou moins important de TAG ? 

Oui en fait le groupe propulsif américain type se compose de 2 turbines à gaz LM 2500 couplées par un réducteur sur ligne d'arbre à pas variable. Les Destroyers ont deux lignes d'arbre, les O.H. Perry n'en ont qu'une.

Modifié le 18 avril 2021 par Frégate

[B52]

Le 17/04/2021 à 13:06, g4lly a dit :

C'est la que tu comprends que les TAG c'est magique coté densité de puissance ...

Oui.  Mais beaucoup moins sur la conso de carburant.  On ne peut pas tout avoir....

[g4lly]

16 hours ago, B52 said:

Oui.  Mais beaucoup moins sur la conso de carburant.  On ne peut pas tout avoir....

Que quoi? Le rendement des TAG marine est très bon!!!

[pascal]

Le 17/04/2021 à 19:34, ARPA a dit :

Je me disais bien que j'étais un peu trop catégorique.

Les Spruance CG 47 et DDG 51 ont ou avaient 4 TAG LM 2500 qui sont construites autour d'un corps de turbo réacteur CF-6 50/80 (celui des Airbus A 300/310); TAG couplées 2 par 2 à un ensemble réducteur attaquant chacun une LA

Comme effectivement le rendement d'une TAG est optimal à haut régime et mauvais à bas régime les Américains ont trouvé la solution: pour les allures de croisière le bâtiment tourne sur 1 ou 2 TAG (en fonction de la vitesse souhaitée)  fonctionnant à haut régime les autres étant éteintes.

Ainsi un Spruance pour filer 11 noeuds tournait sur une seule TAG avec les 3 autres à l'arrêt et une LA débrayée

[g4lly]

14 minutes ago, pascal said:

Les Spruance CG 47 et DDG 51 ont ou avaient 4 TAG LM 2500 qui sont construites autour d'un corps de turbo réacteur CF-6 50/80 (celui des Airbus A 300/310); TAG couplées 2 par 2 à un ensemble réducteur attaquant chacun une LA

Comme effectivement le rendement d'une TAG est optimal à haut régime et mauvais à bas régime les Américains ont trouvé la solution: pour les allures de croisière le bâtiment tourne sur 1 ou 2 TAG (en fonction de la vitesse souhaitée)  fonctionnant à haut régime les autres étant éteintes.

Ainsi un Spruance pour filer 11 noeuds tournait sur une seule TAG avec les 3 autres à l'arrêt et une LA débrayée

Seul les les très large diesel deux temps lents ont une SFC beaucoup plus favorable que les TAG ... mais ce sont des moteurs qui ne sont pas vraiment compatible avec un  usage militaire.

Les TAG moderne n'ont d'ailleurs plus tant que ca a rougir au "faible" charge ... c'est infiniment mieux qu'il y a 40 ans ... entre la charge idéal à 80% et les charge la plus défavorable à 20% ... la sfc fait moins que plus 25-30% ... Si on reste sur la plage 40-100% au pire la SFC la plus défavorable c'est +20% par rapport à l'idéal.

[xav]

Chose promise... la vidéo en Français

 

[HK]

12 hours ago, g4lly said:

Seul les les très large diesel deux temps lents ont une SFC beaucoup plus favorable que les TAG ...

Les TAG moderne n'ont d'ailleurs plus tant que ca a rougir au "faible" charge ... c'est infiniment mieux qu'il y a 40 ans ... entre la charge idéal à 80% et les charge la plus défavorable à 20% ... la sfc fait moins que plus 25-30% ... Si on reste sur la plage 40-100% au pire la SFC la plus défavorable c'est +20%

Cela me semble un brin optimiste. Voici la courbe pour une TAG LM2500+G4 comme sur les FREMM... la ligne verte représente l’efficacité relative en charge partielle.

Source: 

À pleine puissance la TAG donne 32MW et ~215g/kWh (efficacité thermique de ~38%). À 40% de puissance (~13MW) le rendement relatif est de ~70% soit ~300g/kWh (et une efficacité thermique de seulement ~27%). Et le rendement serait encore pire en croisière qui ne nécessiterait que ~20% de puissance...

Sachant qu’un bon diesel rapide tourne autour de 190 g/kWh (efficacité thermique de 44%), cela reste largement défavorable.

Modifié le 21 avril 2021 par HK

[B52]

Le 21/04/2021 à 10:21, g4lly a dit :

Que quoi? Le rendement des TAG marine est très bon!!!

alors pourquoi continue t on encore à mettre des diesel sur les navires de combat?

A part les ricains et leurs satellites, qui n'équipe ses frégates ou destroyers que de TaG ?

[g4lly]

12 minutes ago, B52 said:

Alors pourquoi continue t on encore à mettre des diesel sur les navires de combat?

Et pourquoi continue t on encore à mettre des TAG sur les navire de combat?

[B52]

Il y a 4 heures, g4lly a dit :

Et pourquoi continue t on encore à mettre des TAG sur les navire de combat?

parce que 100% diesel, si tu veux pouvoir aller vite, tu en arrives à faire un porte diesel.  

[Ardachès]

Grace à sa seigneurie ;-) nous apprenons (pour certain) que de grosses "upgrades" vont venir se greffer sur les barracudas en fabrication : De Grasse, Rubis et Casabianca devraient se voir pourvu d'un nouveau système d'antenne remorquée ( ALRO ) et il évoque dans son article l'intégration de nouveaux sonars avec la terrible Ultra Basse Fréquence (UBF), de nouveaux systèmes de combat ( ALICIA ) et même de l'IA avec un mode de "depp learning" !

Il semblerait que la flotte des coques noires va faire un énorme bond capacitaire ! 

A lire 

https://lefauteuildecolbert.blogspot.com/2021/04/sna-ng-nouveaux-sonars-pour-les-de.html

P.S. : Accessoirement, la photo qui orne son article est de toute beauté

Modifié le 28 avril 2021 par Ardachès
Coquille corrigée

[FATac]

il y a 6 minutes, Ardachès a dit :

même de l'IA avec un mode de "depp learning" !

À bien y réfléchir, une IA dans un sous-marin, que peut-elle faire d'autre que du "deep learning" ?