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Le canon électromagnétique va-t-il changer l’artillerie navale ?

Si l’artillerie navale traditionnelle peut compter sur des évolutions marginales de portée ou de cadence, et des évolutions plus significatives avec l’arrivée d’obus guidés, l’armement électromagnétique laisse augurer des ruptures plus nettes. Un peu plus de dix ans après le premier essai américain, tour d’horizon d’un système potentiellement proliférant.

Si le concept d’un canon électromagnétique (EMRG – Electromagnetic Railgun) a été évoqué dès le XIXe siècle, ce n’est que plus récemment que les progrès enregistrés dans les domaines des matériaux et de la physique ont permis le développement de systèmes militairement intéressants – soit suffisamment puissants et dont l’encombrement comme les besoins en énergie sont compatibles avec un embarquement à la mer. Concrètement, une telle arme s’articule autour de rails – d’où le terme, également utilisé, de railgun – et d’un sabot conducteur renfermant le projectile. Le courant passant par l’un des rails durant quelques millisecondes transite par le sabot, qui fait contact avec le deuxième rail, créant un champ magnétique qui permet l’expulsion de la munition, le nombre de conducteurs dans les rails pouvant être multiplié. Le « canon » ne dépend donc pas, pour la propulsion du projectile, de l’explosion préalable d’une charge de poudre.

Corrélativement, la puissance d’un railgun varie en fonction de la puissance énergétique utilisée, mais aussi de la longueur du canon lui-même.

Avantages et inconvénients

Les avantages attendus de la formule sont nombreux. Le premier est sans conteste l’accroissement notable de la vitesse initiale, avec des vitesses, déjà atteintes, de plus de 2 500 m/s. Le premier test d’un prototype d’EMRG de l’US Navy, en janvier 2008, a ainsi permis de lancer un projectile de 3,5 kg à une vitesse initiale de 2 520 m/s, avec une puissance de 10,64 mégajoules (MJ) à la sortie de la bouche. Cette grande vitesse initiale induit d’autres avantages, comme l’augmentation de la portée. L’objectif poursuivi au départ était de frapper des cibles à 370 km (contre 25 au maximum pour un canon de 127 mm) après un temps de vol de 6 min et avec une précision terminale de 5 m. Un railgun d’une puissance de 32 MJ permettrait quant à lui d’envoyer un projectile à une distance comprise entre 90 et 180 km. Mi-2017, l’Office of Naval Research prévoyait une cadence de tir de 10 coups/min tout en indiquant qu’elle pourrait être ensuite augmentée (1). De la sorte, il doit être possible d’envisager, à terme, une cadence de tir équivalente à celle d’un Mk45 de 127 mm (soit 16 à 20 coups/min).

Corrélativement à la vitesse initiale et à la portée, la vitesse du projectile sera, toutes choses étant égales par ailleurs, plus élevée qu’avec un canon classique – de Mach 5,9 à Mach 7,4 au niveau de la mer – ce qui, à son tour, posera de plus grandes difficultés d’interception aux défenses adverses, mais induira aussi une énergie cinétique plus importante lors de l’impact (2). Dès lors, il est possible de ne plus compter que sur cette énergie pour détruire une cible, évitant ainsi d’avoir à disposer d’obus explosifs, contribuant de la sorte à la sécurité du bâtiment lanceur. Sur ce dernier, l’usage d’un railgun signifie également qu’à espaces de stockage constants, un plus grand nombre de projectiles peuvent être emportés. S’ils sont en moyenne plus petits et plus légers, de l’espace est aussi gagné du fait qu’il n’est plus nécessaire d’embarquer des gargousses de poudre. Au-delà, la solidité de l’armement a connu des progrès significatifs. Si les tubes de lancement avaient une durée de vie de l’ordre de 10 coups au début des recherches, les 1 000 coups sont aujourd’hui envisageables, en dépit de l’énorme quantité d’énergie dégagée, du fait d’un travail poussé sur la gestion thermique et les matériaux.

Ces avantages sont également contrebalancés par des inconvénients. Il faut ainsi disposer d’une importante capacité de génération d’énergie embarquée sur les navires. Une cadence de tir de 12 coups/min pour un railgun de 32 MJ représente une ponction de puissance électrique de l’ordre de 30 MW. Ce n’est cependant pas tout : l’énergie doit être disponible de manière presque instantanée, mais aussi de manière répétée, en fonction de la cadence de tir désirée. Cela implique en retour de disposer d’un grand nombre de batteries permettant de jouer un rôle de temporisation entre l’approvisionnement du navire et le canon. On parle, pour les batteries, de 6 millions d’ampères pour 64 MJ à la sortie de la bouche. Il faut également gérer les effets d’un champ électromagnétique « éclatant » brutalement à proximité des appareils électroniques embarqués sur le navire… et qui doivent pouvoir continuer à fonctionner. Le volume utilisé par l’ensemble du système pourrait ainsi être supérieur à celui nécessaire pour les actuels canons. Surtout, les railguns pourraient se révéler plus coûteux que les systèmes actuels, à l’achat – notamment les batteries – comme à l’entretien, la corrosion des circuits et des rails magnétiques devant en toute hypothèse constituer un sérieux problème.

D’autres aspects sont à prendre en ligne de compte. En n’utilisant que leur énergie cinétique, les munitions ne sont guère modulaires du point de vue de leurs effets. De même, leur guidage risque de s’avérer délicat contre des cibles en mouvement, en raison des contraintes aérodynamiques durant le vol, mais aussi de la formidable accélération – on parle de 20 000 à 40 000 G – que les composants électroniques vont subir, sans compter l’impulsion magnétique et la chaleur due au dégagement d’énergie puis au frottement de l’air à grande vitesse. Au-delà, se pose également un problème de miniaturisation. Les projectiles sont, pour l’instant, insérés dans des sabots pour le tir, desquels ils se séparent après le lancement, réduisant le calibre. En 2015, les calibres envisagés pour les projectiles, sans leur sabot, étaient de l’ordre de 4 cm, pour une masse de 2 kg et un volume intérieur de 200 cm³. Au manque d’espace, il faut ajouter que l’électronique doit pouvoir continuer à fonctionner en dépit d’une température de 800 °C à la surface du projectile. Le défi n’est pas mince, mais ne semble pas insurmontable. Ainsi, General Atomic a annoncé en 2015 avoir réussi la gageure sur une arme de plus petit calibre, en maintenant une liaison de données qui n’a pas cessé de fonctionner durant le vol, ni après l’impact.

Les États-Unis en tête

Si plusieurs États cherchent à disposer de cette capacité, les États-Unis ont cependant pris une avance importante, en lançant un programme en deux phases. La première, de 2005 à 2011, visait à déterminer l’utilité du système pour les opérations navales, mais aussi à réaliser de premiers essais, tout en commandant un prototype à BAE Systems, Raytheon et General Atomics en 2012, chaque firme recevant alors 10 millions de dollars. Depuis lors, le système a été livré et une deuxième phase de tests est en cours, incluant notamment des salves de plusieurs projectiles. À ce stade, il s’agit toujours de R&D, avec pour objectif une entrée en service au début des années 2020, avec un système qui soit compatible en volume et en consommation électrique avec les bâtiments de la marine. Mais pour quelles applications ? Initialement, l’US Navy envisageait d’utiliser ses railguns pour le bombardement naval des côtes, en particulier en appui des forces amphibies. Reste que les fonctions potentielles ont rapidement été élargies.

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