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LES VECTEURS MER SOL BALISTIQUES STRATEGIQUES

 

Jacques J. de CORDEMOY 1

La Force océanique stratégique (FOST) est aujourd'hui la composante principale de la Force nucléaire stratégique (FNS), la pointe de diamant de la dissuasion.

Cette composante a été mise en service sur le SNLE Le Redoutable en 1971.

La raison pour laquelle cette composante est chronologiquement la troisième tient principalement à ce que les systèmes d'arme MSBS représentent certainement le degré de difficulté ultime des systèmes nucléaires qui aient jamais été développés en France.

Sans entrer très précisément dans des détails techniques et sans sous-estimer l'ampleur des difficultés qu'il a fallu résoudre pour constituer la composante SSBS, que vous a présentée M. Usunier, je tenterai de faire ressortir ce qui a fait du système d'arme MSBS le programme stratégique majeur de ces trente dernières années.

Comme vous le savez, ce programme a été réalisé avec les mêmes structures industrielles que les programmes SSBS, en ce qui concerne les vecteurs et les têtes nucléaires, en étroite coordination avec le programme des sous-marins lanceurs d'engins (SNLE), au sein d'une organisation tout à fait originale : l'organisation Coelacanthe. L'ingénieur général de l'armement Gempp qui fut l'un des premiers maîtres d'oeuvre retracera bien mieux que moi l'histoire de cette organisation et en particulier l'aventure du sous-marin expérimental Gymnote qui a joué un rôle primordial dans la mise au point et le développement de la FOST.

Pour terminer mon exposé, je vous présenterai l'historique des vecteurs MSBS depuis les premiers vecteurs d'essai jusqu'aux dernières versions du MSBS M-4.

1. Présentation des systèmes MSBS

Pourquoi le SNLE ?

L'atout principal de la composante stratégique sous-marine réside dans la permanence à la mer de l'arme ultime de la dissuasion. Les qualités de discrétion du sous-marin en plongée et l'étendue des zones dans lesquelles il peut se trouver en font une arme particulièrement difficile à neutraliser.

La propulsion nucléaire permet à ces sous-marins de rester en patrouille durant plusieurs mois sans d'autre contrainte en pratique que la relève de leurs équipages.

Le mariage du sous-marin et de la fusée

Ceux qui ont eu l'idée, au début de l'ère des missiles balistiques, de placer un engin, comme on disait à l'époque, dans un sous-marin et de prévoir de le tirer en plongée ont fait alors preuve d'une audace inouïe. Qu'on en juge ! Il s'agissait de marier deux techniques que tout semblait opposer, d'une part l'art de concevoir des sous-marins, fondé sur la lutte contre la pression, la résistance et l'étanchéité des coques, le silence et les instruments du chasseur, et d'autre part la technologie balistique (ou spatiale), nouvellement créée, faite de puissance pyrotechnique, de vélocité et de recherche de légèreté.

Quels sont les problèmes à résoudre pour réussir ?

Les Etats-Unis, avec le programme Polaris, les Britanniques, à l'imitation des Américains, puis la France se sont efforcés de résoudre l'ensemble du problème du premier coup = réaliser un sous-marin à

propulsion nucléaire et concevoir un système de missiles tirés depuis le sous-marin en plongée. L'URSS et plus récemment la Chine ont débuté dans ces programmes de façon plus progressive : sous-marins à propulsion classique, tir en surface.

Passons en revue les techniques qu'il est nécessaire de maîtriser pour constituer une force MSBS.

Le tir en plongée d'abord pose à la fois au sous-marin et au missile de redoutables contraintes. Le sous-marin ne se maintient en plongée que s'il est parfaitement pesé, c'est-à-dire le poids de l'eau correspondant à son volume.

Un SNLE français actuel pèse environ 8 900 tonnes.

S'il s'allège, il fait rapidement surface.

S'il s'alourdit, son immersion augmente, parfois très vite. Nous savons que la pression de l'eau augmente d'un bar (valeur de la pression atmosphérique) chaque fois que l'immersion s'accroît de 10 m.

A 10 m elle est de 2 bars (la pression atmosphérique plus un bar), à 50 m de 6 bars, à 100 m de 11 bars. Or un bar, c'est une force d'un kilo par centimètre carré, soit 10 tonnes par mètre carré. Très rapidement l'immersion du sous-marin est limitée par la résistance de la coque : sa sécurité en plongée dépend donc à tout moment de son exacte pesée.

Or un missile de type M-4 pèse 35 tonnes.

Pour tirer l'ensemble de ses missiles, il faudra donc que le sous-marin échange très rapidement 35 X 16 = 560 tonnes de missile contre leur équivalent en eau de mer, en ouvrant et fermant 16 portes.

Encore aura-t-il fallu qu'il puisse ouvrir ces portes, c'est-à-dire équilibrer la pression de l'eau à l'extérieur en pressurisant le tube de lancement exactement au moment de l'ouverture de la porte.

Cela signifie pour le missile qu'il est pressurisé avant son départ, à plusieurs bars dans une plage de pression très étroite ; en effet, comme pour tout lanceur spatial, un compromis doit être fait entre sa résistance et ses performances.

Après sa chasse, le missile traverse quelques dizaines de mètres d'eau en deux à trois secondes, c'est-à-dire qu'il se dépressurise très vite puis franchit la surface de la mer ; il termine son vol dans le vide spatial environ une minute plus tard, après avoir atteint des vitesses supersoniques en traversant l'atmosphère.

Le tir en immersion impose d'autres contraintes au missile lancé en raison de la vitesse de l'eau par rapport au pont, résultant de l'avance du sous-marin et de l'état de la mer. Il est poussé hors du tube par une chasse puissante.

Enfin, par sa forme qui se rapproche de celle du cylindre parfait (pour utiliser toute la place disponible dans le tube), le missile est instable pendant son trajet sous-marin, il faudra donc, avec beaucoup d'énergie, le rattraper avant qu'il ne devienne incontrôlable à la sortie d'eau.

La navigation et la précision

Un missile balistique dépose sur une trajectoire de chute libre les éléments de ce qu'on appelle un cortège (corps de rentrée, diverses aides à la pénétration), comme le joueur de pétanque la boule qui vise un objectif.

Dans le cas du missile, la vitesse au moment du lâcher est de l'ordre de 5 000 m/s quand l'objectif se trouve à 4 000 km et le temps passé en chute libre avant la rentrée dans l'atmosphère est alors de l'ordre du quart d'heure, soit environ 1 000 secondes.

Une erreur de vitesse d'un mètre/seconde peut dans ces conditions conduire à un écart au but d'un kilomètre.

C'est donc avec une très grande précision qu'il faut guider le missile, et larguer les objets.

Un missile balistique étant autonome, il ne peut compter pendant son vol que sur la navigation inertielle pour atteindre cette performance.

Pour chaque missile tiré depuis un sous-marin, il faut qu'avant son départ sa position, sa vitesse et son orientation, déduites de celles du sous-marin, soient connues avec précision (une erreur d'une minute d'arc sur le cap se traduit également par environ un kilomètre d'erreur au but à 4 000 km).

Le sous-marin dispose de grosses centrales inertielles qui doivent dialoguer avec les systèmes de navigation de chacun des missiles, jusqu'à leur lancement.

L'informatique

La coordination de tout ce qu'il faut faire pour lancer les seize missiles, mettre les missiles en état de fonctionner, aligner les centrales inertielles, pressuriser les tubes, ouvrir et fermer les portes, déclencher la chasse des missiles, avec une cadence élevée est bien plus compliquée que ce qu'il faut faire pour lancer seize fois une fusée : c'est l'imbrication de seize comptes à rebours dans les meilleures conditions de performance et de sécurité.

L'informatique en temps réel a rendu possible l'exécution de toutes ces tâches qui, regroupant la tenue d'immersion du sous-marin, la sécurité de plongée, les transferts d'information de navigation, la pressurisation des tubes, la manipulation d'organes hydrauliques et de vannes et enfin la mise en oeuvre de pyrotechnie, font appel à de nombreuses techniques différentes.

La sûreté et la sécurité

On l'aura compris, s'agissant de sous-marins à propulsion nucléaire et de missiles nucléaires confinés dans un espace réduit (96 têtes nucléaires par sous-marin dans le cas du M-4) la technique MSBS fait appel plus que tout autre système d'arme à toute une méthodologie complexe et convaincante pour garantir la sûreté nucléaire et la sécurité du bâtiment, ainsi que celle de son port d'attache : les techniques de conception, d'évaluation et de démonstration de la sécurité ont été poussées à l'extrême pour ces systèmes.

Parfois les oukases de la sécurité ont d'importantes conséquences : la France a été bien inspirée quand elle a proscrit les systèmes à ergols liquides pour la propulsion principale des missiles. L'accident survenu au sous-marin soviétique Yankee, au large des Bermudes, le 3 octobre 1986, l'a confortée dans cette position.

Il lui a fallu en conséquence développer la technique de la propulsion à poudre dans laquelle elle excelle maintenant.

Pour terminer avec la sécurité, les systèmes MSBS, dont on doit se garder de tout fonctionnement intempestif avant lancement, ont aussi une caractéristique : c'est de leur bon fonctionnement après la chasse que dépend la sécurité du bâtiment lanceur. C'est un trait commun avec la sécurité des systèmes spatiaux habités pour lesquels le bon fonctionnement après lancement est vital.

2. Historique des MSBS français

Le programme expérimental (véhicules d'essais)

Durant les années 1960, la SEREB menait de front les études de lanceurs spatiaux (les pierres précieuses : Agate, Topaze, Rubis, Emeraude, Saphir) qui ont conduit au lanceur Diamant en 1965 et Ariane en 1979, les études SSBS et les études MSBS.

Il était de règle, car nous avions tout à apprendre, d'essayer progressivement toutes les fonctions des missiles ; on concevait des cases à équipements et des systèmes de mesure, puis on tentait de faire voler un étage : on cherchait alors à contrôler (piloter) cet étage avant de lui donner un objectif (le guider). Ce n'est que plus tard que l'on réalisait des missiles guidés et pilotés.

Pour le MSBS, les premiers essais d'un mono-étage piloté, le M-112 ont commencé au Centre interarmes d'essais d'engins spéciaux (CIEES) à Hammaguir le 26 mai 1966 (2 tirs) puis à partir d'un caisson immergeable, le caisson NEMO, au large du Centre d'essais et de recherches d'engins spéciaux (CERES) sur l'Ile du Levant le 12 juillet 1966, enfin au large du même Centre d'essais, depuis le sous-marin expérimental Gymnote, le 19 avril 1967, soit moins d'un an après le premier vol depuis Hammaguir. Quatre missiles (mono-étages) ont ainsi été essayés.

L'ensemble des enseignements sur les caractéristiques du vecteur, sur les conditions d'ambiance (lancement sous-marin, vol), et sur les pièges de cette technique a donc été acquis en moins de deux ans. Ce programme a été tellement satisfaisant que, lors du quatrième lancement de M-112 depuis le Gymnote, il a été décidé de tirer le vecteur non pour en apprendre plus sur son fonctionnement, mais pour faire la démonstration que l'on savait le détruire, car nous n'avions pas eu l'occasion d'utiliser le dispositif de sauvegarde.

L'histoire se poursuit par la mise au point d'un vecteur biétage guidé, le M-013 (quelques essais de guidage avaient été effectués sur le missile M-012 le 13 janvier 1968). Les M-013 ont été essayés à partir du sous-marin expérimental Gymnote, au large du Centre d'essais des Landes (CEL), le champ de tir de l'Ile du Levant étant devenu exigu. Le premier lancement a eu lieu le 16 novembre 1968. Sur le M-013 ont été validées les interfaces entre la tête nucléaire et le missile par des tirs à partir du 11 juin 1970.

Les systèmes M-1 et dérivés (M-2 - M-20)

L'ensemble des essais en vol du programme expérimental et des études conduites a permis de mettre en service la composante SNLE de la dissuasion (la FOST).

Le premier tir d'un missile d'exercice (en configuration opérationnelle) a eu lieu le 29 mai 1971, à partir du Redoutable.

Le missile MSBS M-1 a donné naissance au M-2 (premier tir expérimental le 20 juillet 1973 - la mise en service a eu lieu au début de 1976), rejoint par le missile M-20, à tête thermonucléaire, doté d'aides à la pénétration (premier type expérimental le 12 juin 1974 - mise en service mi 1976). Cette version arme encore deux SNLE : le Redoutable et le Foudroyant.

Avec le M-20, la première génération de MSBS, issue du M-1 qui avait commencé ses essais en 1966, avait atteint une limite technique. Elle sera encore en opération dans le début des années 1990.

Comparaison avec les cousins SSBS

Les programmes SSBS et MSBS ont été conçus autour de propulseurs communs : aujourd'hui, le premier étage du M-20 (qui est un étage M-1) est dérivé des seconds étages des missiles S 112 à S 2 (aux dispositifs d'arrêt de poussée près).

Les seconds étages du missile M-20 et du missile S-3 (Rita II) sont pratiquement identiques. Les technologies de leurs parties hautes, de même diamètre et portant une tête nucléaire identique, sont très proches, le S-3 ayant une configuration informatique plus récente.

La lignée des systèmes M-4

Dès 1973, le développement d'une nouvelle génération de MSBS, le M-4, était lancé pour une mise en service en 1985.

En 1980, le 28 novembre, le premier tir d'un M-4, depuis un socle, sur le Centre d'essais des Landes, montrait qu'il était possible de faire voler du premier coup un missile complet entièrement nouveau : il s'agit d'un tri-étage muni d'un système d'espacement pour têtes multiples.

Le sous-marin Gymnote, transformé dans l'intervalle pour pouvoir lancer des M-4, tirait pour la première fois le 10 mars 1982 un M-4 expérimental.

Le 12 juillet 1984, le lancement d'un missile d'exercice depuis le SNLE l'Inflexible, clôturait le développement du système M-4 dans sa première version. Ce système est opérationnel depuis 1985 sur l'Inflexible.

Dès la deuxième dotation, embarquée en 1987 à bord du SNLE le Tonnant, une version améliorée de la partie haute a été mise en service.

Une modification plus importante est prévue pour la mise en service sur le sous-marin de nouvelle génération, le Triomphant, en 1994.

Le dispositif d'essais des MSBS

Les moments forts du développement des MSBS se sont déroulés lors des essais en vol expérimentaux. Décrivons ce dispositif qui est toujours utilisé pour ces essais.

La grande portée du missile M-4 a nécessité pour certains tirs de mettre le SNLE ou le Gymnote au large d'une annexe du CEL installée en Bretagne : les lancements très complexes dans leur organisation nécessitent une préparation de deux à trois mois à l'avance.

Les missiles, construits spécialement pour le tir (au cours du développement) ou bien choisis parmi les missiles opérationnels (tir d'exercice), sont préparés dans des ateliers à terre.

Au cours des années 1960, ces missiles étaient préparés au Centre d'achèvement et d'expérimentation des propulseurs d'engins (CAEPE) par la SEREB ; depuis, ce centre est toujours utilisé par Aerospatiale au cours des développements, mais la préparation des missiles d'exercice se fait à la base de l'Ile Longue. Cette préparation consiste à monter sur les missiles tous les équipements nécessaires à l'exécution et à l'exploitation des essais en vol (télémesure, trajectographie, télécommande de sauvegarde) après avoir retiré la charge nucléaire active ...

Les missiles assemblés sont mis au tube dans le sous-marin qui se présente ensuite devant le dispositif d'essais mis en place par le champ de tir.

Ce dispositif complexe fait intervenir plusieurs bâtiments dont le BEM Henri Poincaré (Bâtiments d'essais et de mesures) (3e unité de la Marine nationale), les bâtiments escorteurs, plusieurs types d'aéronefs (avions patrouilleurs, Mirage, etc.), des hélicoptères pour calibration et pour opérations ... le tout représentant avec le CEL plus de 2 000 personnes.

Le sous-marin Gymnote a été retiré du service en 1986, après plus de vingt ans de service. Il n'aura pas de successeur.

Le futur

Le futur immédiat, c'est le prolongement de la lignée du M-4 et en particulier la nouvelle version du M-4 prévue pour le milieu de la décennie de 1990.

Le SNLE le Redoutable, conçu dans les années 1960, avait été prévu de telle façon que le missile M-4 a pu être installé dans ses tubes. Le SNLE le Triomphant réserve une capacité d'évolution au-delà du M-4 pour un missile plus gros et plus performant.

A l'horizon de l'an 2 000, le missile MSBS M-5, actuellement en projet, constituera la troisième lignée de vecteurs de la Force océanique stratégique 

C'est une nouvelle histoire qui commence.

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Notes:

1 . Directeur des programmes militaires de la Division systèmes stratégiques et spatiaux de l'Aerospatiale.

 

 

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