La guerre en Ukraine a mis en avant l’excellence de l’industrie militaire française, notamment les désormais fameux canons CAESAR. Mais si elles doivent être performantes, les armes et les munitions se doivent aussi d’assurer la sécurité des artilleurs. Explication de leur fonctionnement.
Hervé Le Breton est directeur établissement chez Nexter
Notre métier est toujours passionnant.
Un aspect moins connu mais tout aussi important concerne la sécurité des artilleurs et plus généralement des militaires qui utilisent nos munitions.
Obus (c) Nexter
Que ce soit l’arme ou la munition, tout est conçu afin d’assurer leur sécurité :
L’étoupille est l’initiateur pyrotechnique qui allume les charges modulaires. Il doit pouvoir allumer de 1 à 6 charges simultanément (en quelques ms) afin d’avoir une parfaite combustion de celles-ci. Si l’allumage est incorrect, il se crée des ondes de pression qui peuvent faire exploser la culasse ou le tube de l’arme.
Les charges modulaires assurent la propulsion de l’obus mais dans une dynamique très précise afin d’éviter les incidents précédents. Leur fonctionnement doit être sécurisé aussi bien dans le désert que dans des pays glacés. Elles ne doivent laisser aucun imbrûlés dans la chambre pour éviter une inflammation spontanée lors de l’introduction des charges pour le tirs suivant. Le corps d’obus est réalisé dans une nuance d’acier que peu de fabricants savent produire. En effet, ce corps doit résister à une accélération de plus de 10 000 g sans se déformer (l’obus pèse plus de 40 kg soit 400 tonnes en accélération).
La ceinture est également primordiale. Elle assure la mise en rotation de l’obus mais également l’étanchéité à plusieurs milliers de bars de pression de gaz chauds.
L’explosif est fondamental dans la sécurité de stockage. Les nouveaux explosifs spécifiquement formulés par Nexter assurent un risque atténué vis à vis d’une balle de 12,7 mm, d’un impact d’éclat, d’un jet de charge creuse, d’un incendie.
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De plus, la détonation d’un obus n’entraine pas la détonation des autres.
Enfin la fusée contient les éléments de mise en détonation de l’obus. Cette fusée est initialement désalignée, ce qui signifie qu’un fonctionnement intempestif de son détonateur n’aura aucun effet sur l’obus. Par un mécanisme de type horlogerie, cette fusée va s’aligner sous l’effet de l’accélération et de la rotation. Elle mettra ainsi plusieurs dizaines de mètres pour s’armer et assurera la protection des artilleurs vis à vis d’un fonctionnement sur trajectoire.
Enfin, il ne faut pas oublier l’arme dont la culasse et le canon doivent résister à de hauts niveaux de températures et de pressions encore une fois de part des aciers très spéciaux et un design sécurisé.
Je n’oublie pas tous les systèmes de récupération d’énergie (frein de bouche, liens élastiques …) qui encaissent l’énergie de départ du coup et permettent au Caesar de tirer en toute sécurité.
Comme vous pouvez le constater, la sécurité des militaires n’est pas prise à la légère.
Tout ceci est possible, le Caesar en est un parfait exemple, grâce à deux facteurs qui font de Nexter une référence :
La maîtrise du coup complet,
La synergie entre armuriers et munitionnaires.
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La synergie armurier-munitionnaire
L’évolution de la protection de la nouvelle génération de chars de combats impose un nouveau système d’arme, le calibre 120 mm ayant atteint ses limites.
Tout commence par la spécification du besoin, en gros, l’équivalent acier à pouvoir pénétrer dans le cas d’une munition flèche. Les premiers calculs vont permettre de déterminer l’énergie nécessaire pour atteindre cet objectif, en laissant une bonne marge de progression.
Le munitionnaire va alors travailler avec les poudriers afin de déterminer le type de poudre propulsive à utiliser et en développer une autre si nécessaire. Un travail de conception avec l’armurier va permettre de déterminer le calibre nécessaire.
Chacun travaille alors un peu de son côté :
L’armurier dessine le profil envisagé de l’arme,
Le munitionnaire conçoit sa munition.
A l’aide des données fournies par l’armurier, le munitionnaire fait tourner ses codes de calcul afin de simuler le développé de pression dans la chambre. Ce développé (la balistique intérieure) va prendre en compte tout particulièrement la combustion de la poudre, l’évolution du volume en fonction de l’avancement du projectile, la température, la masse du projectile…. et permettre d’obtenir la vitesse en fonction de la distance. On vérifie déjà que la longueur envisagée du tube est compatible.
Le modèle numérique du développé de pression est alors injecté dans les codes de calcul de l’armurier afin de déterminer les contraintes mécaniques sur l’arme. Il va alors dimensionner le tube, le frein de bouche, les liens élastiques (vérins qui amortissement l’impulsion au départ du coup) et bien d’autres éléments.Tous ces éléments d’amortissement absorbent une partie de l’énergie fournie au projectile et c’est alors au munitionnaire de prendre ces éléments compte pour recaler ses codes. Il s’en suit une longue coopération entre l’armurier et le munitionnaire qui ajustent simultanément l’arme et la munition. Lorsque les éléments semblent converger, la munition doit atteindre sa bonne vitesse et l’arme doit être capable de résister à plus 10 mégajoules en impulsion, la culasse doit pouvoir s’ouvrir et de se refermer avec une parfaite étanchéité.
Il faut alors aller au tir afin de vérifier que la réalité physique est en accord avec les modèles numériques.L’arme est bardée d’instrumentation pour corréler physique et numérique. On repart alors en développement et petit à petit le système d’arme prend forme.
Le système d’arme et munition sera enfin fourni à la DGA qui va tester l’ensemble dans les pires conditions pour enfin le qualifier.
Ce résumé très simpliste d’un développement permet de comprendre l’avantage que procurent des bureaux d’études qui travaillent ensemble et de posséder des moyens de tirs et d’essais communs.
