Un sous-marin (ou simplement sous-marin) est une motomarine capable de fonctionner de manière indépendante sous l'eau. Il diffère d'un submersible, qui a une capacité sous-marine plus limitée. Le terme désigne le plus souvent un grand navire avec équipage. Il est également parfois utilisé historiquement ou familièrement pour désigner des véhicules et des robots télécommandés, ainsi que des navires de taille moyenne ou plus petite, tels que le sous-marin nain et le sous-marin humide. Le nom sous-marin a évolué comme une forme raccourcie de bateau sous-marin; selon la tradition navale, les sous-marins sont généralement appelés «bateaux» plutôt que «navires», quelle que soit leur taille (le bateau est généralement réservé aux navires de mer de taille relativement petite).

Bien que des sous-marins expérimentaux aient été construits auparavant, la conception des sous-marins a décollé au 19ème siècle et ils ont été adoptés par plusieurs marines. Les sous-marins ont d'abord été largement utilisés pendant la Première Guerre mondiale (1914-1918) et figurent maintenant dans de nombreuses marines, grandes et petites. Les utilisations militaires comprennent l'attaque de navires de surface ennemis (marchands et militaires), l'attaque d'autres sous-marins, la protection des porte-avions, le blocage, les sous-marins de missiles balistiques dans le cadre d'une force de frappe nucléaire, la reconnaissance, l'attaque terrestre conventionnelle (par exemple à l'aide d'un missile de croisière), et insertion secrète de forces spéciales. Les utilisations civiles des sous-marins comprennent les sciences marines, le sauvetage, l'exploration et l'inspection et l'entretien des installations. Les sous-marins peuvent également être modifiés pour exécuter des fonctions plus spécialisées telles que des missions de recherche et de sauvetage ou la réparation de câbles sous-marins. Les sous-marins sont également utilisés dans le tourisme et pour l'archéologie sous-marine.

La plupart des grands sous-marins se composent d'un corps cylindrique avec des extrémités hémisphériques (ou coniques) et d'une structure verticale, généralement située au milieu du navire, qui abrite des dispositifs de communication et de détection ainsi que des périscopes. Dans les sous-marins modernes, cette structure est la «voile» dans l'usage américain et la «nageoire» dans l'usage européen. Une "tourelle" était une caractéristique des conceptions antérieures: une coque de pression séparée au-dessus du corps principal du bateau qui permettait l'utilisation de périscopes plus courts. Il y a une hélice (ou pompe à jet) à l'arrière, et diverses ailettes de commande hydrodynamique. Les sous-marins plus petits, de plongée profonde et spécialisés peuvent s'écarter considérablement de cette disposition traditionnelle. Les sous-marins utilisent des avions de plongée et modifient également la quantité d'eau et d'air dans les ballasts pour modifier la flottabilité pour l'immersion et le surfaçage.

Les sous-marins ont l'une des plus larges gammes de types et de capacités de tous les navires. Ils vont de petits exemples autonomes et de navires à une ou deux personnes qui opèrent pendant quelques heures, à des navires qui peuvent rester submergés pendant six mois - comme la classe russe Typhoon, les plus gros sous-marins jamais construits. Les sous-marins peuvent travailler à des profondeurs plus importantes que celles qui sont survivables ou pratiques pour les plongeurs humains. Les sous-marins modernes de plongée profonde dérivent du bathyscaphe, qui à son tour a évolué à partir de la cloche de plongée.

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