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Un scientifique a peut-être enfin compris le mystère de la perte d'un sous-marin de la guerre civile


Cet article est extrait de Hakai Magazine, une publication en ligne sur la science et la société dans les écosystèmes côtiers. Lisez d'autres histoires comme celle-ci sur hakaimagazine.com.

Le 17 février 1864, vers 18 h 30, huit hommes se sont engouffrés dans le sous-marin confédéré HL Hunley, un tube métallique automoteur fixé à une bombe, puis se sont glissés dans l’eau noire glaciale au large de la côte de Charleston, en Caroline du Sud. L'équipage a propulsé le sous-marin à plus de six kilomètres de sa cible - le bloqueur de l'Union USS Housatonic - et a fait surface comme un léviathan pour l'accusation. À 21 heures, c’était fini: le Hunley avait enfoncé sa torpille montée sur le longeron dans la coque du Housatonic et, en quelques secondes, 60 kilogrammes de poudre noire s’étaient effondrés dans le navire.

Juste après le bref moment de gloire, le Hunley, qui venait de devenir le premier sous-marin de combat réussi au monde, a sombré mystérieusement.

Sa disparition a déconcerté de nombreux chercheurs et passionnés de la guerre civile depuis plus d'un siècle. Maintenant, une scientifique non-conformiste affirme avec audace qu'elle a déchiffré le dossier. Après trois ans de recherches, Rachel Lance, ingénieur biomédical de la US Navy, titulaire d'un doctorat de la Pratt School of Engineering de Duke University en Caroline du Nord, conclut que l'explosion tirée par la propre torpille du sous-marin a envoyé une onde explosive à travers sa coque en fer et causé la mort instantanée de les huit hommes à l'intérieur.

Si elle a raison, le mystère de Hunley pourrait enfin être mis de côté. Mais la façon dont elle a fait la découverte est presque aussi surprenante que la découverte elle-même: elle l’a fait sans accès au sous-marin physique, qui a été fouillé en 2000; sans expérience préalable en archéologie ou en criminalistique; et sans l'aide du projet Hunley, une équipe de chercheurs et de scientifiques de l'Université Clemson en Caroline du Sud, qui travaille à plein temps depuis 17 ans.

Sans collaboration ni données essentielles, le récit de Lance sur les derniers moments du Hunley et de son équipage aurait-il raison?

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Par un chaud samedi de septembre, je me tiens devant le centre des étudiants de Duke, un bâtiment contemporain de faible hauteur, agrémenté de la pierre néo-gothique emblématique de l'université, lorsque Lance se balance dans un Grand Pontiac bleu tout droit sorti de Motor City. où elle a grandi. En ouvrant la porte du passager pour me présenter, je suis frappé par un mur de musique entraînante. Lance vient de sortir du gymnase et ses cheveux bruns, jusqu'aux épaules, sont relevés dans un élastique. Un t-shirt bleu délavé qui indique que Detroit monte sur ses bras pâles et maigres.

En quittant le campus, la musique continue de pomper.

«Où allons-nous?» Je crie.

«Je vous emmène à l'étang du campus pour voir où nous avons mené certaines de nos expériences», rentre-t-elle. "C'est calme là-bas pour que nous puissions parler."

Une peinture à l'huile de Conrad Wise Chapman, vers 1898, représente l'inventeur du malheureux <em> H. L. Hunley </ em>, avec une sentinelle. Une peinture à l'huile de Conrad Wise Chapman, datant de 1898, représente l'inventeur du malheureux HL Hunley, accompagné d'une sentinelle. (Wikimedia Commons)

Lance modélisait une explosion sous-marine devant un ordinateur du laboratoire de biomécanique des blessures de Duke, où elle avait étudié les blessures par explosion, lorsque son conseiller avait eu l'épiphanie qui avait déclenché son obsession Hunley . Et si, suggère Dale Bass, ingénieur en biomécanique, le logiciel de modélisation pourrait pratiquement reconstituer l'attaque du Housatonic et révéler un aperçu du destin du Hunley ? Lance, passionné d'histoire, était accroché: un mystère historique à suivre. Finalement, elle abandonnerait le logiciel pour une approche expérimentale plus pratique, mais l'idée de Bass était le catalyseur dont elle avait besoin.

Elle a commencé à lire des théories sur les raisons pour lesquelles le Hunley est tombé. L’une des idées dominantes était que l’équipage manquait d’oxygène et s’étouffait. C’était exactement le type de théorie qu’elle était sur le point de traiter: elle est ingénieur de la fonction publique pour la US Navy depuis 2009 et possède une expertise en dynamique des systèmes respiratoires et, plus précisément, des recycleurs - les systèmes respiratoires en circuit fermé que les plongeurs utilisent pour recycler la respiration. gaz sous l'eau.

Au début de son enquête, Lance a remarqué que très peu, voire aucune, n'avait été publiée sur la consommation d'oxygène de l'équipage pendant la mission. Avec la marine, elle avait étudié le phénomène de la quantité d’oxygène utilisée par les gens qui utilisaient un ergomètre à pédale exigeant le même type de mouvement que le système de propulsion à manivelle de Hunley . Elle a donc extrait les données et les a utilisées pour calculer la quantité d'oxygène que l'équipage aurait utilisée pour se diriger vers le Housatonic .

On ne savait cependant pas combien d'oxygène il y avait au départ. Une fois le sous-marin transporté, les conservateurs du projet Hunley ont calculé la quantité d’air disponible. Leurs données suggèrent que l'équipage avait assez d'air pour un peu plus de deux heures. Lance, cependant, n'avait pas accès aux données réelles. Elle avait rencontré des membres du projet pour discuter de collaboration, mais ils ne partageaient pas leurs calculs (et, plus tard, demanderaient à Lance de signer un accord de confidentialité, qu'elle refuserait). Elle devrait suivre son propre chemin.

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Elle a réfléchi au problème pendant des jours. Elle s'est ensuite souvenue d'avoir feuilleté un bulletin d'information publié par Friends of the Hunley, une organisation à but non lucratif basée à Charleston, qui s'occupe de la sensibilisation, de la collecte de fonds et du développement pour le projet Hunley et dirige des visites au centre de conservation Warren Lasch de Clemson où le Hunley est en cours de restauration. Il était rempli de photos intérieures et extérieures du sous-marin, dont la plupart avaient des annotations de mesure en dessous. Cela lui a donné une idée.

Rachel Lance et ses assistants Rachel Lance et ses assistants testent les jauges du CSS Tiny avec des tubes de choc au bassin de récupération de l'université de Duke en Caroline du Nord. (Gracieuseté de Rachel Lance / Duke University)

Le mois suivant, Lance était assise sur son bureau, imprimant des photos du sous-marin, mesurant chaque point délimité avec une règle. Après des semaines de travail minutieux, elle disposa enfin de toutes les mesures nécessaires pour calculer la consommation d'oxygène par rapport à l'apport. Les résultats ont quitté la page. La suffocation n’était pas une explication plausible de la chute du Hunley .

«Même avec des calculs prudents, l'équipage aurait présenté une hyperventilation perceptible, un essoufflement respiratoire, des suffoquements, des symptômes de panique et probablement une douleur physique due à des taux élevés de CO2 dans le sang», explique-t-elle. «Mais, d’après des enregistrements, nous savons également qu’ils étaient assis pacifiquement à leur poste sans aucun signe de lutte. Donc, de mon point de vue, cela jette la théorie de la suffocation par la fenêtre. »Les résultats ont été publiés dans le numéro de mars 2016 de la revue Forensic Science International.

Richard Moon, directeur médical du Centre de Duke pour la médecine hyperbare et la physiologie environnementale, partage cet avis. Il a aidé Lance à effectuer les calculs et a déclaré: «Vous avez un groupe de sous-mariniers qui travaillaient moyennement fort dans un espace clos. Dans un environnement à 10% d'oxygène avec des niveaux élevés de CO2, ils ne pourraient en aucun cas travailler à leur guise et se dire: «Eh bien, tout va bien; nous allons simplement continuer. '

Les gens de Clemson n'étaient pas convaincus. Kellen Correia, président et directeur exécutif des Friends of the Hunley, a déclaré dans un courriel: «Il est trop tôt pour tirer des conclusions définitives sur les causes de la perte du sous-marin ou de la mort de l'équipage, en particulier lorsque l'on examine un seul aspect. de la situation. »Cependant, elle n’a mentionné aucun problème spécifique concernant les conclusions de Lance.

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Déboulonner la théorie de la suffocation procurait à Lance une satisfaction à court terme, mais à ce moment-là, elle était profondément enracinée. Elle commença à penser à la Hunley vingt-quatre heures sur vingt-quatre, obsédée par le désir de se perdre et de regarder fixement son assiette de nourriture pendant le dîner avec son fiancé. «Il y avait quelque chose de terriblement terrifiant dans le fait que huit personnes sont mortes cette nuit-là et nous ne savions pas comment ni pourquoi», dit-elle.

Pendant ce temps, les conservateurs du Hunley Project du Warren Lasch Conservation Centre ciselaient - et continuent de ciseler - leur chemin à travers la couche de sable et de vase tenace ressemblant à du béton qui s'est formée autour du Hunley alors qu'il était assis sur le fond marin pendant plus de 100 jours. années.

«La démultiplication a l’occasion de nous donner plus d’informations», explique Michael Scafuri, archéologue de Clemson, «mais nous n’avons trouvé aucune preuve définitive pour expliquer complètement la perte du Hunley . Rien en soi n'explique ce qui s'est passé. "

Il n'y a pas non plus de preuves concluantes concernant les restes humains. Linda Abrams, une généalogiste légiste qui travaille avec le projet Hunley depuis 2006, a expliqué que tous les squelettes des membres de l’équipage étaient en bon état lorsqu’ils ont été découverts à l’intérieur de l’intérieur du Hunley . Le sous-marin était complètement rempli de sédiments lorsqu’il a été récupéré. Il a donc été nécessaire d’enlever soigneusement couche après couche avant que les os ne soient exposés. «Aucun de ces gars-là n'a été blessé par balle», dit-elle. Et aucun signe de désespoir.

Bien que les scientifiques n’aient pas inventé de pistolet fumoir, l’extérieur du sous-marin a été légèrement endommagé. Il manque un morceau de fer de la taille d'une boule de softball dans la tourelle avant où se trouvait une fenêtre.

Popular Science Monthly Une édition de 1900 de Popular Science Monthly incluait cette représentation des quartiers exigus du HL Hunley, que nous avons animée. Alors que neuf hommes sont montrés ici, le Hunley aurait eu un équipage de huit hommes la nuit où il a coulé en 1864. (Popular Science Monthly)

Grâce à ses recherches, Lance a appris les dégâts causés à la tourelle et la théorie dite du coup de chance: une balle perdue tirée par des marins de Housatonic lors de l'attaque a perforé la tour, forçant le sous-marin à se remplir d'eau et à couler.

Du point de vue de Scafuri, c'est une possibilité. «Les tirs du Housatonic ont peut-être joué un rôle dans tout cela, mais nous ne pouvons pas le confirmer pour l'instant.»

Lance a testé la théorie en tirant sur des échantillons de fonte avec des armes à feu de l'ère de la guerre civile: les dommages subis par la sous-officière étaient incompatibles avec ceux causés par le tir de son fusil. De plus, dit-elle, un trou de balle aurait permis à l'eau de pénétrer rapidement dans le sous-marin et de le faire couler beaucoup plus près du site de l'attaque que de l'endroit où elle avait été trouvée.

Sur la base de ses résultats, Lance a rayé la théorie des coups chanceux de sa liste et a documenté les résultats dans un second article de Forensic Science International.

Les Amis de la Hunley ont refusé de commenter les conclusions spécifiques, mais Correia a écrit: "Encore une fois, Mme Lance n'a aucune connaissance ni aucune donnée de base du projet Hunley."

Lance appuya. Si l'équipage n'avait pas suffoqué et qu'un trou de balle ne l'avait pas submergé, que s'est-il passé?

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Lorsque le Hunley a abattu l’imposante Housatonic, elle se trouvait à moins de cinq mètres de l’explosion. Et, il était encore attaché à la torpille; inspiré par les torpilleurs à vapeur confédérés connus sous le nom de Davids pendant la guerre de Sécession, l’équipage du Hunley avait verrouillé la torpille du sous-marin au bout de son espar. Cela signifiait que la même explosion qui avait secoué le Housatonic aurait tout aussi bien pu éteindre l'éclairage de l'équipage du Hunley .

Lance avait passé près de deux ans à enquêter sur la théorie de la suffocation et des coups chanceux, publié deux fois, et n'avait toujours pas résolu le mystère. Pour elle, cette théorie de l'explosion était la prochaine avenue évidente à explorer, et celle-ci cadrait bien avec son intérêt pour la biomécanique des blessures chez Duke. Si une onde explosive de l’explosion se propageait à l’intérieur du sous-marin, at-elle expliqué, cela aurait immédiatement pu tuer l’équipage ou au moins le blesser au point de l’empêcher de piloter le bateau jusqu’à la sécurité. «Lorsque les ondes de choc frappent un espace aérien, elles ralentissent comme une voiture heurtant un mur», explique-t-elle. "Sauf dans ce cas, le mur est la surface des poumons." Les poumons des marins auraient pu se rompre et se remplir de sang.

Pour tester la théorie, Lance avait besoin d'un modèle physique du sous-marin. Entrez dans le CSS Tiny, un modèle réduit au sixième de la taille du bus Hunley . Fabriqué en tôle, il s’agissait d’un mini-moteur Hunley, composé de ballasts remplis d’eau et d’un longeron en acier monté à la proue.

L’ingénierie d’un sous-marin miniature n’était pas une mince affaire pour Lance, qui a grandi en travaillant sur de vieilles voitures avec son père, un travailleur de l’automobile GM maintenant à la retraite. Enfant, elle était assez petite pour glisser sous leur Mustang de 1966 afin de changer l'huile sans faire monter la voiture. «En grandissant autour de la culture automobile, il est facile de tomber amoureux de la machinerie et de l'ingénierie», dit-elle.

Caroline du Nord Dans une ferme de la région rurale de la Caroline du Nord, Rachel Lance et l'un de ses assistants, Luke Stalcup, préparent le CSS Tiny à recevoir des explosions afin de tester sa théorie des ondes de choc. (Photo par Denise Lance)

Quelques minutes après avoir quitté le campus situé dans le Pontiac de Lance, nous entrons dans un terrain poussiéreux sur le bassin de récupération de l'université de Duke. La ligne de basse percutante se coupe brusquement et la bande son est remplacée par le chorus de grillons ressemblant à un cliquet. Au bord de l'étang, elle fait un geste vers l'eau, épaisse d'algues: c'est là que le Tiny a fait un essai. Lance et quelques membres de son laboratoire ont utilisé des dispositifs de simulation de souffle, appelés tubes à choc, pour tester les manomètres et d’autres équipements du Tiny avant la phase d’explosifs vivants de l’expérience. Alors qu'elle se tenait dans l'eau, soulevant et abaissant les tubes de choc, le poisson lui mordillait les jambes. C'était comme si elle avait été poignardée à plusieurs reprises avec de minuscules couteaux - mais à la fin, Lance et le Tiny étaient prêts pour le grand événement.

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L'étang du campus étant interdit aux explosifs réels, deux semaines plus tard, Lance et son équipe de recherche se rendirent ensuite dans un étang de trois hectares situé dans une ferme rurale de Caroline du Nord pour des essais de munitions réelles. Ils ont garé le Minuscule au milieu de l'étang et, avec un agent explosif à la garde, la scène était prête. Lance a commencé le compte à rebours: «Cinq! Quatre! Trois! … ”Le point culminant de plusieurs mois de dur labeur a été réduit à quelques secondes, et ses nerfs ont été effondrés alors qu'elle cliquetait frénétiquement entre les écrans de lecture des capteurs de son ordinateur portable.

De loin, le fermier Bert Pitt et ses petits-enfants étaient prêts pour le spectacle. Lance l'avait gentiment persuadé de faire don de son bassin pour le projet. «Quand Rachel est venue à la ferme, a-t-elle déclaré, elle a essayé de me couvrir de gâteau au velours rouge et a expliqué qu'il ne s'agirait que d'une explosion à l'échelle 1/6.

"Deux! Un! ” Pfffsssssttt ! La charge de poudre noire a explosé sur le longeron du Tiny, et un petit geyser d’eau de bassin a éclaté. Des manomètres pendaient à l'intérieur et à l'extérieur du navire pour mesurer les ondes de souffle sous-marines. Sous la surface, l’explosion a projeté une onde explosive dans la coque du Tiny avec une telle force que le métal a dû fléchir. Ce mouvement, à son tour, a généré une deuxième onde de choc qui a été transmise directement de la coque à la cabine.

«L'onde de choc secondaire qui en découle aurait facilement causé un traumatisme pulmonaire provoquant la mort immédiate de tout l'équipage», a déclaré Lance. "C'est ce qui a fait couler le Hunley ."

Moon soutient la conclusion. Il dit que la plupart des gens présumeraient que les murs de la cabine auraient protégé l’équipage des ondes de choc - mais peu de gens en savent beaucoup sur les explosions sous-marines. «Les spéculations jusqu’à maintenant ont été bonnes», dit-il, «mais quand vous vous en tenez à la science, je pense que la théorie de l’onde de choc est l’explication la plus plausible».

Rachel Lance Rachel Lance se tient avec son modèle du HL Hunley - le CSS Tiny - au bassin de récupération de la Duke University. (Photo par Eric Wei)

Bien que Lance pense que le mystère du Hunley peut enfin être mis de côté, les scientifiques du projet Hunley ne sont pas prêts à tirer des conclusions hâtives. Ils ont reconnu la théorie de l'explosion comme une possibilité dans le passé, mais ont commencé à en douter avant l'expérience de Lance sur la base des résultats d'une étude de modélisation informatique réalisée par l'US Navy en 2013. Cette étude suggère que l'onde de choc n'aurait pas nui au l’équipage, mais d’autres études continuent à douter des conclusions des études précédentes.

«Le problème, c’est un scénario compliqué», déclare Scafuri. «C'est un peu comme essayer de reconstruire les causes d'un accident de voiture avec des informations limitées. Seriez-vous en mesure de trouver la preuve d'un accident survenu parce qu'une abeille est entrée par la fenêtre et a distrait le conducteur, qui se trouvait avoir envoyé des textos, sur un tronçon de route glissant?

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«Oh, j'ai quelque chose pour vous», dit Lance au bassin de récupération de Duke. Elle met la main dans son sac à dos et me tend une réplique du Hunley, imprimée en 3D et à la taille d'un cigare, une sorte de souvenir. Il offre une vue micro, mais détaillée, de l’intérieur du sous-marin, qui m’a fait comprendre à quel point le compartiment de l’équipage - qui devait mesurer huit mètres de large et 1, 2 mètre de haut - devait être pour huit hommes. C'était un piège mortel. Le fait qu'ils se soient entassés dans le tube était de toute façon un sacrifice pour lequel Lance semble avoir un respect indéfectible. C'est en partie ce qui l'a poussé à continuer jusqu'à la ligne d'arrivée, malgré les chances de succès.

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Mais comment se fait-il que Lance ait pu résoudre un mystère vieux de cent ans en si peu de temps, en particulier compte tenu des 14 années d'avance du projet Hunley? Était-ce la chance du débutant, ou sa capacité à aborder le problème sous un angle scientifique différent? Peut-être est-ce simplement arrivé à une détermination à l’ancienne. «Vous devez faire face à beaucoup de choses lorsque vous effectuez ce type de recherche, surtout lorsque vous faites vous-même des choses, ce qui peut être difficile et solitaire», dit-elle. «Vous devez faire preuve de beaucoup de persévérance, car c’est là que se trouve la bonne chose - au-delà de cette limite où personne n’était capable de régler le problème auparavant.»

En fin de compte, cela tient peut-être davantage au fait que le projet Hunley a pour objectif à la fois de mettre en œuvre le processus laborieusement lent de conservation du sous-marin et d’expliquer sa disparition. Bien que, du point de vue des revenus, le mystère en soi puisse être un réel avantage pour le projet Hunley et les Amis du Hunley, compte tenu des ventes de t-shirts, de verres à liqueur et de visites de laboratoires qu’il contribue à générer.

Quoi qu’il en soit, lorsque les résultats de Lance sur son expérience d’onde de choc seront publiés (un document de recherche sera publié prochainement), l’équipe du projet Hunley suivra de près.

Cette fois, ce sera leur théorie à réfuter.

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