Marine et atome - Qu'est-ce qu'une arme nucléaire
Toujours en feuilletant Cols bleus cet article sur les armes nucléaires. Un cours de vulgarisation vieux de 50 ans!
Dès mai 1945, Raoul Dautry (alors ministre de la reconstruction et de l'urbanisme du Gouvernement provisoire) informe le général de Gaulle (alors président du Gouvernement provisoire) que le nucléaire bénéficierait à la reconstruction ainsi qu'à la Défense nationale. Les progrès réalisés par la recherche américaine dans le domaine sont révélés au grand public par les bombardements atomiques d'Hiroshima et Nagasaki les 6 et 9 août 1945. Le 31 août, de Gaulle charge Raoul Dautry et Frédéric Joliot de proposer une organisation de l'industrie française du nucléaire capable de mobiliser les énergies pour construire la bombe.
Le 18 octobre 1945, le Commissariat à l'énergie atomique (CEA) est créé par l'ordonnance 45-2563. Cet organisme, dépendant directement du président du Conseil, a vocation à poursuivre les recherches scientifiques et techniques en vue de l’utilisation de l’énergie nucléaire dans divers domaines de l’industrie, de la science et de la défense.
http://www.cea.fr/presse/Documents/actualites/direction-applications-militaires-cea-dissuasion-nucleaire-france.pdf
Si le plan quinquennal de 1952 ouvrit la voie à la bombe nucléaire française, la décision de sa fabrication ne fut pas prise alors. En fait, l'utilisation du nucléaire à des fins militaires ne sera prise par la France qu'en 1954, sur la base :
- de la défaite de Diên Biên Phu. Face à l'encerclement des troupes françaises à Diên Biên Phu, en mars 1954, le Comité de Défense restreint demanda aux États-Unis l'utilisation de l'arme atomique, demande que la Maison Blanche ignora. Il apparut ainsi que l'alliance militaire avec les États-Unis ne pouvait garantir totalement les intérêts français ;
- du traité concernant la Communauté européenne de défense (CED) et qui interdisait aux États membres d'entreprendre un programme nucléaire militaire indépendant. Ce traité, bien que rejeté par le parlement français en août 1954 après quatre ans de débats, mit en avant la nécessité de prendre une décision ;
- d'un changement de stratégie de l'OTAN, en faveur de représailles massives et précoces par l'emploi de l'arme atomique. Dans ce contexte, les chefs d'état-major des armées françaises se prononcèrent en septembre 1954 pour un armement atomique national intégré à l'OTAN.
Ce n'est qu'en 1958 que le programme nucléaire militaire français fut officialisé par le général de Gaulle. Avant 1958, les présidents du Conseil (Pierre Mendès France, Edgar Faure et Guy Mollet) tenaient un double-discours qui ne doit pas minimiser les décisions prises entre-temps. Ainsi, en 1955, le programme nucléaire français fut doté d'un budget spécifique, l'inscrivant dans la durée. Le 5 juillet 1958, de Gaulle prévient le Secrétaire d'État américain John Foster Dulles : Tout s'organise en fonction de la force atomique. Cette force, vous l'avez […] Nous sommes très en retard sur vous […] Une chose est certaine : nous aurons l'arme atomique
MARINE ET ATOME
QU'EST-CE QU'UNE ARME NUCLEAIRE ?
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https://www.sciencesetavenir.fr/sciences/fabriquer-une-arme-nucleaire-des-mines-d-uranium-a-la-miniaturisation_118762 |
Une arme est d'après le Petit Larousse « un instrument qui sert à attaquer ou à défendre ». L'arme nucléaire est ainsi nommée car elle tire son énergie des noyaux des atomes.
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| Cherbourg SNLE photo JM Bergougniou |
Ce qui en fait la particularité essentielle, c'est la gamme de puissance qu'elle permet d'atteindre : ainsi durant la dernière guerre mondiale les bombes les plus importantes avaient une puissance de l'ordre de 10 tonnes de trinitrotoluène (TNT) alors que la première arme atomique lancée à Hiroshima, évaluée en équivalent TNT, atteignait 20.000 tonnes (20 kilotonnes) et que depuis, tes progrès opérés en la matière, permettent de fabriquer couramment des armes dont la puissance est de plusieurs millions de tonnes de T.N.T. (mégatonnes).
Une arme nucléaire peut être considérée comme un amplificateur d'énergie qui, à partir d'un ensemble constitué d'explosif classique appelé « implosoir » ou « dispositif de concentration » met dans un état très fugitif d'explosion une certaine quantité de matière fissile communément dénommée cœur. Ce cœur fournit la puissance de l'arme grâce au processus de fission ou de fission-fusion. Pour mieux cerner le problème voyons quels sont les différents constituants d'une arme nucléaire ainsi que leurs rôles respectifs.
CONSTITUANTS D'UNE ARME NUCLEAIRE
Les organes essentiels d'une arme nucléaire sont les suivants :— l'implosoir ;
— le coeur ;
— le tamper ;
— l'horloge électronique
— la source de neutrons.
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| Cherbourg SNLE photo JM Bergougniou |
Avant d'indiquer quel est le rôle de chacun de ces organes, il est indispensable de connaître la signification de quelques termes spécialisés :
https://enseignants.lumni.fr/fiche-media/00000000719/le-premier-essai-de-la-bombe-atomique-francaise.html
— la fission est, dans une arme, un phénomène provoqué à partir d'un instant donné par l'intermédiaire de neutrons issus d'une source neutronique. Les caractères fondamentaux de la fission sont les suivants :
— chaque fission de noyau s'accompagne d'un dégagement d'énergie ;
— chaque fission produit de deux à trois neutrons qui peuvent à leur tour provoquer d'autres fissions.
Comme les fissions se produisent en des temps extrêmement brefs (inférieurs au milliardième de seconde) on imagine aisément qu'un phénomène d'avalanche conduise à un dégagement d'énergie énorme en un temps très bref (1) ;
— la matière fissile est de l'uranium 235 ou du plutonium 239 — c'est une matière dont les noyaux se cassent facilement sous l'impact des neutrons et qui peut donc subir la fission ;
— la matière fissile est dite en état « surcritique » lorsqu'elle se trouve dans une configuration telle qu'une fission spontanée ou provoquée risque d'entraîner le déclenchement d'une réaction de fission en chaîne. Elle est dans un état sous-critique si aucune réaction en chaîne ne peut s'y produire et dans un état critique si le nombre de fissions qui s'y produisent est sensiblement constant. Le passage d'un état sous-critique à un état surcritique peut être provoqué par un changement dans la géométrie de la matière fissile. (Transformation d'une sphère creuse en sphère pleine, rapprochement jusqu'au contact de deux parties sous-critiques dont l'ensemble est au contact surcritique.)
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| Le port du Fret et l'île longue |
En fait, tous les neutrons naissant au cours des différentes fissions dans un bloc de matière fissile ne produisent pas de nouvelles fissions : certains d'entre eux sont avalés purement et simplement par des noyaux, d'autres sont perdus parce qu'ils n'ont rencontré aucun noyau sur leur trajet. La notion d'état surcritique ou sous-critique est liée à la probabilité qu'a un des neutrons de casser d'autres noyaux, c'est-à-dire essentiellement à la forme de la matière fissile (géométrie du système) ou à sa densité. Sachant maintenant ce qu'est une matière fissile et ce que représente la fission, nous pouvons pas à pas étudier le rôle des divers constituants de l'arme nucléaire. Nous terminerons en montrant comment se déroule dans le temps le phénomène puis quels sont les différents types d'armes.
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| Cherbourg SNLE dans la coursive photo JM Bergougniou |
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| Amiral Arata était LV sur le Redoutable photo JM Bergougniou |
L'arme nucléaire à deux positions :
— l'une de repos qui correspond à l'état dans lequel se trouve l'arme lorsqu'elle est stockée ou placée sur son vecteur ; dans cette situation l'arme ne peut donner naissance à une explosion nucléaire par suite de l'existence d'une sécurité nucléaire qui empêche le cœur de devenir surcritique ;
— l'autre, de « travail », qui correspond à l'attaque.
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| Cherbourg où sont construits les SNLE photo JM Bergougniou |
le centre G de l'arme. Cette onde crée dans la matière traversée des pressions énormes et met en mouvement vers le centre, après son passage, les particules de matière. La surface extérieure du tamper, puis celle du cœur sont soumises tour à tour à cette pression brutale et mises en mouvement vers le centre de l'arme.
Le Tamper qui recouvre le cœur est en général une sphère creuse d'uras- nium 238 dont les noyaux subissent plus difficilement la fission que l'uranium 235. Ce tamper a un double rôle- par sa densité (l'uranium 238 pèse lourd et n'est pas cher) et donc par son inertie, il s'oppose à la dispersion du coeur ; d'autre part comme ses noyaux subissent la fission sous l'impact des neutrons de grande énergie nés pendant la fission, il donne à l'arme un supplément de puissance.
Le coeur est en matière fissile (U 235 ou Pu 239). Comme une sphère pleine de plus de cinq kilos de plutonium se trouve au repos dans un état surcritique, le cœur sera tantôt creux (les fuites de neutrons sont proportionnelles à la surface) s'il pèse plus de six kilos par exemple ou tantôt plein s'il pèse moins.
L'onde de choc qui a traversé le tamper et mis en mouvement vers lecentre de l'arme toutes les particules de celui-ci, aborde simultanément tous les points de la surface extérieure du cœur soumettant celle-ci à une pression énorme. Toutes les particules constituant le cœur se précipitent vers le centre de l'arme à des vitesses de plusieurs kilomètres par seconde :
— le cœur creux est transformé en cœur plein puis comprimé ;
— le cœur plein est comprimé.
Dans les deux cas, il passe à l'état surcritique.
La source neutronique est mise en action au moment où le cœur est à son maximum de « surcriticité » et elle injecte dans celui-ci une « bouffée de neutrons » qui ont pour seul objet de faire démarrer la réaction en chaîne de fission au moment le meilleur, c'est- à-dire de donner à l'arme sa puissance optimale.
Ayant considéré chaque partie de l'arme indépendamment, il est indispensable de relier les différents phénomènes les uns aux autres par ordre chronologique, par exemple. Supposons donc qu'un S.N.L.E. a lancé un missile doté d'une tête nucléaire qui doit exploser en un point A à une altitude 7. Avant l'arrivée au point A (instant — t5), l'arme nucléaire est mise en position « travail » par effacement de la sécurité nucléaire. Aux environs du point A (instant — t4) l'ordre de mise de feu est donné aux détonateurs par l'horloge électronique qui reçoit elle-même une impulsion en provenance de la fusée radar ou chronométrique. Les détonateurs provoquent la détonation de l'implosoir et l'onde de détonation sphérique (fig. 3) se propage vers le centre G de l'arme (durée de l'ordre du dizième de seconde).
Cette onde arrive à la surface du tamper à l'instant — t3, comprime celui- ci en le traversant, attaque le cœur à l'instant — t., transforme celui-ci en cœur plein, s'il est creux et le comprime violemment. L'injection de neutrons est commandée par l'horloge électronique à l'instant — t,, le cœur, qui se trouve dans un état surcritique, subit la fission (durée de l'ordre du millionième de seconde) et explose.
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| Missile S3 Salon du Bourget |
On voit donc le rôle essentiel joué dans la chronologie des événements par l'horloge électronique qui doit remplir son rôle avant d'être détruite elle- même par la détonation de l'implosoir. Il est aisé de se rendre compte de la précision nécessaire dans toutes ces phases puisque la durée de l'explosion nucléaire n'excède pas quelques millionièmes de seconde.
Quels sont les différents types d'armes ?
à rapprochement axial ou « arme canon » dans lesquelles une masse mobile B sous-critique est projetée violemment sur une masse fixe A sous- critique. L'ensemble A + B au contact est alors surcritique.
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| Cherbourg SNLE aen attente de déconstruction photo JM Bergougniou |
Pour dépasser les puissances de 100 à 200 kilotonnes, il est nécessaire de faire appel à la fusion et on distingue alors deux types d'armes :
— Les armes dopées dans lesquelles la fusion n'est utilisée que pour fournir un supplément de neutrons énergétiques qui viennent améliorer le bilan de l'arme mais dans lesquelles la fusion n'apporte aucun surcroît d'énergie.
— Les armes à fusion ou plus exactement à « fission-fusion » dans lesquelles l'arme à fission joue le rôle d'amorce, l'énergie étant presque entièrement tirée du phénomène de fusion des noyaux légers de tritium et de deu- térium. Ces armes peuvent conduire à des puissances énormes et pour ainsi dire illimitées.
L'arme nucléaire a révolutionné « l'art de la guerre » et obligé les hommes à repenser leurs systèmes de défense.
Mais au-delà de la matière, elle a conduit aussi les stratèges à bâtir une nouvelle philosophie des groupes en raisonnant en terme de dissuasion.
