30/11/2009

Armes nucléaires: les autres pièces du puzzle

Les matières fissiles, difficiles à obtenir ou à produire, ne sont pas les seuls composants qui font parfois défaut aux programmes nucléaires, de par leur rareté ou leur complexité d’utilisation, qu’il s’agisse de développer une première arme nucléaire ou de maintenir en état un arsenal déjà existant.

Les plans

Dans le cadre d’un programme d’armement nucléaire, posséder des matières fissiles de qualité militaire et les composants de base d’une bombe atomique ne suffit pas, il faut réussir à les assembler. Cette tâche se révèle extrêmement complexe, tant sur le plan physique que mécanique. Le mythe des plans de bombe atomique à télécharger sur le web trouvant rapidement ses limites, et comme les puissances nucléaires protègent leurs propres plans, les nations qui souhaitent se doter d’armes nucléaires doivent se tourner vers des ingénieurs freelance.


Sans l’expérience acquise par des expérimentations empiriques lors des premiers programmes nucléaires russes et américains, les scientifiques se trouvent face à de véritables défis techniques pour assurer la fiabilité de leurs prototypes. Les nombreuses subtilités de la conception, de l’usinage et de l’assemblage des pièces, font la différence entre un design efficace ou complètement inopérant, voire dangereux. Les quelques éléments connus des programmes nucléaires militaires de Corée du Nord et d’Iran illustrent bien ces difficultés.

Les deux essais nucléaires menés par la République Populaire Démocratique de Corée, ont laissé supposer que les engins nucléaires nord-coréens n’ont pas encore atteint un haut niveau de fiabilité.

Le premier essai nucléaire nord-coréen, qui a eu lieu le 9 octobre 2006, a suscité les doutes de la communauté internationale quant à l’avancement du programme, aux vues des données sismiques recueillies. Pour le Dr. Hui Zhang, du Belfer Center for Science and International Affairs (Harvard University), l’essai du 9 octobre ne démontre pas forcément une défaillance (fizzle) de la charge déclenchée par la Corée du Nord. Les autorités nord-coréennes auraient annoncé à la Chine qu’elles allaient procéder à un essai nucléaire mettant en œuvre une charge de 4 kt. Les relevés sismiques semblent indiquer que la charge nucléaire aurait eu en réalité une puissance inférieure ou légèrement supérieure à 1 kt. Cette explosion d’une intensité relativement faible serait toutefois cohérente avec la puissance de la charge annoncée. En revanche, si la Corée du Nord avait en fait testé une charge de puissance supérieure, il s’agirait vraisemblablement d’un échec. La faible intensité de l’explosion est également surprenante lorsqu’on compare cet essai aux premiers essais des autres puissances nucléaires, où les charges employées étaient généralement supérieures à 10kt. Le second essai nucléaire de la Corée du Nord, effectué le 25 mai 2009, a vu la puissance de son explosion évaluée entre 2 et 8 kt, donc supérieure au premier essai. La puissance de l’explosion demeure toutefois relativement modeste et le Bulletin of the Atomic Scientists estime que l’essai a probablement échoué. L’hypothèse d’une défaillance de la charge nucléaire est également soutenue par les conclusions des autorités françaises.

L’Iran, qui ne disposerait pas encore de matières fissiles en quantité et en qualité suffisantes pour la construction d’une arme nucléaire, tâtonne elle aussi afin d’élaborer les plans de sa première arme nucléaire et explorerait plusieurs pistes afin d’atteindre son objectif. Les scientifiques iraniens s’intéresseraient depuis longtemps à la construction d’une arme nucléaire assez classique, une bombe à fission à noyau de plutonium. Plusieurs informations récentes laissent toutefois entendre que l’Iran pourraient s’intéresser à d’autres designs, notamment à une arme exploitant une charge d’uranium hautement enrichi (HEU), mais également à un engin plus complexe nommé « two-point implosion device ».  L’intérêt de l’Iran pour cette arme d’un niveau supérieur en termes de conception et d’ingénierie pourrait indiquer que les scientifiques iraniens ont reçu l’aide de nouveaux consultants étrangers.

Le détonateur EBW

Le détonateur EBW (Exploding Bridgewire) ou dispositif électro-pyrotechnique à fil explosé, est un composant essentiel des armes nucléaires et en particulier des charges nucléaires à noyau de plutonium. Afin d’initier la réaction en chaîne de l’arme, des explosifs concentrés sont disposés autour du noyau pour assurer sa compression en quelques fractions de seconde. La détonation des charges réparties autour du noyau doit être la plus symétrique et la plus synchrone possible, afin d’éviter le déplacement du noyau ou sa projection. Compte tenu de la vitesse de l’explosion des différentes charges, le détonateur de chaque charge doit être extrêmement rapide et amorcé dans un temps très court (inférieur à une microseconde). Les détonateurs conventionnels ne permettent pas de déclencher des explosions dans un délai aussi réduit et avec un niveau de fiabilité suffisant pour une charge nucléaire. Les détonateurs EBW sont adaptés à cette application, grâce à une vitesse de déclenchement inférieure à 0.1 microseconde. Ces détonateurs spéciaux sont constitués d’un fil de cuivre/d’or/de platine et d’une charge d’explosif concentré PETN, parfois associé à un second explosif tel que le RDX. Le fil au cœur du détonateur est vaporisé par un courant de très forte intensité et entraîne la détonation extrêmement rapide de l’explosif qui lui est couplé.

Les détonateurs EBW sont utilisés dans l’armement et marginalement dans l’industrie civile, mais sont généralement soumis à une réglementation stricte. Aux États-Unis, ces détonateurs sont soumis au contrôle de l’autorité de sûreté nucléaire et leur exportation est très règlementée. L’utilisation d’EBW dans la construction d’une arme nucléaire nécessite des expérimentations répétées afin de maîtriser son emploi et de l’intégrer avec précision à la charge. En 2008, l’AIEA a révélé que l’Iran s’était livrée à la mise au point de dispositifs de déclenchement à fil explosé et à des expérimentations comprenant le déclenchement simultané d’explosifs à l’aide d’EBW, probablement dans le cadre d’un programme nucléaire militaire.

Le mystérieux « Fogbank »

Les États-Unis et le Royaume-Uni ont entrepris un programme de rénovation de leurs têtes nucléaires W76, produites entre 1978 et 1987 et qui équipent les SLBM Trident. Ce programme, baptisé Life Extension Program (LEP), vise a allonger la durée de vie opérationnelle des charges W76 par le remplacement d’une grande partie des pièces composant les têtes nucléaires, afin de les maintenir en opération pour encore 30 ans. Ce programme a connu un problème de taille lorsqu’il fut découvert qu’un des composants chimiques de la charge nucléaire, dont la nature n’a pas été révélée, devait être remplacé. Ce matériau, connu sous le nom de code Fogbank, servirait de lien entre l’étage primaire de fission et l’étage secondaire de fusion qui composent la charge nucléaire. La production du Fogbank étant particulièrement complexe et dangereuse, de par l’utilisation de produits chimiques très inflammables et peu stables, l’usine qui le produisait dans les années 70 et 80 fut fermée par mesure de précaution. Les États-Unis ont donc du reconstruire une usine de production de 50 millions de dollars afin de reprendre la production du Fogbank, qui se révèlerait particulièrement laborieuse.

Mercure Rouge : le canular atomique

L’origine du terme « mercure rouge » demeure incertaine, certains éléments indiquent qu’il s’agirait d’un élément chimique purement fictif inventé par le KGB, voire par les Russes et les Américains collaborant pour leurrer des terroristes en quête de matières fissiles. Les rumeurs au sujet du mercure rouge débutent au début des années 80 et elles se multiplieront jusqu’au années 2000. Il sera tour à tour un explosif très puissant, une matière fissile à part entière, un élément chimique capable d’accélérer l’enrichissement de l’uranium, un composant facilitant la miniaturisation d’une arme nucléaire ou encore un revêtement furtif.

Que le mercure rouge soit bien réel ou purement fictif, il a en tout cas fait les affaires de plusieurs escrocs. En 1994, la police yougoslave aurait interpellé cinq individus en possession de plus d’un kilo de mercure rouge acheté en Bulgarie pour la somme de 120 000 dollars. En 2004, la police britannique a procédé à l’arrestation de trois hommes qui tentaient de se procurer un kilo de mercure rouge contre 300 000 livres, afin de revendre le produit au Moyen-Orient.

Les déclarations médiatiques répétées des autorités nucléaires et de l’IAEA affirmant que le mercure rouge n’existe pas, ne semblent pas avoir éteint les rumeurs. Une nouvelle source de ce précieux matériau semble avoir été découverte et reposerait dans certains greniers, sans que nul ne s’en soit jamais inquiété. En Arabie Saoudite, une véritable ruée a fait suite à une rumeur selon laquelle de vieilles machines à coudre Singer contiendraient de faibles quantités de mercure rouge. La nouvelle a fait exploser le prix de ces machines sur internet, atteignant parfois près de 50 000 dollars l’unité…

En savoir plus :

Mary Beth Nikitin (CRS), North Korea’s nuclear weapons: technical issues (PDF)
Paul K. Kerr (CRS), Iran Nuclear Program : Status (PDF)
IAEA, Mise en œuvre de l’accord de garanties TNP et des dispositions pertinentes des résolutions 1737 et 1747 en Iran (PDF)

Première publication sur AGS (alliancegeostrategique.org) le 29 novembre 2009

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