La guerre sous-marine en pleine mutation : enjeux technologiques et capacitaires

Le domaine de la guerre sous-marine a considérablement changé ces vingt dernières années, avec l’apparition de la propulsion anaérobie et le développement de capteurs et de systèmes de transmissions plus performants. Mais de nouvelles évolutions devraient remodeler les standards technologiques : déjà engagées pour certaines, on en entrevoit à peine les possibilités pour d’autres. Tentative de cartographie.

À tout seigneur tout honneur, la propulsion devrait profiter de récentes améliorations. Ainsi, les systèmes anaérobies, encore perçus il y a deux ans comme étant un « must » pour les bâtiments à propulsion conventionnelle, devraient être mis en concurrence avec les nouveaux systèmes de batteries. Leur technologie a considérablement évolué, en deux temps. D’une part, l’arrivée des batteries lithium-ion (LIB – Lithium-Ion Batteries) change la donne comparativement aux batteries plomb-acide traditionnelles (LAB – Lead-Acid Batteries). Elles ont ainsi plus d’endurance et se rechargent en moyenne cinq fois plus rapidement. Ces performances ont également une incidence sur la construction ou la modernisation navales, dès lors qu’il n’est plus nécessaire d’insérer une tranche AIP. Le Japon propose ainsi d’utiliser des LIB sur la future deuxième tranche de ses Soryu (1). De la sorte, un de ces bâtiments pourrait rester submergé jusqu’à neuf jours à une vitesse de quatre nœuds, contre trois jours environ pour un Oyashio uniquement doté de LAB.

D’autre part, les LSB (Lithium-Sulfur) pourraient offrir une densité énergétique encore supérieure, à supposer qu’elles soient effectivement mises en service opérationnel. On parle alors d’une endurance de 87 jours à cinq nœuds ou de 12 jours à 10 nœuds. Leurs performances font donc de ces batteries une solution plus que compétitive, mais leur emploi se heurte cependant à plusieurs problèmes potentiels. Le premier est leur coût, très élevé ; mais aussi le fait qu’elles doivent être ponctuellement remplacées et recyclées. Elles ne seraient donc pour l’instant réservées qu’à quelques États prêts à dépenser de pareilles sommes, à commencer par le Japon. La France ou l’Allemagne semblent cependant s’intéresser au concept de l’usage de batteries de nouvelle génération. Un deuxième aspect est lié à leur stabilité et à leur inflammabilité. Un troisième aspect est d’ordre systémique. La proposition japonaise de livrer à l’Australie un Soryu uniquement doté de LIB semble ainsi avoir été refusée du fait non seulement du coût, mais aussi des choix de systèmes de combat. Le matériel américain retenu, conçu pour fonctionner avec l’approvisionnement fourni par un réacteur nucléaire, serait trop énergétiquement gourmand pour pouvoir fonctionner sur LIB. Au-delà de la solution « au futur antérieur » représentée par les batteries, les technologies liées aux AIP poursuivent leur évolution, en particulier dans le domaine des piles à combustible. Le système de nouvelle génération développé par Naval Group en coopération avec l’Inde permettrait ainsi un accroissement intéressant des performances, avec une endurance en plongée qui passerait à trois semaines à basse vitesse (2). Comparativement, la plupart des systèmes actuels autorisent une endurance de deux semaines, la question du ravitaillement en carburant et/ou en comburant restant toujours posée (3).

Systèmes et capteurs

Les technologies ont également considérablement évolué dans le secteur des sonars, d’une manière essentiellement incrémentale. Au vrai, la clé n’est pas tant dans les sonars eux-mêmes que dans les systèmes de traitement de l’information, qui peuvent à présent s’appuyer sur des capacités de traitement informatique incomparablement plus importantes que ce qu’elles étaient dans les années 1990, par exemple. D’autres percées sont attendues, mais n’en sont qu’au stade de la R&T. Les travaux chinois sur les détecteurs quantiques commencent à trouver des applications dans le domaine des radars (4). Mais ils pourraient aussi déboucher à plus long terme sur des applications dans le secteur de la lutte ASM. Le principe de fonctionnement repose sur l’intrication quantique. Concrètement, cela consiste, pour simplifier, à « scinder » des photons (en caricaturant, à la manière d’une mitose cellulaire), qui resteront liés du fait des propriétés de la physique quantique. Un des photons est transmis par micro-ondes dans l’atmosphère ou la mer. L’étude de l’autre photon, non envoyé, permet alors d’effectuer des détections et de les caractériser – du moins en théorie. La détection sur de gros volumes d’espaces implique alors de répéter – et de décoder – le processus un grand nombre de fois. L’avantage de l’utilisation de particules subatomiques apparaît alors évident : peu importe la matière touchée, celle-ci affectera le comportement des photons « sédentaires » restés au centre d’analyse. Reste ensuite à déterminer les schémas de réaction permettant d’interpréter ce comportement. Si les expériences menées actuellement aboutissent, d’autres percées seraient à prévoir dans d’autres secteurs de la détection… notamment en guerre sous-marine. Là aussi, l’accroissement des puissances de calcul informatique offre des possibilités de traitement qui seront plus qu’utiles – en gardant à l’esprit que, en l’état actuel, elles pourraient ne pas être suffisantes. De plus, les obstacles ne sont pas minces. Pour l’instant, l’intrication quantique n’a été confirmée qu’à une distance de 100 km dans l’atmosphère, mais la Chine travaillait dès 2016 sur des expériences à 1 000 km.

Par ailleurs, des applications issues de la médecine pourraient elles aussi constituer une menace. Les SQUIDS (Superconducting Quantum Interference Devices) sont déjà utilisés pour mesurer d’infimes variations du champ magnétique dans le cerveau. S’ils sont positionnés sur un nombre suffisamment important de vecteurs, ils peuvent alors servir de magnétomètres /détecteurs d’anomalies magnétiques.

Historiquement, ces derniers sont surtout employés en aéronautique, mais leur portée est faible – ils imposent de passer pratiquement au-dessus de la cible – et il est possible de leur échapper si l’immersion est importante. Mais les SQUIDS pourraient aussi être utilisés dans la mer. Jusqu’ici, deux barrières à leur utilisation empêchaient toute opérationnalisation. La première est la nécessité de les refroidir avec de grandes quantités d’azote liquide. Entre-temps cependant, des microsystèmes de refroidissement sont apparus. Autre barrière, la nécessité de multiplier les vecteurs pour offrir la « vue » la plus large possible. Or, les évolutions de systèmes de drones, qu’ils soient sous-marins, aériens ou de surface, pourraient offrir une solution.

Concrètement, ces mesures constituent autant des opportunités que des problèmes potentiels pour les sous-marins : elles ne jouent pas systématiquement en faveur de la lutte ASM. C’est tout aussi typiquement le cas des drones. Les projets en la matière sont déjà en cours de développement. À suivre la littérature, la vision à long terme est de les mettre en réseau. Ils devraient alors interagir en essaims, constituant un système de capteurs maillés. Pour l’instant, les États européens semblent n’en être qu’à l’usage de drones opérant seuls, mais d’autres projets sont en cours ailleurs. Aux États-Unis, le programme Low-Cost UAV Swarming Technology (LOCUST) doit permettre le vol simultané de 30 drones opérant de manière autonome. L’usage de telles technologies sous la mer n’est pas inenvisageable : la maîtrise de systèmes tels que les DDS et les bras robotisés ont déjà fait la démonstration, depuis 2014, de la possibilité de lancer et de récupérer des drones. Ces derniers ont par ailleurs considérablement évolué, tant grâce à l’informatique et à la miniaturisation que par l’usage de batteries accroissant leur endurance.

Jusqu’ici, le sous-marin est le parent pauvre de la marsupialisation des marines. Les bâtiments de surface ont historiquement été aptes à mettre en œuvre des embarcations, des hélicoptères ou des hélidrones. Le déploiement de forces spéciales depuis les sous-marins a certes constitué une avancée, accrue par l’usage de DDS abritant éventuellement des tracteurs sous-marins et du matériel. Reste que la nature de l’environnement limite les options. Une première étape a été atteinte au milieu des années 2010 avec la mise en œuvre de drones aériens depuis des capsules lancées par des sous-marins. Une fois le drone en vol, il peut certes envoyer les images prises au sous-marin à immersion périscopique, mais son avantage est, surtout, de pouvoir effectuer du ciblage au profit d’une tierce partie, comme dans le cas du drone Advanced Weapons Enhanced by Submarine UAS against Mobile targets (AWESUM). D’autres programmes du même type sont en cours : AeroVironment Blackwing, Lockheed Outrider. La rationalité est donc d’utiliser la discrétion du sous-marin pour en faire un système de projection de capteurs.

L’étape suivante est celle de l’usage de drones au profit direct du sous-marin. La DGA étudiait ainsi, dès le milieu des années 1990, la possibilité d’utiliser un sous-marin pour lancer des drones démineurs chargés de « nettoyer » une zone, à son profit ou à celui d’une force amphibie, par exemple. Depuis lors, cette vision semble n’être plus guère étudiée. Il en est de même pour le déploiement de drones capables de constituer des réseaux plus ou moins statiques de sonars. Le Mobile Offboard Clandestine Communications and Approach (MOCCA) développé par la DARPA américaine envisage ainsi le déploiement de drones dotés de sonars actifs, dont l’usage évite de révéler la position exacte du sous-marin lanceur. Un contrat de développement a été confié à BAE Systems en juillet 2017, qui pourrait déboucher sur un système opérationnel à la fin des années 2020. Le drone serait lancé directement depuis les tubes de 533 mm des sous-marins.

La question des communications

Le véritable goulet d’étranglement réside dans les communications sous-marines, forcément influencées par un milieu où les ondes radio se déplacent mal. Historiquement, les marines utilisaient des systèmes ELF (Extremely Low Frequencies) ou VLF (Very Low Frequencies), notamment pour les transmissions des ordres de lancement donnés aux SNLE. À proximité de la surface, il est possible de se servir du ou des mâts de communication du bâtiment. Des bouées filaires pouvaient être utilisées pour communiquer avec d’autres bâtiments de la flotte sur différentes fréquences, y compris via satellite. Ces systèmes ont connu des développements intéressants dans les années 2010, lorsque plusieurs projets sont apparus. D’une part, une bouée captive, proposée par Lockheed, reliée par fibre optique au sous-marin qui peut alors continuer à naviguer en profondeur, et qui peut être abandonnée lorsqu’elle ne sert plus. Se pose cependant la question de sa détection.

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