Jean Pierre Petit et ‘sa MHD’

Conférence donnée à Supaéro
le 10 juin 2003

MHD et vol hypersonique

Rappel sur l’histoire de la MHD en France.

L’inventeur de la MHD ou magnétohydrodynamique est l’anglais Michael Faraday. Cette discipline présente deux volets :

– Les accélérateurs MHD ou l’art et la manière de mettre des fluides en mouvement à l’aide de forces de Laplace (« forces de Lorentz » en anglais) J x B

– Les générateurs MHD où l’art et la manière de convertir l’énergie cinétique d’un fluide en mouvement en électricité.

Faraday expérimenta les deux formules. Dans les deux cas il mit en oeuvre un convertisseur linéaire auquel il laissa son nom. Schématiquement un convertisseur linéaire est une tuyère porteuse d’électrodes (segmentées, pour obtenir une meilleure distribution du courant électrique dans la veine) flanquée de bobinages produisant un champ magnétiques transversal. L’axe du dispositif, la direction du champ magnétique et la direction du champ électrique créé par les électrodes forment un trièdre trirectangle.

Convertisseur de Faraday

Au début des années soixante le Anglais furent les premiers à envisager une production d’électricité par voie MHD, sans pièces mobiles, par « conversion directe ». Sur le papier ça a l’air très simple. Un fluide déboule à une vitesse V dans une tuyère et coupe les lignes de force d’un champ magnétique B. Il en résulte un champ électromoteur V x B qui crée un courant J (densité de courant, en ampères par mètre carré), lequel est collecté par les électrodes et vient se boucler dans des résistances de charge. Ces générateurs MHD présentaient plusieurs intérêts. Ils pouvaient etre mis en oeuvre très rapidement. Mais ils s’affranchissaient également de la barrière du « rendement de Carnot » qui limitait celui des turbines à gaz de l’époque à 40 %. Les calculs théoriques indiquaient que « sur le papier » on pouvait espérer obtenir des rendements globaux frisant les 60 %. Si ces machines avaient pu fonctionner ceci signifiait qu’à partir de la même quantité de combustible fossile on aurait pu tirer 50 % d’énergie électrique en plus.

Mais les gaz sont de piètres conducteurs de l’électricité. Considérons un mélange gazeux issu de la combustion d’hydrocarbures. Ses composants possèdent un potentiel d’ionisation. Mais même aux températures les plus élevées possibles autorisées par la technologie la conductivité électrique du milieu restera faible. Seule une faible partie de l’enthalpie du gaz sera converti en électricité, la majeure partie étant dissipée dans la veine par effet Joule.

On envisagea donc d’accroître la conductivité de ce gaz en y adjoignant une substance à bas potentiel d’ionisation, essentiellement un alcalin. Ce problème de rehaussement de la conductivité est si critique qu’on envisagea d’emblée de recourir à la substance qui soit le plus facilement ionisable : le césium. Les premières expériences de conversion MHD furent donc conduites en adjoignant en aval d’une chambre de combustion brûlant des hydrocarbures un générateur linéaire de Faraday. Les résultats furent décevants. Il aurait fallu disposer d’une température avoisinant les 3000°, c’est à dire celle du filament d’une lampe à incandescence. Les efforts se portèrent sur la tenue thermique des matériaux : parois et électrodes. En ce début des années soixante il n’était pas rare qu’en cours d’expérimentation les électrodes volent en éclat, de même que les plaque destinées à assurer la tenue thermique des parois. Ces recherches concernant ce qu’on appela des « cycles ouverts » se poursuivirent dans de nombreux laboratoires du monde pendant les années soixante. En France y participèrent l’Edf dans son centre de recherche des Renardières, près de Moret-sur-Loing, l’institut Français du Pétrole et la CGE (compagnie générale d’électricité). L’effort MHD international (civil) alla jusqu’à mobiliser 5000 chercheurs, répartis dans des dizaines de laboratoire dispersés dans le monde entier. L’insuccès amena l’arrêt progressif des recherches. Les Russes furent les derniers à s’accrocher jusqu’au milieu des années soixante-dix, avec un générateur expérimental nommé « U-25 », installé près de Moscou.

Le générateur MHD russe U-25. Au premier plan l’électro-aimant.

Les dimensions impressionnantes de la veine du générateur U-25. Les électrodes sont à droite et à gauche.

Une autre filière fut très vite envisagée, en recourant à ce qu’on appela une « conduction électrique hors d’équilibre (thermodynamique) ». On détaillera plus loin ce genre de situation où la température électronique Te excède la température du gaz Tg. Ce sont les conditions qui règnent dans un tube au néon. L’idée de base est la suivante. Dans le tube au néon un champ électrique E, créé par des électrodes, accélère les électrons libres le long de leur libre parcours moyen ( entre deux collisions avec des atomes neutres ou des ions ). Si ce libre parcours est assez long l’énergie cinétique acquise par les électrons peut atteindre l’énergie d’ionisation Ei d’un atome. Lors d’une collision il y aura donc « avalanche électronique ». La circulation du courant électrique crée donc, dans le tube, un état ionisé. Phénomène inverse : les ions attirent les électrons libres relativement lents et tendent à les capturer (désionisation radiative).

J’ai déjà mis sur mon site deux dossiers concernant la MHD, présentés sous un niveau de vulgarisation. Il y aura des appels par liens dans la suite de ce dossier.

Au milieu des années (plus précisément en 1964, au congrès de Newcastle, en Angleterre) un jeune chercheur Russe, Vélikhov prédit l’apparition d’une instabilité d’ionisation, extrêmement brutale (quelque microsescondes). La théorie de ce phénomène n’a rien d’évident. Son mécanisme est un défi à l’intuition. Voici une image qui date des années soixante et qui montre (les simulation numériques de l’époque exigeait les systèmes les plus performants et ces images proviennent d’URSS). On voit la façon dont cette instabilité se développe, qui serre par endroits les lignes de courant électrique. Cet accroissement local de J entraîne une réponse du gaz sous forme d’ionisation. Le milieu de stratifie ainsi, avec apparition de strates à fortes conductivité électrique, alternant avec des zones à faible conductivité électrique.

Evolution de l’instabilité électrothermique dans un convertisseur de Faraday (1968)

C’est cette instabilité, à laquelle personne ne put trouver remède qui provoquant l’effondrement de l’ensemble de l’effort MHD civil dans le monde (des dizaines de labos, 5000 chercheurs). A la fin des années soixante la partie était jouée en Europe. Toutes les équipes furent démantelées, en dépit d’une unique succès à l’Institut de Mécanique des Fluides de Marseille, entre 1966 et 1970. Il y eut deux résultats marquants.

– Premier fonctionnement d’un générateur hors d’équilibre, stable vis à vis de l’instabilité d’ionisation (J.P.Petit, 1967, 7° congrès international de Varsovie). Température gaz : 6000°, température électronique : 10.000°, extraction de puissance : 2 mégawatts. Débit de courant notable jusqu’à 4000°.

– Accélération d’un plasma d’argon. Paramètres d’entrée : pression, un bar, vitesse : 2700 m/s, température : 10.000°, conductivité électrique : 3000 mhos/m, champ magnétique : 2 teslas. Longueur de la tuyère (accélérateur du type de Faraday) : 10 cm. Vitesse de sortie 8000 m/s. Labo de MHD de l’institut de mécanique des fluides de Marseille. Thèse de Bernard Forestier.

Ces deux résultats passèrent totalement inaperçus à l’époque. Comme évoqué dans mon livre les Américains ont découvert au milieu des années soixante dix les fantastiques potentialités de la MHD au plan militaire. Ils ont alors développé des recherches très poussées dans différents sanctuaires, dont la fameuse aire 51. En 1980 une torpille hypervéloce MHD américaine atteignit 2000 km/h. Les Russes possèdent un engin similaire, d’un mètre de diamètre (nom de code « la Grosse »). J’installerai un dossier en expliquant qu’il existe un lien direct entre cet engin, que les Russes projetaient de vendre aux Chinois et le naufrage du Koursk.

Les Américains poussèrent très vite des recherches axées sur le vol hypersonique. Les Russes avaient un projet similaire : « Ajax », qui ne put aboutir faute de financement. Les recherches furent développées de manière intensive dans le plus grand secret. Mais j’ai pu savoir en 1986 de la bouche du professeur Kunkle (directeur du laboratoire de physique des plasmas de Berkeley) qu’une partie de ce programme était géré au Lawrence Livermore Laboratory (Californie) ainsi que dans les laboratoires Sandia, près l’Albuquerque. Ces recherches conduisirent assez rapidement à des résultats majeurs, les Américains ayant consacré à ce « black program » des efforts et un financement comparables à ceux de projets comme Manathan et Appolo La différence est que ces recherches furent menées dans le secret le plus absolu. En l’occurence, non seulement on cacha l’existence de ces recherches au reste du monde mais on désinforma à tour de bras. De manière magistrale les Américains laissèrent délibérément péricliter leur MHD civile. Plus de contrats, plus de Phd, plus de … cours. Une discipline fondamentale appelée à jouer un rôle majeur sombra dans … l’oubli (et personne ne s’en soucia, en tout cas en France). Tous les occidentaux tombèrent dans le panneau, en se disant « si les Américains ont abandonné toute recherche dans cette voie, c’est que cela n’a aucun intérêt ». Seul, en Europe, j’ai continué de me battre pendant dix ans pour que des recherches soit entreprises, jusqu’à mon abandon par K.O. en 1987.

J’ai révélé à travers un livre publié en janvier 2003 l’existence de trois engins.

– Une torpille MHD hypervéloce, opérationnelle aux USA et en Russie depuis 1980.

– Un avion espion américain croisant à 80 km d’altitude à 10.000 km/h, satellisable (il faut bien un successeur au SR-71, Mach 3, relégué dans un musée). Opérationnel depuis 1990.

– Un bombardier « antipodal » américain, opérationnel depuis 1987, qui est en fait « le véritable B2 », les appareils qu’on montre n’étant que des leurres. Voir dossier.

Je sais que ces révélations sont encore accueillies avec scepticisme dans les milieux aéronautiques français. Mon livre a provoqué la naissance d’un « plan MHD français« . A première vue les mesures prises sont ridicules en comparaison de ce que devrait être entrepris. N’est-il pas aussi ridicule que le CNRS aille chercher les compétences chez les Russes (présentés comme « des pionniers en matière de réduction de traînée d’onde ») alors qu’il a délibérément étouffé tout effort en ce sens dans ses propres murs pendant quinze ans. A ceux qui me demandent ce qu’il conviendrait de faire pour rattraper les Américains je réponds :

– Mille chercheurs et techniciens, au top niveau, pendant 30 ans

La situation des Européens, en matière de MHD serait comparable à celle de pays qui n’auraient pas développé d’industrie spatiale et qui, découvrant que d’autres pays ont installé des stations spatiales permanentes et mis le pied sur la Lune s’adresseraient … à la maison Ruggieri ! Ou bien, en imaginant que la France ne possède pas d’avions, et que quelqu’un dise :

– Quand je regarde les photos de ces « avions » dont on parle il y a une partie antérieure qui ressemble assez à l’avant du TGV. J’ai un ami qui travaille à la SNCF, sur les questions aérodynamiques liées aux trains à grande vitesse. Je suggère qu’on le mette à la tête d’un « plan aviation ».

Ne riez pas. C’est exactement ça. Je pense qu’il s’écoulera encore des années avant que mes propos ne soient pris au sérieux (ça n’est pas grave, c’est déjà trop tard). Je conjecture qu’aucun enseignement de MHD réellement à la hauteur du problème ne verra le jour, ni à Supaéro, ni dans les autres Grandes Ecoles, ni dans les DEA des universités. Il y a quelques jours un Suisse me proposait de venir donner une conférence susceptible de « sensibiliser les gens de l’Institut Polytechnique de Lausanne ». La création d’un labo de MHD de quelques personnes apparaissait comme une possibilité, un début. J’ai souri. J’avais l’impression d’entendre :

– Les gens de la maison Ruggieri m’ont dit qu’il n’excluaient pas qu’on puisse un jour utiliser leurs fusées de feux d’artifice pour amener des instruments en haute altitude. Certains seraient prêts à concevoir des fusées de gros diamètre pour une exploration du problème.

J’ai 66 ans et je suis à la retraite. J’ai répété pendant 25 ans que la MHD était quelque chose d’important. On ne m’a pas cru et, pire encore, beaucoup ont cru (avec juste raison) qu’en permettant à une expérience de suppression d’ondes de choc d’aboutir ceci n’apporte de la crédibilité au dossier ovni. Ce que j’ai lu dans les numéros d’Air et Cosmos parus début 2003 ainsi que le « non-accueil » dont j’ai bénéficié à Supaéro de la part de la direction et du personnel enseignant ne m’incite guère à reprendre une croisade de ce genre. Mais, pire encore, il m’est difficilement supportable de savoir que l’actuel plan MHD français est actuellement « impulsé » par les mêmes imbéciles à qui ont doit ces 25 années de retard, ainsi que des boulettes monumentales (l’Ecole National Supérieure de l’Aéronautique fut même directement impliqué dans l’une d’elles, de même que le CERT et le DERMO de Toulouse, au début des années quatre-vingt). Qu’attendre de plus de l’actuelle directrice du CNRS ou de notre ministre de la Recherche et de la Technologie, Claudie Haigneré ? L’enthousiasme des jeunes étudiants ne changera rien à cette sclérose imbécile. « Un petit début » ne servirait à rien, y compris sur le plan européen. Mon attitude peut se résumer en un mot : impavidité. J’ai écrit chez Albin Michel un livre « Les Enfants du Diable » qui commence par un rappel du mythe de Cassandre. Vingt ans plus tard les choses n’ont pas changé. Pourquoi se révolter ? C’est inutile. En France, à l’immobilisme s’ajoutent l’esprit de corps (principalement celui de l’Ecole Polytechnique, véritable plaie dans ce pays), la vanité, la courte-vue et un certain scepticisme de bon ton.

Quand on sait il ne reste sans doute plus qu’à asseoir et à rire en pensant à l’inadéquation des mesures prises, à l’incompétence des gens « mis en place », à l’échec assuré de ces entreprises, quels que soient les crédits alloués, par manque non seulement de connaissances essentielles mais aussi par méconnaissance de quelques secrets jalousement gardés qui seuls rendent ces vols hypersoniques possibles.

J’ai été invité par les étudiants de Supaéro (en non par leurs enseignants) à venir donner une conférence à l’école le 10 juin 2003. Je l’ai fait. Je vais ici laisser une trace écrite de cet exposé, selon un ton qui, maintenant, s’adressera plus à l’étudiant de Grande Ecole qu’au public lambda.

Avant de commencer je voudrais insister sur l’importance capitale de la MHD qui envahira inéluctablement de nombreux pans des activités scientifiques et techniques dans le monde entier. Tout était lié aux progrès des supraconducteurs. En effet les teslas « conventionnels » pèsent extrêmement lourd. A titre anecdotique l’installation de magnétisation dont nous nous étions servis en 1976, Maurice Viton et moi, pour annihiler la vague d’étrave devant une maquette cylindrique créait un champ constant d’un tesla dans une dizaine de centimètres cubes et pesait 200 kilos (celle-là même qui m’expédia six mois à l’hôpital pour accident à la colonne vertébrale). Les solénoïdes créant deux teslas dans un volume de quelques litres, en 1965, qui équipaient mon tube à choc étaient parcourus (pendant quelques millièmes de seconde) par un courant de 54.000 ampères.

Au début des années soixante dix une installation civile allemande disposait d’aimants supraconducteurs, refroidis à l’hélium liquide, donnant 4 teslas. Dans ce cas là ce ne sont pas les solénoïdes qui pèsent lourd mais le système cryogénique qui va avec. Par la suite deux chercheurs reçurent le prix Nobel pour avoir réussi à mettre au point des supraconducteurs fonctionnant à une température plus élevée, dans l’azote liquide, à moins 190° au lieu de moins 270°. A l’époque différentes personnes émirent des avis. Aigrin, ancien ministre de la recherche, donna son sentiment selon lequel on devrait finir par disposer un jour de supraconducteurs fonctionnant à la température ordinaire. Il signait cette prise de position par une boutade :

– Un jour, quand quelqu’un ira acheter du fil électrique chez un quincaillier celui-ci lui répondra « vous le voulez normal, ou supraconducteur ?

J’avais aussitôt partagé l’avis d’Aigrin. Notre époque, si elle est le siège d’une stagnation des connaissances fondamentales depuis des décennies fait émerger sans cesse de nouveaux progrès technologiques. Pourquoi pas celui-là ? Il est absurde de décréter qu’il existera une température maximale, indépassable, au delà de laquelle le phénomène de supraconduction ne pourra pas être observé. D’autant plus que c’est un phénomène mal maîtrisé au plan théorique. Ceci étant, si ces supraconducteurs à haute température apparaissent ils seront aussitôt frappés du secret défense en dépit de l’immense profit que pourraient en retirer les industriels et .. les simples particuliers. Il n’y a qu’à imaginer les hallucinantes économies d’énergie qui en résulteraient. Secret défense à cause de la MHD et de ses multiples applications, non seulement au vol hypersonique, mais à la mise en oeuvre d’armes spatiales, style guerre des étoiles, de propulseurs pour croisières spatiales dotés d’une très forte impulsion spécifique, de compresseurs à plasma, de systèmes de propulsion sous-marine, etc.. etc….

La technologie progresse sans cesse. Donnons en exemple. Les aimants en ticonal des années soixante que nous utilisions dans nos manips développaient 900 gauss. Aujourd’hui des aimants permanents donnant un teslas, dix fois plus, sont disponibles à des prix abordables. En mettant un peu plus cher on peut avoir des aimants permanents développant 2 teslas ! Combien de teslas en « secret défense » ? Pas la moindre idée. Mais un facteur vingt, déjà, ça n’est pas rien. S’il y a des deux teslas dans le commerce il doit y avoir plus dans les « sanctuaires » (ce qui ne signifie pas automatiquement que les systèmes de magnétisation avancés, utilisés par exemple sur des engins hypersoniques soient des aimants permanents !).

Les Américains ont toujours régné en maîtres absolus dans le monde de la supraconductivité. A l’inverse au début des années soixante dix le générateur MHD Russe U-25, implanté près de Moscou, fonctionnait avec un système de magnétisation conventionnel, avec des braves solénoïdes de cuivre rouge. Les Russes ont toujours été à la traîne des Américains en matière de supraconduction. Je dis qu’un bon qualitatif et quantitatif a été opéré outre-Atlantique, mais que ce progrès décisif est toujours couvert par le secret technologique le plus épais. Je pense que les Américains disposent de supraconducteurs fonctionnant à des températures élevées, ne nécessitant pas de systèmes cryogéniques. Mais ils ne vont évidemment pas le crier sur tous les toits. Combien de teslas ? Impossible à dire, mais dix-douze suffiraient à mettre en oeuvre des engins évoluant à vitesse hypersonique (et des systèmes de propulsion sous-marine valables). Cette réalité technologique finira par émerger tôt ou tard, même si le secret est sévèrement gardé. Alors le panorama technico-industriel planétaire sera totalement bouleversé. Si les pertes en ligne disparaissant, purement et simplement, l’énergie électrique pourra être par exemple transportée sur des distances illimitées. Réfléchissez une seconde au problème même de la supraconduction. Si ce phénomène n’avait pas été découvert au début du siècle et si quelqu’un prétendait qu’on devrait pouvoir un jour faire circuler du courant électrique dans un conducteur sans le moindre dégagement de chaleur par effet Joule personne ne le croirait, on le prendrait pour un fou. Or cela s’est avéré possible il y a si longtemps qu’on ne s’en étonne plus de nos jours alors qu’ils s’agit soit d’un miracle, soit d’une absurdité physique selon le point de vue adopté. Alors, pourquoi pas la supraconduction à haute température ?

Je m’adresse ici au premier chef à des étudiants de l’Ecole Nationale Supérieure de l’Aéronautique et de l’Espace. Et à eux, je dis : La MHD n’est pas un « sous-ensemble » de la mécanique des fluides classique. Il ne s’agit pas de « rajouter un terme » dans le équations de Navier-Stockes. C’est la mécanique des fluides classique qui est un sous-ensemble de la MHD. Jusqu’à l’avènement de cette MHD on a mis en oeuvre ce qu’on pourrait appeler une « mécanique des fluides passive » où c’est l’écoulement lui-même qui mène le jeu. Les machines volantes ne faisaient qu’adopter les meilleurs formes pour se faufiler dans les gaz. On a fait la chasse à tout ce qui pouvait créer des turbulences. On accepte les ondes de choc comme un mal nécessaire. On « optimise ». Avec la MHD vous allez entrer dans le monde d’une mécanique des fluides « active » où on impose autoritairement la voie à suivre au gaz. Je crois qu’avant toute chose il faut prendre conscience de l’intensité de la force de Laplace. Imaginez que dans de l’air vous fassiez passer un courant d’un ampère par centimètre carré, dans une direction orthogonale à celle d’un champ magnétique atteignant dix teslas. Un ampère par centimètre carré, cela fait dix mille ampères par mètres carré. Multiplions J par B, nous obtenons une force de volume :

J B = 10.000 x 10 = 100.000 newtons par mètre cube, soit …. dix tonnes par mètre cube d’air.

Dans la suite de cet exposé vous découvrirez des machines totalement absurdes par rapport à une mécanique des fluides classiques, où on contraint l’écoulement d’opérer un virage de 150° autour d’un angle vif. Mais croyez vous qu’avec une force de dix tonnes par mètre cube cela soit irréaliste ? Vous êtes surpris parce que vous n’aviez pas, jusqu’ici, imaginé qu’on puisse contraindre les fluides, leur dire « va ici, va là, et on ne te demande pas ton avis ».

Quand on commence à se faire à cette idée on réalise que les machines volantes vont totalement changer. Viendra d’abord l’ère de l’hypersonique (avions espions opérationnels depuis 1990 aux USA, 1997 pour les bombardiers). Est-ce que machines volantes d’aujourd’hui, subsoniques, consomment plus d’énergie que celles d’hier ? Nos grands-parents volaient de Paris à Londres dans des aéroplanes à 150 km/h en comptant les brins d’herbe un à un. Ces avions possédaient un « plafond ». Aujourd’hui nos avions de ligne évoluent à dix mille mètres d’altitude dans un air beaucoup moins dense, mais à une vitesse beaucoup plus grande. S’il n’y avait pas ces stupides ondes de choc la course se serait prolongée. On aurait volé encore plus haut et encore plus vite. Avec « Concorde » on a voulu passer outre et on est tombé sur une quantité de kérosène par passager impressionnante. Un lecteur me donnera peut être les coûts en kérosène par passager et par kilomètres pour un liner subsonique et pour un Airbus.

C’est ainsi que les projets d’hypersoniques à Mach 3 sont restés dans les cartons. Effectuant un vol de longue durée à ce nombre de Mach le SR-71 n’était pas loin de ressembler à une citerne volante. Les ondes de choc créent deux barrières, celle synonyme de traînée d’onde-consommation et ce qu’on appelle « le mur de la chaleur ». Ce mur était-il franchissable ? La réponse se situe dans la cadre de la MHD.

Alors nos machines volantes vont profondément changer, et les enseignements de Supaéro devront suivre (ils auraient pu … précéder ces changements, mais ne rêvons pas). L’école existe depuis un paquet d’années. A ses débuts on planchait longuement sur le problème des hélices. De nous jours les étudiants qui ont choisi l’option « motorisation » s’en soucient-ils encore ? Ils pensent soufflantes, compresseurs. Il n’y a plus que les avions de tourisme qui utilisent les hélices. Ce sont eux qui occupent encore les basses couches atmosphériques. Tout ce qui vole avec un turbo-réacteur, avec ou sans double flux a besoin de voler plus haut. Ca a aussi l’avantage de ne plus souffrir comme jadis des contraintes de la météorologie, quand Mermoz, dans ses vols au dessus de l’Atlantique-Sud devait affronter « le pot-au-noir ». Signe des temps : je suis sûr que la majorité des étudiants de l’Ecole ignore ce mot.

Préparez vous à l’idée qu’un jour la moindre machine volante, pour effectuer un vol transatlantique, grimpera non à dix mille mètres d’altitude mais dix fois plus haut et ira dix ou quinze fois plus vite que nos liners actuels. Le plus fou est qu’elle utilisera quasiment des turboréacteurs conventionnels, comme cela vous sera expliqué plus loin. Ca n’est pas plus que de comparer un Airbus à l’avion de Lindebergh. Les écarts sont comparables.

Venons-en au spatial. Connaissez vous un moyen plus coûteux pour mettre une charge sur orbite que la fusée ? C’est tellement ruineux qu’il a fallu imaginer des machines à plusieurs étages, les premiers étant abandonnés en cours de route, perdus. Combien de dizaines de tonnes d’alliages sophistiqués, d’électronique coûteuse, de combustibles solides ou cryogéniques pour mettre le moindre kilo dans l’espace ? Vertigineux. Si on comparait avec l’aviation c’est comme si, pour amener trois passagers à New York il fallait construire un engin de la taille et du poids d’un 747, en plusieurs éléments, qui larguerait 90 % de sa masse dans l’océan avant de libérer un joujou ayant la taille et le poids d’un avion de tourisme qui irait se poser à Kennedy Airport. C’est un peu ce qu’on devrait faire si on décidait de supprimer les ailes et d’effectuer toute la croisière en s’appuyant sur des réacteurs de sustentation. Une suggestion pour un « bureau d’étude » amusant à l’attention des élèves de Supaéro :

– Aujourd’hui, concevez moi un transatlantique utilisant la motorisation actuelle mais où l’emploi d’ailes soit rigoureusement interdit.

A l’inverse comme ça serait agréable de pouvoir se coucher tranquillement sur l’air comme un baigneur sur l’eau de sa piscine et de démarrer en s’appuyant sur une surface portante. Il suffirait d’accélérer, d’accélérer, tout en montant. Oui, répondront les spécialistes, mais que faites vous à partir de Mach 3 ? Vous utilisez quoi comme propulseur ? Et comment négociez vous la traînée d’onde, l’afflux de calories ?

La réponse existe. Elle est déjà mise en oeuvre par les Américains qui disposent de bombardiers hypersoniques croisant à Mach 12 à 80 km d’altitude et dont la distance franchissable correspond à un vol circumterrestre. Mais le « lanceur » de l’avenir est une extension de l’engin Aurora qui est satellisable au prix d’une poussée additionnelle.

Je prédis la disparition des fusées en tant que lanceurs et leur remplacement par
des machines MHD entièrement réutilisables et exemptes de boucliers thermiques.

Je pense que les gens du Cnes aurait tout intérêt à plancher dès maintenant sur ces idées-là. Mais je ne suis pas le Cnes.

Pourquoi je ne dispenserai aucun cours de MHD,
ni à Supaéro, ni sur mon site

J.P.Petit

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12 décembre 2003 : J’avais prévu de mettre sur mon site un texte abondemment illustré reprenant tout ce que j’avais abordé lors de cette conférence qui s’étendit sur presque trois heures. Entre temps j’ai vu émerger tous ces projets « plasmas froids », dont certains étaient pilotés par le Cnrs lui-même. La France se découvre soudain un intérêt incoercible pour des thèmes de recherche pour lesquels je me suis battu, en vain, pendant plus de vingt ans, allant, tel Bernard Palissy, jusqu’à travailler dans une cave avec du matériel de récupération.

Tout cela m’a laissé soudain un goût de cendre dans la bouche. Un passé qui pour moi démarrait en 1965 est remonté dans des volutes d’une vase putride.

Certains trouvent mes textes grinçants, mon ton volontiers amer. Il est peut être bon que je donne le fond de ma pensée : le monde de la recherche, jeunes gens, est assez moche en règle générale. Non seulement il y a beaucoup de gens malhonnêtes, mais il y a aussi beaucoup d’autres qui sont stupides et très souvent ils sont les deux à la fois.

Il ne se passe pas de mois sans qu’un jeune étudiant m’adresse un message où il me dit « ça y est, j’ai trouvé ma voie. Je vais devenir chercheur ». Alors, je l’en dissuade, en sachant que, peut-être, ça n’est pas mieux dans d’autres secteurs, peut-être. Je vais vous conter une anedote qui remonte à la fin des années cinquante. Je venais d’intégrer à Supaéro, à une époque où cette école était encore boulevard Victor, au sud de Paris. J’avais été invité à passer le week-end chez une amie qui avait épousé un type plein aux as, le comte de Pomereu. A sa table, Jean-François Revel et Nathalie Sarraute, plus d’autres dont j’ai oublié le nom. Je fus présenté à un certain Kreisl, qui m’expliqua qu’il était en poste à l’université de Princeton où il faisait de la logique mathématique.

– Mais vous n’êtes pas à Princeton en ce moment…..
– Non, je voyage un beu bartout et je zaute les betites étudiantes.
– Alors, vous n’êtes pratiquement jamais à Princeton ?
– Ja. De temps en temps je sors un betit théorème pour éviter qu’on m’emmerte. Mais il y a une jour où il vaut abzolument être à l’université. C’est le jour de la recollection, quand le dean fait son discours devant tous les enseignants et les chercheurs.
– Excusez-moi, mais étant jeune élève ingénieur, je ne sais pas ce qu’on appelle la Recherche.
– Ahr so ! Mon cher, c’est à zelui qui vole le premier !

La phrase m’est restée plantée dans l’oreille et je dois avouer que j’en ai fait maintes fois l’expérience. En fait, dans ce milieu, la seule façon de n’avoir aucun problème est de n’avoir aucune idée, ce qui est heureusement le cas pour l’immense majorité des chercheurs. Plus on a d’idées, plus on a d’emmerdements. Je dois dire qu’en attaquant avec la MHD j’ai été servi à peine un an après avoir intégré un labo du Cnrs. En 1966, comme les gens se prête actuellement à le rappeler dans certaines revues, j’ai été le premier type au monde à réussir à faire fonctionner un générateur MHD « hors d’équilibre », doté de deux températures franchement différentes. Quatre à six mille degrés pour le gaz, dix mille pour le « gaz d’électrons ». J’avais trouvé une façon de « prendre l’instabilité de Vélikhov de vitesse » et ça a marché au premier essai. Tout a été torché en une matinée, je m’en souviens. J’ai présenté cela au colloque de MHD de Varsovie en 1967. Et là ont commencé les emmerdements. Des tas de gens ont cru que c’était le coup du siècle, en se disant « s’il a réussi à descendre la température du gaz de 10.000 à 4000 degrés, le reste du chemin doit pouvoir être fait. S’il est possible d’abaisser la température du gaz à 1500° Kelvin alors il existe des matériaux capables de résister à de telles températures. Les applications industrielles de ce procédé de conversion directe de l’énergie (thermique, puis cinétique) en énergie électrique avec un rendement pouvant atteindre 60 % représentaient des sommes phénoménales.

L’état de siège a duré des années, jusqu’à ce que je me dise, après sept années passées à l’Institut de Mécanique des Fluides de Marseille :

– Mon vieux, si tu restes dans cette boutique, tu vas devenir fou. Il faut trouver un moyen de filer d’ici.

Je suis alors devenu théoricien, en six mois. J’ai avalé toute la théorie cinétique des gaz comme un désespéré (le Chapman et Cowling : « The mathematical theory of non uniform gases, Cambridge university press). S’il avait fallu apprendre le Chinois pour pouvoir filer, je l’aurais fait. En moins d’une année j’avais bouclé une thèse de doctorat tout à fait présentable et obtenu de Lichénrowicz, académicien et mathématicien un avis très favorable sur ce travail. Avec cela j’ai pu dégager de cet abominable panier de crabes (le laboratoire est aujourd’hui dissous)

J’ai enlevé la second membre à mon équation de Boltzmann, comme on élague. C’est devenu l’équation de Vlasov. Je l’ai couplée à l’équation de Poisson, j’ai transformé mes électrons en étoiles et je suis devenu astrophysicien, à l’observatoire de Marseille. Là-bas, c’était calme comme dans une maison de retraite. Toujours pour éviter les ennuis je n’y ai réclamé ni crédits, ni locaux, ni frais de mission, rien. Il n’y a rien de tel que d’être modeste dans ses demandes pour jouir tranquillement de la vie pendant qu’on regarde les autres s’étriper pour le moindre sou. J’ai souvent comparé le monde de la recherche-université à un poulailler, souvent assez minable. Une fois par an le fermier vient jeter une poignée de grain. Les volatiles, décollant de leurs perchoirs s’étripent alors en tentant d’en capter le maximum. Ces gallinacés nommés universitaires se battent aussi férocement pour conquérir des perchoirs d’où ils peuvent alors crotter sur ceux qui sont en dessous. Je crois que le plus extraordinaire dans ce milieu est que les gens y déploient les mêmes énergies que dans la série « Dallas » pour des sommes ridicules. Des intrigues de palais d’une subtilité à provoquer l’admiration des Vénitiens, des complots fort subtils et longs à préparer sont ourdis pour conquérir des postes et des pouvoirs parfaitement dérisoires.

Les scientifiques sont souvent ennuyeux, mais la science est amusante, heureusement, quand on décide de la vivre à la manière de Lanturlu. En 75-76 j’ai fait une « rechute » en MHD, qui a conduit à toute une autre série d’aventures que j’ai conté dans un livre « Enquête sur les OVNIS », chez Albin Michel. Encore des histoires pas très très brillantes. Mais elles sont monnaies courantes. Je ne sais pas si vous avez lu le livre « la Double Hélice », écrit par Watson, qui partagea son prix Nobel avec Crick, son aîné. Ces deux-là étaient alors au laboratoire Cavendish, dirigé par « le fils Bragg ». Pas Bragg père, cristallographe célèbre, inventeur de la loi du même nom. Watson raconte qu’un jour Crick avait exposé une idée en séminaire et avait eu la mauvaise surprise de la voir publiée par ce Bragg-fils, quelques semaines après. Il était alors entré dans le bureau de celui-ci pour s’en plaindre. Bragg, sans lever le nez du journal qu’il était en train de lire lui fit cette réponse :

– Monsieur Crick, je vous rappelle que vous êtes simple contractuel dans ce laboratoire et que votre situation pourrait être reconsidérée à tout moment. Vous pouvez disposer.

Eh oui, c’est très souvent comme cela que ça se passe. Moi qui vous parle, j’en ai vu et vécu des vertes et des pas mûres. A bon entendeur, salut. Comme mon vieil ami Jacques Benveniste, je n’ai jamais non plus baissé pavillon, mais suis couturé de cicatrices, comme un vieux rhinocéros. En y réfléchissant je ne suis pas sûr que si j’avais su tout ce qui m’attendait, je me serais engagé dans cette voie.

Dans le domaine de la MHD, celle qui m’a apporté le plus d’emmerdements c’est l’armée, grande consommatrice de marrons-retirés-du-feu-par-d’autres. Dans mon cas, ce qui est drôle avec le recul c’est que les marrons n’ont jamais été assez cuits pour être consommables. J’ouvrais la voie en réussissant mes manips au premier essai. Puis ceux qui voulaient s’engouffrer dans la brèche se trompaient de couloir et finissaient dans d’horribles sables mouvants. En fait on pourrait comparer la MHD à l’exploitation d’un filon serpentant au sein d’une roche très dure. Quand on attaque dans la bonne direction la Nature se montre bonne fille, la physique offre ses meilleurs fruits. Mais il faut à tout moment savoir suivre le filon, quitte à obliquer dans telle direction ou dans telle autre. Sinon le pic se brise sur des difficultés plus infranchissables que la roche la plus dure. Amateurs s’abstenir. Dans mon sillage l’histoire s’est rééditée une bonne demi-douzaine de fois. Quand j’aurai le temps j’exposerai, images et documents à l’appui, le fiasco du Cnes de 79, l’échec du tandem Esterle-Zappoli, qui entraîna la dissolution du Gepan, en catastrophe et la mise au placard des intéressés, pour éviter le scandale (je m’étais procuré le rapport, que j’ai toujours, décrivant en long et large leurs maladresses, liée à leur incompétence).

Quand j’ai fait cette conférence à Supaéro j’ai révélé à cette jeune classe que les idées que j’avais présentées dans mon livre n’étaient que des idées brutes, schématiques, qui cachaient des difficultés formidables, dont je connais depuis pas mal d’années , je le confesse, la nature et …les solutions. J’ai pronostiqué un nouveau planté des ingénieurs militaires, dans ce domaine, aussi sévères que les précédents. Ceux qui connaissent mon histoire savent qu’à chaque fois que j’ai prédit des catastrophes elles sont arrivées. Parfois je pense à cette scène d’un film des Marx Brothers où un policier avise Harpo, qui a la main posé sur une maison. Il lui intime l’ordre de circuler. Mais Harpo explique par gestes que s’il part, le bâtiments va s’effondrer. Le policier refuse de le croire et l’entraîne.

Alors la maison s’écroule effectivement.

Quand j’ai discuté avec mes homologues Américains nous avons bien ri en évoquant les fondrières dans lesquelles les chercheurs Européens allaient donner tête baissée. Mais vous ne trouverez nulle mention de ces problèmes dans mon livre, ni dans des notes. Tout cela est quelque part, dans mon cerveau, rangé entre deux neurones et ça n’en sortira jamais. De l’intox ? Ceux qui me connaissent savent que je ne bluffe jamais. De toute façon les faits seront là pour confirmer mes dires, une fois de plus.

Bien sûr, cette conférence a passionné les étudiants. Je leur ai carrément dit « Initialement cette école s’appelait l’ENSA, l’Ecole Nationale Supérieure de l’Aéronautique. Au la charnière des années soixante elle a changé de nom en devenant l’ENSAE, c’est à dire l’Ecole Nationale Supérieure de l’Aéronautique et de l’Espace. Je vous prédis un nouveau changement de nom, un jour. Ca pourrait devenir l’ENSAEM, c’est à dire l’Ecole Nationale Supérieure de l’Aéronautique, de l’Espace et de la Magnétoaérodynamique ». Car la MHD n’est pas un prolongement de la mécanique des fluides de grand papa, celle des équations des frères Navier et Stockes. A l’inverse c’est la mécanique des fluide qui est un sous-ensemble de la MHD. Un jour toutes les machines volantes mettront en oeuvre des principes de MHD, fileront dans des cocons de plasma dit « froids », bitempératures à plus de dix mille kilomètres à l’heure dans l’air raréfié. Les idées que j’ai évoquées dans mon livre débouchent sur une aviation civile hypersonique, permettant d’atteindre les antipodes en deux heures. Le saut est le même qu’entre l’avion de Lindberg et Concorde. Il faudra aussi repenser le spatial de A à Z. Ces machines MHD peuvent se transformer en lanceurs réutilisables ou même carrément en navettes capables de décoller par leurs propres moyens, à l’aide de … turboréacteurs, de grimper en s’appuyant sur l’air, de se satelliser, puis d’effectuer un retour très « soft » en mettant en jeu un « bouclier MHD » et non un classique système à ablation ou à « tuiles réfractaires ». Pour comparer les performances de « lanceurs MHD » aux systèmes actuels il vous suffit d’imaginer qu’on n’ait pas encore inventé les ailes et que pour effectuer un voyage aérien vous n’ayez droit qu’à des réacteurs de sustentation, ou à des fusée. La charge utile fondrait alors comme neige au Soleil. Il serait amusant de soumettre ce problème à des étudiants de Supaéro, lors de « bureaux d’étude ».

Il serait possible, dès maintenant, d’étudier ces super-Concorde de demain, ces véhicule satellisables et ça serait passionnant. Mais avant cela il faut que le Diable ait sa part pendant de longues années. C’est le nom de code de l’Armée, dans les milieux recherche (pensez à mon livre « Les Enfants du Diable », Albin Michel 1995. Le titre vient de là). Une recherche militaire qui se donne tous les droits, sous couvert du secret défense, pour qui les mots « pillage », « gâchis », « erreurs monumentales » sont dénués de sens. Si je délivrais un enseignement de physique des plasmas froids et en MHD (ce qui n’existe présentement pas en France) cela remettrait cette soldatesque en selle. Les vannes seraient ouvertes, les inondants de louis d’or. A la réflexion, je garderai mon savoir pour moi. Je trouve qu’on gâche déjà assez d’argent dans les entreprises militaires (bombes, missiles, sous-marins nucléaires) pour qu’on ne permettent pas un des gens d’en rajouter.

Quand j’aurai le temps je mettrai sur mon site un cours d’astrophysique théorique, niveau DEA, correspondant à un autre savoir perdu, évaporé dans les années soixante. Dans les DEA d’astrophysique d’aujourd’hui on apprend aux étudiants à manipuler des programmes pour effectuer des simulations numériques. Matière sombre froide, chaude à tous les repas. Hélas le fait de disposer d’une grosse puissance de calcul n’a jamais rendu plus performant. A l’observatoire de Marseille Lia Athanassoula et son époux Bosma en savent quelque chose. La première a fait tourner pendant vingt ans des « galaxies numériques » qui perdaient leurs bras spiraux au bout d’un tour. Elle a fini par baisser les siens. Le second saupoudre au quotidien les galaxies de matière sombre pour « fitter leurs courbes de rotation ». Peut-on appeler cela de la « théorie » ? Du bricolage, tout au plus. Les solutions sont ailleurs. Mais il faut mettre quelques neurones en action. J’expliquerai tout cela et les étudiants se diront, confrontés à l’élégance de ces approches théoriques « mais pourquoi ne nous enseigne-t-on pas cela ? »

Mais pour la MHD, ça sera non. C’est pour cela que je ne finirai pas ce compte-rendu de conférence. J’ai d’ailleurs abandonné en 86, il y a déjà plus de sept années, au terme d’une saga peu reluisante (lire Enquête sur les OVNI, Albin Michel). Le colloque de Brighton n’a fait que réveiller un bref instant cet intérêt.

On a pu lire que « La France se passionnait pour les plasmas froids ». Mais quand des étudiants en DEA de physique des plasmas (chauds, ceux des tokamaks, ou à nombre Reynolds magnétique fort, ceux de la couronne solaire) se cherchent un labo où faire une thèse sur ces fameux plasmas bitempératures, apparemment, ça rame. La soldatesque s’impatiente et ses chasseurs de tête se tournent vers tous ceux qui ont publié avec moi. Hélas, l’étudiant, simple manipulateur de robinets, qui bénéficia d’un prix scientifique pour ces travaux de MHD, auxquels il se contenta de participer (ce qui fut pour lui un fantastique tremplin de carrière) aurait toujours été bien en peine de décrire l’instabilité de Vélikhov, faute de l’avoir jamais comprise. Et ceux qui publièrent avec moi en théorie cinétique des plasmas bitempérature trouvèrent dans cette cosignature le remerciement pour une contribution des plus modestes, en général un petit calcul numérique effectué sur ordinateur.

Les Américains et les Russes peuvent dormir sur leurs deux oreilles : l’Aurora Français (ou même Européen) n’est pas pour demain, pas plus que les cours de MHD à Supaéro. Pas de chance : la MHD bitempérature se prête mal aux simulations numériques « brutes ». Dans ce domaine, sans matière grise le processeur reste inopérant.

Dans l’Enfer, de Dante, on peut lire :

Non siamo fatti per vivere come bruti, ma per seguire la virtù e la cognosença

Nous ne sommes pas faits pour vivre comme des brutes, mais pour suivre les chemins de la vertu et de la connaissance

Comment Annihiler des Ondes de choc

Une idée 100 % Jean-Pierre Petit, de la fin des années soixante-dix

21 nov 2003

Lorsque j’ai donné cette conférence à l’Ecole Supérieure de l’Aéronautique de Toulouse, en juin 2003, j’ai exposé cette idée-clé, et j’ai été immédiatement compris, par eux et par les enseignants en mécanique des fluides supersoniques qui se trouvaient présents.

Je m’aperçois, avant de reprendre l’exposé de cette idée, qu’elle est présente dans mon site depuis … janvier 2001. A la fin des années soixante-dix il s’agissait d’une idée totalement inédite (si ce n’est dans les sanctuaires militaires US et Russes où oeuvraient des gens qui étaient, eux, loin d’être des imbéciles). Une idée qui débouchait sur une totale révolution en matière de Mécanique des Fluides Supersoniques, montrant que l’apparition d’ondes de chocs, phénomènes hautement dissipatifs et cause de beaucoup d’ennuis (traîné d’onde, flux thermique important) n’était nullement indispensable, n’en déplaise au spécialiste de la question, un certain Couturier, du Cnrs, qui n’avait pu en me visitant après mon accident de travail, en 1976 que répéter « mais ton onde de choc, il faut bien que tu la retrouves quelque part! ». Une idée qui aurait pu déboucher sur … des dizaines de thèses de doctorat, dès ces années soixante-dix et qui donna naissance à un projet de recherche entièrement construit, décrit dans ce dossier, qui fut étouffé par les militaires Français, par crainte de voir le « problème ovni » leur exploser soudain sous les moustaches.

Supposons que vous ayez déjà parcouru ce dossier datant de janvier 2001 (et dont les participants de la rencontre commentée par Szamès ne doivent pas connaître la teneur). Pourquoi l’entrée d’air « contrôlée par la MHD », équipant les appareils évoluant à vitesse supersonique, comme Aurora (je prétends : opérationnel depuis 1990) est-elle placée sur le dessus ?

Premier point : sur le dessus, ces machines sont plates comme la main. Référez-vous au cliché montrant une maquette de l’engin Ajax, pris en soufflerie :

Ce n’est pas moi qui ai été cherché ce cliché c’est … Szamès, dans la papier qu’il publian dans Air et Cosmo fin 2000, juste avant le colloque de Brighton, auquel il participa. Simple détail : après ce colloque il me dit :

– Vous avez bien été le seul à entendre parler de MHD à ce colloque. Personnellement, je n’ai pas entendu prononcer ce mot un seul instant.

Notre marchand de chaussure ignore que, dans les congrès, les discussions les plus importantes ne se tiennent pas en salle, mais entre spécialistes, loin des oreilles indiscrètes (ou simplement incompétentes). Prenons ce dessin et faisons figurer les caractéristiques et les ondes de choc qui s’établissent autour de l’appareil (simple remarque : le phénomène lumineux qu’on peut voir à l’extrême gauche de la photo, au voisinage du bord d’attaque en lame de couteau de l’engin ne correspond pas à l’onde de choc mais à la décharge électrique qui était appliquée pour mesurer lors de cette expérienceaxée sur la réduction afférente des effets thermiques dans cette région).

Les ondes de choc s’établissent à la partie inférieure de l’appareil, pas sur le dessus qui est « dans le lit du vent ». Pour qu’il y ait onde de choc il faut qu’il y ait modification de la direction de la vitesse. On le biseau du bord d’attaque d’Aurora-Ajax et conçu pour que sa partie supérieure soit tangente aux « lignes de courant » à la direction du flux gazeux amont.

A la partie inférieure on trouve deux ondes de choc, la seconde partant du bord en biseau de l’entrée d’air (très semblable à celle du « Concorde », qui débouche sur des turboréacteurs conventionnels !

Quand la vitesse de la machine s’accroît le saut de température varie grosso-modo comme le carré du nombre de Mach. A un certain moment, au delà de Mach 3 l’entrée d’air inférieure ne peut plus être utilisée, sinon l’échauffement du gaz volatiliserait les aubes de la turbine constituant le compresseur. A haut nombre de Mach (dix-douze) cette remontée en température serait telle que même une entrée d’air de statoréacteur, refroidie par circulation d’un carburant stocké à l’état liquide ne pourrait résister. La thèse du scramjet (statoréacteur avec combustion en régime supersonique), prônée par les Américains dans leurs « projets » n’est qu’un jolie désinformation dans laquelle les Européens se jettent tête baissée. Le journaliste aéronautique Bernard Thouanel, totalement incompétent en matière de MHD, y adhère évidemment (puisque … c’est dans internet).

L’entrée d’air inférieure sera donc fermée et la surpression qu’engendre l’onde de choc fournira la portance. Ces engins « surfent » sur leur onde de choc inférieure, on les appelle des « wave-riders ». Le concept date … des années cinquante, renseignez vous, lorsqu’on envisageait une « combustion externe », sous l’appareil, derrière l’onde de choc (mais qui, hélas, « chauffait les petits oiseaux, s’il y en avait bien sûr à cette altitude).

On ouvre une entrée d’air à la partie supérieure dont la géométrie évoque la sortie de certaines imprimantes laser. Devant elle, une longue section équipée en générateur MHD pariétal (voir mon livre). Ce générateur MHD produit de l’énergie électrique, qui sera ensuite réinjectée à l’arrière de l’engin, dans la section de la veine semi-guidée, en « cul de canard », située à l’arrière, pour accroître l’impulsions spécifique du jet de sortie. C’est le système du « pontage MHD » (MHD bypass), mot capté par Szamès en 2000 (mais dont la signification lui est très probablement restée à l’époque étrangère). Il y avait des masses d’informations dans ce papier composé par Alexandre Szamès, dont la mention, dès 2000, de l’importance de l’affet Hall (pour lui : de l’Hébreu, comme pour Thouanel d’ailleurs). Je dois reconnaître que c’est le contenu de l’article de Szamès, correspondant à des propos tenus par le Russe Fraistadt, initiateur du projet Ajax, qui avait motivé ma montée à Brighton et orienté mon questionnement des spécialistes Américains présents là-bas, dont Thouanel s’empressa de révéler le nom à tout le monde.

Cette production d’énergie électrique s’effectue au détriment de l’énergie cinétique du gaz, qui se trouve ainsi recomprimé en douceur, et non à travers une onde de choc, qu’il faut absolument éviter (ce qui n’est pas possible si on procès à la partie inférieure de l’appareil, autre désinformation mise en oeuvre par les Américains et les Russe, lors de colloques, et dans laquelle les « spécialistes » Français tombent tête baissée). C’est là qu’on met en oeuvre l’idée de Jean-Pierre Petit : éviter la naissance d’une onde de choc en empêchant les caractéristiques de se croiser, puisque c’est précisément leur télescopage qui entraîne la naissance de ces ondes indésirables. On crée alors un classique  » éventail de détente », que les étudiants de Supaéro connaissent bien. Voici ce qui se passerait au voisinage de cette entrée d’air MHD sans que n’entre en jeu le « ralentisseur-générateur MHD » :

Un convergent, figure en bas et à droite, redresse les caractéristiques, des surfaces de Mach, provoque leur télescopage et l’accumulation de ces perturbations de pression. Le gaz est ralenti, recomprimé, mais une onde de choc apparaît. Le lieu de télescopage est celui où se crée celle-ci.

Un « éventail de détente » (figure en haut et à droite) accélère au contraire le gaz, accroît le nombre de Mach. Les ligne de Mach s’épanouissent et ne peuvent donc se croiser, créer une onde de choc. C’est de la mécanique des fluides d’avant la guerre de 39-45. Si le générateur MHD n’est pas branché l’éventail de détente de l’entrée d’air fera pénétrer le gaz, déboulant à vitesse hypersonique, à une vitesse encore plus grande, à un nombre de Mach encore plus élevé au niveau du compresseur : inenvisageable (bien que ces entrées d’air, en retrait, aient la propriété d’empêcher le retour des ondes radar sur les aubes et soient donc « furtives » (voir le drone USA X-47A dont la photo , maladroitement retouché par le maquettiste, figure sur la couverture de mon livre.

Le X-47A vu de face

Ci-après, le même appareil, un drone, de profil :

Le X-47A vu de profil

On voit très bien la façon dont la disposition en retrait de cette entrée d’air empêche les dondes radar frappant les aubes de turbine de revenir (ce sont elles qui constituent le plus fort obstacle vis à vis de la furtivité. On remarquera que ce drone est un problème en soi. Comment une telle entrée d’air pourrait-elle fonctionner en supersonique ? Cela parait a priori impossible. Mais alors, s’il s’agit d’un drone de combat (il est présenté comme tel par les Américains, mais sans un mot de précision quant à ses performances) serait-il, même hyper-manoeuvrant (bien que sa tuyère ne semble pas « vectorisée », c’est à dire avec jet orientable) ….. subsonique ? Le B2 représente, au delà du célèbre B-52, vecteur clé du Strategic Air Command des années cinquante, l’engin le plus élaboré. Or on le présente comme subsonique. L’est-il vraiment lui aussi ? Ces problèmes ne sont nullement abordées par les journalistes aéronautiques, et Bernard Thouanel en est un. Pourtant ce serait à eux de se poser ces question-là.

Mais revenons au « décodage » des hypersoniques Américains et du secret de leur entrée d’air contrôlée par la MHD. Sur la figure centrale on montre l’évolution des surface de Mach dans l’entrée d’air, sans intervention des forces électromagnétique J x B liée au fonctionnement naturel du générateur MHD pariétal.

Si on combine cette fois l’effet lié à la présence de l’éventail de détente et celui du ralentissement du gaz par les forces de Laplace on pourra, à condition de jouer finement (masses de thèses de doctorat pour des département de physique qui sont ces temps-ci en chute libre complète, faute d’idées neuves) redresser avec toute la progressivité voulue ces caractéristiques, ces surfaces de Mach en les empêchant de se croiser dans la veine, donc sans apparition d’ondes de choc. Quand ces caractéristiques sont totalement redressées, perpendiculaires au lignes de l’écoulement fluide, c’est gagné : vous êtes en subsonique et vous pouvez alors tout tranquillement envoyer ce gaz, recomprimé mais non échauffé, vers les aubes du turboréacteur conventionnel de l’appareil. C’est alors le même moteur qui sert au décollage, au vol supersonique jusqu’à Mach 3,5 et au vol hypersonique à Mach 12. Génial, non ? Ce qui est fantastique c’est que l’énergie requise pour ralentir le gaz et l’amener à pression ad hoc à l’entrée du turbo est fournie… par celui-ci ! C’est un concept qui était déjà explicitement présent dans la thèse de Bertrand Lebrun, en 1986, et dans les publications scientifiques qui suivirent. Mais je ne suis pas très sûr que les gens de la DGA (armée) ou de l’ONERA (Office National d’Etudes et de Recherches Aéronautiques aient totalement compris ce concept (où on parle timidement de « réduction de traînée d’onde). A l’inverse, après cette soutenance de thèse le chercheur Bernard Fontaine (ancien de l’Institut de mécanique des Fluides où j’avais travaillé de 1965 à 1972, devenu par la suite directeur du département Sciences Physique des l’Ingénieur au CNRS) me spécifia téléphonique « que comme Lebrun avait travaillé avec moi il était vain qu’il espère trouver un poste dans un quelconque laboratoire de recherche Français ».

Au passage, le fort régime d’effet Hall lié au fonctionnement du générateur en basse densité (pression ambiante : un millimètre de mercure) s’accompagne de la création de fortes tensions qui, envoyée tout naturellement au bord d’attaque de l’appareil y crée un coussin de plasma protecteur (l’expérience correspondant à la photo de la maquette d’Ajax en soufflerie). Les effets thermique de l’onde de choc de tête sont ainsi réduits. Mais celle-ci ne s’établit pas en permanence. En effet lors de la croisière de cet avion-espion hypersonique celui-ci acquiert un gain de vitesse qui le fait bondir cers les hautes couches atmosphériques, vers 120 km d’altitude, là où l’air est si raréfié que le flux de chaleur devient négligeable. Aurora vole ainsi en rebondissant sur les basses couches (tout est relatif : 80 km d’altitude) en volant comme un galet qui rebondirait « à la surface de la haute atmosphère ». Les pilotes passent donc par des alternances d’accroissement de leur poids et de moments d’impesanteur, lors de trajectoires paraboliques avec une période de quelques dizaines de secondes (voir le dossier consacré à l’Hypersoar, sur mon site). Eux sont habitués, mais dans la version civile de ces appareils il faudrait faire absorber aux passagers de la dramamine ou les munir précautionneusement de sacs pratiques.

Dans le principe ces idées peuvent être comprises par n’importe quel étudiant. Dans la pratique c’est une autre paire de manches. Se cachent là-dessous des problèmes formidables, dont je connais à la fois la nature et les solutions, de même que mes homologues Américains (et Russes). Ce fut même un de nos sujets de discussions à Brigthon, mais je n’ai pas jugé bon d’en faire état dans mon livre. Je laisserai les Français payer le prix de leur sottise en se jetant tête baissée dans ces sables mouvants dont ils ne suspectent même pas l’existence. Il ne faudra pas compter sur moi pour indiquer les solutions, qui ne figurent sur aucune notes écrites et dont j’ai réservé l’évocation aux étudiants de Supaéro lors de mon séminaire de juin 2003 à l’Ecole.

Bon courage, les amis. La leçon de l’affaire est que d’une part, comme disait un certain Jésus en sortant de la synagogue de Capharnaüm « nul n’est prophète en son pays ». D’autre part des idées réellement révolutionnaires mettent des décennies à s’imposer dans des pays où le conservatisme est la règle absolue (ajoutant, en France, l’impact aggravant de la main mise de toute la recherche dans le domaine par des gens issus de .. l’Ecole Polytechnique). Vous vous souvenez peut être de la phrase de Poincaré :

– Si vous voulez détruire le potentiel militaires de l’Allemagne créez-y une Ecole Polychnique (Gilbert Payan est issu de ce célèbre « moule »).

Je me suis tourné pendant les quinze années suivantes vers l’astrophysique et la cosmologie. Mais j’ai bien peur que là encore, en tout cas en France, je m’exprime avec un peu trop d’avance. Voir « Journal d’un Savanturier », en cours de rédaction.

Ma foi, ma solution actuelle, après abandon de ces domaines en 2001 a été de me tourner vers l’égyptologie. Je m’active en ce moment pour publier mes travaux dans ce domaine (ce qui ne sera probablement pas de la tarte), ayant, je pense, percé à jour tous les secrets d’Immothep concernant le mode de construction des pyramides (rassurez-vous : ça n’est pas de l’antigravitation).

Dernière anecdote : savez-vous à qui nous devons la naissance de la série de Lanturlu ? A Hubert Curien, qui dirigeait à l’époque le Cnes où Esterle et Zappoli faisaient de leur mieux pour essayer de développer une première et mienne idée de MHD (avec la bénédiction de Payan et de l’armée). Je lui avais demandé d’intervenir en lui disant :

– Vos gars ont préféré se passer de mes services, en dépit de leur totale incompétence en la matière. Il y a alors gros à parier qu’ils vont ce planter (ce qui est immédiatement arrivé, comme cela sera montré). Ma foi, si vous n’intervenez pas, je reporterai ma créativité et ce temps libre vers la vulgarisation scientifique. Vous trouverez ci-joint les premiers manuscrits d’albums pouvant constituer une série.

Curien ( aujourd’hui décédé ) ne répondit jamais à mon courrier.

Une dernière remarque.

Avec beaucoup de difficulté, en utilisant mon scanner en 1200 dpi j’ai essayé de grossir la figure reproduite dans le numéro de VSD et fortement réduite par Thouanel. En écarquillant les yeux j’ai pu lire les texte, les effacer et les recomposer pour qu’ils deviennent lisibles. Voici donc cette figure :

C’est censé être le schéma du projet Ajax. Si le bord d’attaque est bien en biseau, ce qui n’est pas précisé mais apparaît sur les images d’artiste reproduites par exemple sur une couverture d’Air et Cosmos (de décembre 2000, si je me souviens bien), on doit s’attendre à voir s’établir deux ondes de choc, comme ceci :

Or c’est justement ce qu’on veut éviter. Le schéma montre un « ioniser », c’est à dire un système ionisateur. Pourquoi là ? Pourquoi pas au bord d’attaque où il serait plus judicieux de le placer ? On trouve un  » générateur MHD externe « , c’est à dire « pariétal ». Le dessin le complète par un générateur MHD interne, situé dans l’entrée d’air, les deux fonctionnant en ralentisseurs de gaz. Le « pontage MHD » fait qu’en sortie de tuyère le dessinateur a placé un accélérateur MHD. Mais tout cela n’est pas d’une limpidité extrême. Je pense que ce schéma correspond à une désinformation et que le schéma ramené du colloque de Brighton est le bon et je défie un mécanicien des fluides, connaisseurs en physique des gaz ionisés de me prouver le contraire. Les mécaniciens des fluides présents lors de ma conférences à Supaéro ont été de mon avis.

Hypersoar

20 janvier 2003 – une remarque ajoutée le 25 mai 2004

Source :

http://www.fas.org/man/dod-101/sys/ac/hypersoar.htm

FAS signifie : Fédération des Scientifiques Américains

Réseau d’analyse des données à catactère militaires

Titre :

HyperSoar : un avion hypersonique au rayon d’action illimité

Ci-après, une vue d’artiste :

Vous enlevez les dérives et vous avez .. Aurora avec son « cul de canard ».

De la taille d’un B-52 (…) l’HyperSoar est appareil de reconnaissance et d’attaque à rayon d’action illimité et également un bombardier qui peut délivrer sa charge utile en n’importe quel point du globe et évoluant à une altitude et à une vitesse qui le mettent d’emblée hors d’atteinte de toute mesure défensive. Il peut effectuer sa mission et revenir se poser sur le territoire américain sans avoir besoi d’être ravitaillé en vol. L’appareil peut fonctionner comme un drone ou emporter des pilotes et des équipements spéciaux. Il peut voler approximativement à 6.700 miles par heure c’est à dire 12.000 km/h (Mach 10) en même temps qu’il peut emporter une charge utile environ deux fois plus importante que celle d’un appareil ayant le même poids au décollage. Le concept « HyperSoar » implique un stress thermique moins important que celui qui était lié aux précédents modèles d’appareils hypersoniques, problème qui avait constitué jusqu’ici un frein au développement des appareils hypersoniques (mur de la chaleur). Un avion Hypersoar grimperait et s’en irait évoluer à une altitude approximative de 130.000 pieds (55 km). Il fermerait alors les accès à ses moteurs en évoluant à la surface à la limite de l’atmopshère terrestre. En remettant en marche ses moteurs alimentés en air (comment ?) ceci lui permettrait d’effectuer un nouveau bond dans l’espace en répétant cette opération jusqu’à ce qu’il ait atteint sa destination. Il évoluerait alors à la manière d’un galet ricochant à la surface de l’eau. Une mission où l’appareil partirait du centre des Etats Unis en direction de l’Asie de l’Est (Japon) nécessiterait 25 ricochets de ce genre et représenterait un voyage d’une heure et demie.

L’angle d’incidence de l’appareil pendant ces phases de montée et descente serait seulement de cinq degrés. L’équipage subirait une accelération d’un g et demi pendant les ressources alors qu’il évoluerait en impensanteur dans les parties hautes de la trajectoire. Ce type d’accélération est très modérée. Ceci n’incommoderait nullement des passagers lors d’un vol civil, de même que ce mouvement serait sans incidence sur les performances de l’appareil, en tant que plate-forme de tir ou de mise sur orbite. En fait les accélérations que subiraient les passagers pendant ces mouvements de ricochets seraient comparables à ceux que ressent un nourrission quand sa mère le berce, à la différent que le mouvement serait cent fois plus lent. Bien que le but de ce projet soit de concevoir un mode de transport civil (…) avec de bonnes ganaries de sécurité il y aussi un aspect militaire et mise sur orbite de charges. Dans la plupart des projets hypersoniques envisagés jusqu’à présent on envisageait d’utiliser des fusées pour amener les engins à la frontière de l’espace, région à partir de laquelle l’appareil redescendait simplement en plané vers sa destination (le précurseur de tels engins étant l’antique X-15). Dans d’autres projets on a envisagé d’utiliser des moteurs à réaction pour tenter de projeter la machine hors de l’atmopshère. Dans tous ces projets la contrainte à laquelle les designers se heurtaient immédiatement était l’élévation de la température de l’air au point d’arrêt et sur les bords d’attaque. Un HyperSoar subirait une contrainte thermique plus faible du fait qu’il passerait le plus clair de son temps en dehors de l’atmosphère terrestre. Selon ce concept d’HyperSoar vehicle la chaleur collectée pendant les séjours dans l’atmophère terrestre pourrait être partiellement dissippée quand l’appareil se trouve dans le « froid de l’espace »;

Remarque JPP : ce « froid de l’espace » est tout relatif. En dehors de l’atmopshère il n’y a pas de déperdition d’énergie par conduction. Seule la perte par rayonnement peut intervenir. En très haute altitude l’espace est au contraire « chaud » (2500°), mais extrêmement raréfié. Le condiction ne joue aucun rôle.

Le système HyperSoar utilise des moteurs où un carburant est brûlé avec admission d’air. La plupart des projets d’engins hypersoniques étaient fondés sur des fusées et on n’envisageait pas d’atteindre de telles vitesses, pas plus qu’on envisageait ce type de déplacement « par ricochets ». Les moteurs utilisant l’air comme comburant ont des rendements fondamentalement meilleurs que les moteurs-fusées. De plus, l’HyperSoar utiliserait son système motopropulseurs uniquement pour communiquer à l’engin des accélérations et non comme des propulseurs de croisière. Ceci aurait pour effet de simplifier ces dispositifs et de réduire les risques techniques. Les Waveriders (appareils surfant sur leur onde de choc) sont dessinés de telle manière que l’onde de choc qu’ils créent soit entièrement attachée sur le bord d’attaque de la voilure, au nombre de Mach de vol considéré. Cette configuration crée une zone de surpression dans le volume limité par l’onde de choc et la surface de voilure. D’où une portance avec une traînée d’onde relativement faible, c’est à dire une finesse importante. Les engins de type Waverider permettent aussi de créer un flux d’air entrant uniforme en amont d’un système de propulsion de type scramjet (stato-réacteur avec combustion hypersonique).

Remarque JPP : Les performances annoncées pour le hypersoar se raprochent de celles de l’engin Aurora. Les concept additionnel développé, déjà évoqué dans mon livre, est celui de « vol par un enchaïnement de ricochets ». Mais cet article glisse alors vers la désinformation quand les auteurs suggèrent que le mode de propulsion est de type « Scramjet » et que laMHD se trouve passée sous silence :

Cette combinaison d’une configuration Waverider et Scramjet a pour effet de réduire la longueur du moteur et son poids, ce qui est un objectif important dans la conception d’un Scramjet. Pour cet avion spatial américain le carburant choisi est de l’hydrogène liquéfié, qui fournit une forte énergie spécifique, une grande vitesse de combustion et constitue un puits de chaleur important. Avant d’être dirigé vers les chambres de combustion cet hydrogène liquide est envoyé dans toutes les parties de l’engin subissant un forte contrainte thermique. Ce système HyperSoar est à l’étude depuis plusieurs années (…) au Lawrence Livermore Laboratory (Californie) en liaison avec l’US Air Force et différentes agences gouvernementales. Le LLL s’est aussi assuré la collaboration de l’université du Maryland laquelle pour l’optimisation de la forme de l’engin et de sa trajectoire. Les autres applications potentilelle du système hypersoar concernent le positionnement de charges sur orbite. Les études montrent que les coûts de mise sur orbite pourraient alors être divisés par deux (je suis entièrement d’accord sur ce point). En tant que transport civil un tel appareil pourrait mettre en communication deux points quelconques du globe en moins de deux heures (c’est à dire séparés de distances allant jusqu’à 20.000 km).

Distance franchissable et charge utile des différents appareils

On voit que le B2 est crédité d’une distance franchissable de 13.000 km (bombardement USA-Kaboul-Diego Garcia). L’hypersoar, avec ses 38.623 km est carrément … antipodal. Voilà donc le concept qui pointe son nez.

Chaque appareil pourraient assurer quatre vols quotidiens à partir des Etats-Unis en direction par exemple de Tokyo au lieu d’un seul avec les appareils actuels. Utilisé comme avion-cargo l’Hypersoar pourrait sur de telles distances s’avérer dix fois plus rentable économiquement que les avions actuels. Les promoteurs de ce projet estiment qu’il faudrait consacrer environ 140 millions de dollars pour développer un certain nombre d’aspects technologiques pendant quelques années pour parvenir au stade où un ptototype au tiers pourrait être construit, dont le coût est évalué à 350 millions de dollars, qui pourrait alors être essayé et testé. Le coût du développement d’un HyperSoar vraie grandeur serait environ le même que celui du projet du Boeing 777, c’est à dire 10 milliards de dollars.

Enfin, dernière remarque : Pourquoi cet appareil « doit-il fermer ses entrées d’air lorsqu’il bondit dans l’espace » ? Quel intérêt ? ….

Les sources d’information sont datées du 20 septembre 1997 et émanent du Groupe se consacrant à un projet d’Engin d’Attaque à Très Long Rayon d’Action (Global Range Attack Vehicule Concept Group.

Le document est en date du 10 septembre 1998 et s’intitule « Annonce du laboratoire concernant un nouveau projet d’avion hypersonique ».

A propos de ces engins hypersonique voir la conférence donnée par l’auteur en janvier 2003 au festival Sciences Frontière. Cliquer sur ce lien :

http://www.01pixel.com:8080/ramgen/petit_sf2003.rm

Origine :

Texte Anglais :

HyperSoar Hypersonic Global Range Recce/Strike Aircraft A HyperSoar hypersonic Global Range Recce/Strike Aircraft the size of a B-52 could take off from the US and deliver its payload to any point on the globe – from an altitude and at a speed that would challenge current defensive measures – and return to the US without the need for refueling or forward bases on foreign soil. Equipment and personnel could also be transported. HyperSoar could fly at approximately 6,700 mph (Mach 10), while carrying roughly twice the payload of subsonic aircraft of the same takeoff weight. The HyperSoar concept promises less heat build-up on the airframe than previous hypersonic designs – a challenge that has until now limited the development of hypersonic aircraft. The key to HyperSoar is the skipping motion of its flight along the edge of Earth’s atmosphere – much like a rock skipped across water. A HyperSoar aircraft would ascend to approximately 130,000 feet – lofting outside the Earth’s atmosphere – then turn off its engines and coast back to the surface of the atmosphere. There, it would again fire its air-breathing engines and skip back into space. The craft would repeat this process until it reached its destination. A mission from the midwestern United States to east Asia would require approximately 25 such skips to complete the one-and-a-half-hour journey. The aircraft’s angles of descent and ascent during the skips would only be 5 degrees. The crew would feel 1.5 times the force of gravity at the bottom of each skip and weightlessness while in space. (1.5 Gs is comparable to the effect felt on a child’s swing, though HyperSoar’s motion would be 100 times slower.) Although the porpoising effect of a HyperSoar flight might test the adventurousness of some airline passengers, this would not impact military or space launch applications. Most current hypersonic designs rely on rocket engines to boost the aircraft to the edge of space, from where the craft essentially glides back down to its destination. Other designs simply use engines to push the aircraft through the atmosphere. All previous concepts have suffered from heat buildup on the surface of the aircraft and in various aircraft components due to friction with the atmosphere. A HyperSoar plane would experience less heating because it would spend much of its flight out of the Earth’s atmosphere. Also, any heat the craft picked up while « skipping » down into the atmosphere could be at least partially dissipated during the aircraft’s time in the cold of space. Another HyperSoar advantage is its use of air-breathing engines. Most conventional hypersonic designs rely on rocket motors to boost the aircraft to the edge of space. By not boosting to as high a velocity, and by dropping back into the atmosphere at the bottom of each « skip, » a HyperSoar plane can utilize air- breathing engines, which are inherently more efficient than rocket engines. Also, HyperSoar engines would be used strictly as accelerators, rather than as accelerators and cruising engines – as in some hypersonic designs – thereby greatly simplifying the design and reducing technical risk. Waveriders are aerodynamic shapes designed such that the bow shock generated by the configuration is attached along the outer leading edge at the design Mach number. The shock attachment condition confines the high-pressure region behind the shock wave to the lower surface of the configuration, which provides the potential for high lift-to-drag ratios. Waveriders also offer potential propulsion/airframe integration (PAI) benefits because of their ability to deliver a known uniform flow field to a scramjet inlet. Enhanced mixing mixing between the fuel and airstream, and thus reduced combustor length and engine weight, is an important goal in the design of supersonic combustion ramjet (scramjet) engines. Cryogenic hydrogen fuel was chosen for air-breathing scramjet propulsion for the National AeroSpace Plane. Selection was based on its high specific energy, its high heat-sink capacity for structural cooling, and its ability to burn very rapidly and sustain flameholding in strained recirculation zones. The HyperSoar concept has been under investigation by Lawrence Livermore National Laboratory for several years and is being discussed with the US Air Force and other government agencies. Livermore has been working with the University of Maryland’s Department of Aerospace Engineering to refine the aerodynamic and trajectory technologies associated with the concept. Other potential applications for HyperSoar aircraft include: Space lift – HyperSoar could be employed as the first stage of a two-stage-to- orbit space launch system. Research shows this approach will allow approximately twice the payload-to-orbit as today’s expendable launch systems for a given gross takeoff weight. Passenger aircraft – A commercial HyperSoar airliner or business jet could reach any destination on the planet from the continental U.S. in two hours or less. Freighter – A HyperSoar freight aircraft could make four or more roundtrips to, say, Tokyo each day from the U.S. versus one or less for today’s aircraft. Analysis indicates a HyperSoar aircraft flying express mail between Los Angeles and Tokyo could generate ten times the daily revenue of a similarly- sized subsonic cargo plane of today. Proponents estimate that approximately $140 million would be needed over the next few years to advance several technologies to the point where a $350 million one-third-scale flyable prototype could be built and tested. The development cost of full-scaled HyperSoar aircraft is estimated at about the same as spent to develop the Boeing Company’s new 777, or nearly $10 billion.

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25 mai 2004 : Un personnage nommé Jean-Marc Roeder a publié un papier dans le journal de Sauquëre : « Top Secret », consacré à Aurora. En confirmant mes thèses il prétend avoir des sources fiables, émanant de gens ayant travaillé sur ce projet. Les données techniques qu’il produit me paraîssent cohérentes. Mais il a fourni une information qui m’a semblé à la fois exotique, juste et cohérente. Il prétend qu’Aurora produirait des infrasons au décollage, très dommageables pour l’environnement humain ou animal et que l’émission pourrrait être mortelle pour un homme à mille mètres de distance. Mais d’où viendraient ces infrasons ?

Logiquement, de l’instabilité de l’écoulement aérodynamique dans une « tuyère semi-guidée ». Celle-ci est conçue pour fonctionner correctement entre des altitudes, disons, de 40 à 80 km. En dessous le jet est « surdétendu ». C’est à mon sens ce qui a produit la célèbre photo où on voit une traînée en pointillé. Au ras du sol l’instabilité du jet engendrerait une très puissante émission d’infrasons. Je crois cela hautement probable.

Roeder donne les dimensions d’Aurora : 40 mètres de long, sept mètres d’épaisseur. Je crois aussi que cet engin ne saurait être de taille modeste. Ok aussi pour la distance entre les électrodes : de l’ordre du centimètre.

1 – Les principes de base des machines MHD

2 – La reprise effrenée de la course aux armements

13 juin 2006

Signalé par un lecteur, un bon article, récent, dans Wikipedia

http://fr.wikipedia.org/wiki/Z_machine

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15 juin 2006 : Conséquence prévisible : reprise effrenée de la course aux armements

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Je le dis et je le répète : à une époque où le destin de la planète semble chaque jour de plus en plus problématique et où les visions les plus pessimistes nous disent « que nous allons droit dans le mur », une autre façon de parler de ce que d’autres ont jadis nommé Apocalypse cette percée opérée à Sandia me paraît représenter un ultime espoir et se présenter, sans avoir peur des mots comme la plus importante invention de l’homme depuis … celle du feu. Cette de la fusion non radioactive, non-polluante c’est « le feu nucléaire », le vrai, exploitable, potentiellement bénéfique, exempt de toute retombée négative, pour qui aurait la sagesse de ne point s’en servir pour créer les armes les plus meurtrières qui soient jamais apparues sur Terre, laissant loin derrière elles l’arsenal nucléaire déjà existant ( hélas, au moment où je relis cette phrase, le lendemain la machine est déjà en route ).

C’est une idée que je vais tenter de faire passer au fil des mois en sachant que :

– Pour les nucléocrates le nucléaire conventionnel ( réacteurs, surgénérateurs, fusion par la laser ou dans des tokamaks ) indique les limites étroites de leur imagination et n’est plus que l’expression d’un puissant lobby.

– Pour les écologistes la manipulation de l’atome reste foncièrement attachée à des mots empoisonnés comme « déchèts radioactifs à longue période », altération du biotope à travers la naissance de monstres humains.

Portez donc attention à ce que je vais vous dire car cela représente peut être l’ultime chance de notre humanité planétaire de ne pas sombrer dans des déréglement susceptibles de se solder par l’établissement de pouvoirs inhumains, construits sur des milliards de cadavres et sur les restes du biotope d’une planète dramatiquement abîmé par ses turbulents locataires. Ces prémices sont déjà là. Des prophètes de mauvais augure évoquent par exemple un inévitable conflit USA-Chine, l’enjeu étant la main-mise sur les ressources en énergie et en matières premières de la planète. A mon sens ces guerres du futur se mettent discrètement en place. Je songe à cet ouvrage  » Silent weapons for quiet wars  » (  » armes silencieuses pour des guerres tranquilles « ).

Il existe déjà une forme de guerre déjà en place : la guerre économique. C’est ainsi que les USA ont réussi en quelques décennies à venir à bout de l’Empire Soviétique, qui ne pouvait s’offrir à la fois « le beurre et les canons » et qui a fini par s’effondrer en peu d’années, comme un château de cartes, de manière aussi spectaculaire… qu’imprévue. Actuellement la Chine dissimule de son mieux l’invasion qu’elle est en train d’opérer à l’échelle planétaire, suivie de près par l’Inde, opérations d’infiltration « silencieuse » où l’arme de ces adversaires redoutables réside dans la faiblesse de leurs coûts salariaux. Imparable. Face à cet état de fait les comportements de nos politiques français ressemblent à une gesticulation pitoyable, même si notre  » future dame de fer « , séduite par le mirage britannique, intelligente et manoeuvrière se place soudain en première ligne des sondages en volant à son adversaire principal les fruits de son plan de politique sécuritaire en créant une confusion au sein d’un troupeau d’éléphants sans imagination.

Bientôt les  » RFID  » envahiront le monde entier, et notre vie de tous les jours. La gestion des stocks, des circuits de distribution jettera sur le « marché du chômage » des millions de vendeurs et de vendeuses, de magasiniers, question évoquée puis rapidement passée sous silence par notre Panglosse médiatique, François de Closets, prônant « que tout est pour lemieux dans le meilleur monde mondialistes possibles. Bien d’autres professions seront sévèrement touchée. Tout ce quej’avais prévu se réalise. Les nanotechnologies en sont déjà à produire des « puces » invisibles à l’oeil nu, bien que dotées de mémoire, véritables mouchanrds qui se logeront dans n’importe quel objet de votre quotidien. Sous des prétextes de « sécurité » la vie privée des hommes volera en éclat, mais

Pourquoi s’en inquiéter, si on a rien à cacher, dirait de Closets

En créant le pôle  » MINITEC  » à Grenoble la France  » se place dans la course aux RFID  » contre laquelle une infime poignée de contestataires ont tenté récemment de s’élever, violemment réprimés par un pouvoir de plus en plus policier qui entend bien nier aux français jusu’au droit de manifester. Mais n’est-ce pas là un combat d’arrière-garde, un baroud d’honneur des rares individus quelque peu conscients de ce qui se met implacablement en place à l’échelle planétaire, le choix ultime pouvant se résumer à :

– Préférez-vous être envahis par des puces made in France pour d’autres « made in ailleurs » ?

Je n’en finirais plus de déployer à longueur de pages, comme je j’ai déjà fait depuis des années, toute la panoplie des catastrophes annoncées. Face à celui une forme de réponse voit soudain de jour et qui peut se résuler par l’incroyable formule :

De l’énergie à gogo, pour l’ensemble des humains, partout, sans retombées négatives, et cela à l’échelle de moins d’une décennie

Tout cela ressemble aux grands mythes comtemporains de « l’énergie libre », de « l’énergie du vide », de la « fusion froide », etc… Mais de facto cette recette nouvelle s’inscrit dans une physique classique, maîtrisée de longue date, celle de la fusion non-polluante dont nos classiques « bombes à hydrogène », exploitant la réaction :

Lithium⁷ + Hydrogène¹ —-> deux noyaux d’Hélium⁴ et … pas de neutrons

ne sont qu’une illustration hélas difficilement contrôlable.

Quel homme politique récupérera cette idée pour en faire son cheval de bataille ?

Je reste enfermé dans le cadre étroit de mon site Internet même si mon audience est somme toute assez large. Je suis de longue date interdit de médias depuis de longues années en tant qu’empêcheur de penser en rond, évoluant en marge du « scientifiquement correct ». Je ne perdrais pas mon temps à envoyer à des revues comme  » Pour la Science  » ou « La Recherche  » ou même  » Science et Vie  » des articles traitant du sujet de la fusion non-polluante. Ces envois ne seraient suivis d’aucun écho, d’autant plus que leur mise sous contrôle par les lobbies comme le CEA, l’armée, le commerce des armes ( groupe Lagardère, groupe Dassault, etc ) assurerait la vanité d’une telle démarche et explique un étrange silence qui perdure depuis plus de trois mois.

Je ne peux donc que tenter de sensibiliser le plus large public possible, en déployant des discours à différents niveaux et en commençant ici par le niveau le plus que j’espère le plus accessible.

Ce dont je vais vous parler a été négligé pendant trente longues années par le secteur scientifique civil ( il s’agit de MHD ). Il existe cependant des interlocuteurs qualifiés, dans l’hexagone, qui ne sont pas nos porte-parole habituels mais des … ingénieurs militaires, encore en place ou retraités ( ce qui permet à ces derniers de parler plus librement ). Ces gens sont les alter ego de scientifiques comme Chris Deeney, maître d’oeuvre de la Z-machine de Sandia. Comme celui-ci ils ne visaient pas la « fusion pure » ( qui s’affranchit de l’intermédiaire de la fission ) mais la mise au point de fortes sources de rayons X, réclamées par les gestionaires de notre force de frappe. Des sources dont la fonction était de tester la résistance des ogives aux armes antimissiles ( voir page précédente ). Même si nombre de ces chercheurs croyaient, en leur for intérieur, aux possibilités de cette autre filière ( par confinement inertiel électromagnétique ) ils durent se garder d’avancer à découvert de telles idées équi auraient aussitôt fait de l’ombre aux deux projets dominants qui sont Megajoule et Iter ».

Des machines ont donc été construites, des essais ont été réalisés et des thèses soutenues, dans un cadre étroitement contrôlée dans ce « milieu fermé » qu’est le centre de Gramat, situé dans le Lot. Si des politiques veulent trouver les cautions scientifiques qu’ils seraient en droit de réclamer, c’est vers ces gens, encore en poste,et ceux-là seulement, liés à ce centre de gravité de telles recherches militaires ou, travaillant dans des secteurs de sous-traitance tout en restant liés à cette « maison-mère » qu’ils devront se tourner.

Toute cette histoire est née au début des années cinquante, du cerveau d’Andréi Sakharov, père de toute la MHD moderne ( E.P.Velikhov fut son élève ). Voici les textes fondateurs, publiés en France par la maison d’édition Anthropos.

Articles de MHD d’A. Sakharov en pdf ( réduit à 750 K, grâce à Jullien Geyffray après traitement par OCR )

Dans ces papiers vous allez trouver le principe du générateur à compression de flux, baptisé MK1, donnant de grandes valeurs de champ magnétique et utilisant des exolosifs. On trouve également, toujours actionné à l’aide d’explosifs la première description du générateur MHD « hélicoïdal ». Dans le premier cas le champ magnétique se trouve emprisonné dans un cylindre de cuivre que la pression d’un explosif disposé à l’extérieur viendra tasser près de son axe. Dans le second cas un cylindre de cuivre, contenant un explosif, va se dilater en court-circuitant les spires d’un solénoïde. Dans les deux cas ce cylindre de matériau conducteur ( cuivre ou aluminium ) reçoit un nom. On l’appelle désormais un

liner

Retenez bien ce nom.

Dans moteurs à explosion on comprime des gaz à l’aide d’un piston. C’est également la pression, s’exerçant sur ce piston qui permettra de convertir de l’énergie thermique en énergie mécanique.

Il existe un autre texte plus récent ( 1996 ), en anglais, d’un niveau acceptablement vulgarisateur, diffusé par le Centre de Recherche américain de Los Alamos. Ce texte de 23 pages est un résumé du fruit de la collaboration d’un laboratoire de Los Alamos avec le « laboratoire-ville » russe Arzamas-16, dont l’existence fut longtemps ignorée des occidentaux. Pour ceux qui lisent l’anglais, voici ce document, en pdf :

Collaboration scientifique entre Los Alamos et Arzamas-16, fondée sur l’usage des générateurs à compression de flux. Pdf ( 676 Ko )

Dans ce qui suit je vais reprendre des éléments empruntés à la fois aux articles de Sakharov et à ce rapport diffusé par le centre de Los Alamos.

Principe de la compression de flux.

Voici d’abord l’excellente illustration extraite du rapport de Los Alamos, page 54.

Ci-après, la même figure avec des commentaires en français :

Un générateur à compression de flux de la première génération ( type modèle MK1 de Sakharov ) On distingue dans la partie centrale un cylindre de cuivre, doté d’une fente courant le long d’une de ses génératrices. Ce cylindre est situé à l’intérieur d’un solénoïde dont on distingue les spires. Les courant électrique, dans la figure est indiqué à l’aide d’une flèche de couleur rouge. Lorsque l’interrupteur est fermé le banc de condensateur alimente le solénoïde et un courant passe, qui crée un champ magnétique. Le lecteur est alors de droit de se demander  » à quoi sert cette fente, dans la cylindre de cuivre ? » .Il faut se rappeler que selon les éqiations de l’électromagnétismes, les équations de Maxwell tout variation du champ magnétique dans un milieu se traduit par l’apparition en son sein d’un champ électrique (induit). Le résultat donne ce qu’on appelle la loi de Lenz. Ce courant induit entraîne le passage d’un courant, si le milieu est conducteur, bien évidemment. A ce courant est associé un champ magnétique ( dit lui aussi « induit » ) qui s’opposeà cette variation du champ ( inducteur). Imaginons donc que le tube de cuivre ne soit pas muni de cette fente. Si le chamm magnétique est créé par le passage du courant « suffisamment lentement » le champ magnétique s’établira à terme dans tous les volume disponible, à l’extérieur et à l’intérieur du tube de cuivre. Mais si ce courant est « appliqué brutalement », par décharge rapide d’un condensateur, le champ magnétique va croître au sein du tube de cuivre, qui sera le siège de courants induits. Apparaîtront alors des boucles de courant, dans ce tube, similaires aux spires su solénoïde créant le champ inducteur mais où le courant circulera en sens inverse. Le champ magnétique qui en résultera s’opposera à la montée de ce champ B au sein de ce matériau cuivre. Comme le cuivre est fortement conducteur électriquement, cet effet sera intense et pendant toute cette montée du champ magnétique inducteur, lié à la croissance du courant de décharge, le courant induit sera tel : – Que le champ magnétique restera nul dans le corps du tube de cuivre – Que ce champ restera également nul à l’intérieur de celui-ci. Vis à vis de ces variations rapides du champ magnétique un tube de cuivre continu se comporterait « comme une barrière étanche », empêchant l’établissement d’un champ magnétique à l’intérieur de ce cylindre. En fendant le tube sur toute sa longueur on empêche les boucles de courant de se former. Il apparaît bien un système de courant induits dans le cuivre, qui maintient le champ magnétique au sein de ce matériau à une valeur voisine de zéro, mais tout se passe « comme si ce champ parvenait à s’infiltrer en passant par la fente ». C’est une très bonne chose de commencer à envisager le champ magnétique comme … un gaz, associé à une pression, dite pression magnétique, qui s’écrit : pm = B2/2 mo avec B en teslas ( un tesla vaut 10.000 Gauss ) et mo = 4 p 10-7 Il est tout à fait licite d’acquérir l’image mentale selon laquelle « le champ magnétique va s’infiltrer à travers la fente ménagée dans le cuivre et ainsi s’établir à l’intérieur du cylindre « comme si ce conducteur de cuivre n’existait pas ». Le dispositif ci-dessus montre la présence d’un explosif entourant le solénoïde. Quand celui-ci sera mis à feu, que va-t-il se passer ? Intuitivement on aura tendance à répondre : l’explosion va comprimer le cylindre de cuivre ( qu’on appelle LINER ) et dans un premier temps la fente se refermera.

Passons à la figure suivante, toujours extraite du rapport de Los Alamos :

La même figure, avec son commentaire en français :

En haut, le dispositif juste après la mise à feu de l’explosif. La fente dans le tube de cuivre a disparu. On a représente les lignes de champ magnétique qui se situent à l’intérieur par des lignes bleues ( schématiquement ). Sous l’effet de la pression développée par l’explosion le  » liner  » de cuivre commence son mouvement d’implosion qui, si le système conserve sa symétrie initiale dont l’amener au voisinage de l’axe du système. Gardons en tête que tout ceci se joue en instationnaire. Au moment où l’implosion commence le champ magnétique a une certaine valeur, à l’extérieur du cuivre, à l’intérieur de ce liner, mais il est nul ( ou très faible ) dans le cuivre, en vertu de la loi de Lenz qui est a donné naissance à des courants induits qui se sont opposés à toute variation ( croissance ) du champ magnétique au sein de ce matériau « cuivre ». La fente s’est refermée, ce qui a entraîné une modification de la distribution du courant électrique dans ce tube de cuivre, le résultat étant que le champ magnétique qui y règne est toujours nul ou très faible. On sait que quand un conducteur électrique est déplacé dans un champ magnétique apparaîssent en son sein des courants de Foucault ( autre conséquence des équations de Maxwell ). Ici le phénomène d’implosion rapide du tube de cuivre fait que chaque parcelle du tube, se mouvant à la vitesse V dans le champ B créé par le solénoïde ( non visible ) est soumise à un champ électromoteur V B. D’où passage d’un nouveau courant dû non à la variation de B dans le temps, mais au déplacement du conducteur « cuivre » dans l’espace. Ce courant « induit par le mouvement » ( courant de Foucault qui se présenten sous la forme de boucles de courant parcourant le tube selon les « cercles générateurs » de ce liner cylindrique ) va créer un champ magnétique. A l’intérieur du tube ceci se traduira par un renforcement de celui-ci. L’étudiant en physique saura déduire tous ces aspects des équations de Maxwell. Pour le non-scientifique il suffira de dire qu’encore une fois « tout se passe comme si cette surface constituée par un matériau fortement conducteur de l’électricité ( le cuivre ) se comportait comme un objet « étanche » vis à vis du champ magnétique. Les lignes de champ de celui-ci ne pourront le traverser et, comme indiqué sur la figure ci-dessus « elles se tasseront », ce qui va se pair avec un renforcement local de l’intensité de ce champ. Encore une fois l’étudiant rétablira sans peine le fait que « le flux magnétique se conserve »; c’est à dire le produit de l’intensité B du champ magnétique par l’air de la section droite du tube. Bo étant la valeur initiale du champ magnétique, par exemple 2,5 teslas, si le rayon du liner diminue d’un facteur dix l’intensité du champ magnétique sera multipliée par 100, c’est à dire que le champ, dans ce liner, atteindra 250 teslas. La pression magnétique correspondante, calculée à l’aide de la formule donnée ci-dessus sera alors à l’intérieur du liner de 250.000 atmosphères. En 1951 Andréi Sakharov avait utilisé un système dientique, baptisé MK1 ( schéma ci-dessous ). En fin d’implosion le diamètre du liner était de 4mm. Le champ magnétique a alors atteint 2500 teslas, ce qui correspond à une valeur de la pression magnétique de 25 millions d’atmosphère. L’intensité du champ magnétique avait été mesurée à l’aide d’une simple spire, logée au voisinage de d’axe, d’un diamètre de 1,5 mm.

Ci-après une vue en coupe du générateur MK1 qui montre à la fois le liner fendu et la spire centrale, reliée à un oscilloscope ( à lampes ), mesure l’intensité du champ B atteint en enregistrant le courant induit ( dans la spire ).

L’Américain Fowler, de Los Alamos, inspectant un générateur MK1 à Arzamas-16, Russie
En blanc : l’enveloppe explosive

Il faut espérer, à travers cet exemple le plus simple, celui du générateur MK1 ( à compression de flux ) que le lecteur, même non-scientifique, aura commencé à se familiariser avec ce concept fondamentale de « liner » de surface constituée par un matériau très conducteurs de l’électricité qui se comporte comme « une paroi étanche » vis à vis d’un champ magnétique variant très rapidement. Le lecteur comprendra intuitivement que les choses peuvent varier dans les deux sens. Dans le montage MK1 « on comprime le champ magnétique en mettant en mouvement un liner à l’aide d’un explosif. Les papiers de Sakharov font état de vitesses d’implosion du liner de 10 à 20 km/s. Si le diamètre de celui-ci était de 20 cm ceci correspondrait à u n temps d’implosion de l’ordre de la microseconde.

En reprenant le document en français évoquant les travaux d’A.Sakharov et de ses collègues nous nous réfèrerons au canon à plasmoïde inventé par lui, toujours en ce début des années cinquante. Là encore on va comprimer ce « gaz étrange » qu’est le champ magnétique en déformant un liner, toujours à l’ide d’un explosif. A travers tous ces exemples on constate que la MHD est d’une richesse infinie, permettant àl’imagination des chercheurs de s’y exercer. Celle d’Andréi Sakharov était légendaire.

Avant de considérer cet étrange « canon à plasma » nous considèrerons un simple fusil de chasse, tirant des plombs, ou une simple balle. Classiquement, la vitesse de sortie est subsonique. Disons 200 mètres par seconde ( je ne suis pas chasseur. Ceux-là m’indiqueront éventuellement des chiffres plus près de la réalité ). Imaginons un homme qui se dise un jour :

– Avec une cartouche constituée par un projectile en plomb et une charge de poudre j’atteins une vitesse de 200 mètres par seconde. Enlevons le ou les plombs. Je devrais alors obtenir une vitesse de sortie incomparablement plus élevée.

Dans les faits ça n’est pas ce qui se passe, pour plusieurs raisons, ne serait-ce que parce que le gaz éjecté perd très rapidement de sa vitesse en interagissant avec l’air ambiant. La balle, elle, garde compacité et pouvoir de pénétration. Mais même si notre homme avait tiré « à blanc » dans le vide ( on pourrait imaginer qu’il s’agisse d’un « cosmonaute-chasseur » effectuant une sortie dans l’espace ) il aurait été surpris de constater que le gain de vitesse aurait été moins élevé qu’il ne l’aurait imaginé, tout simplement parce que les gaz brûlés possèdent leur propre inertie. Leur masse n’est pas nulle.

Serait-il possible d’utiliser un gaz propulsif qui, doté d’une pression aurait une …. masse nulle ? La question semble absurde, pourtant il existe une réponse positive, àcondition de considérer le champ magnétique ( même régnant dans le vide ) comme … un gaz possédant une densité nulle. Au-delà, se dira notre « cosmonaute-chasseur » quel gain si je pouvais propulser des projectiles avecd ce gaz à masse nulle ! Ainsi toute son énergie se retrouverait tranférée au projectile.

Ainsi est née l’idée du canon à plasma, ou « plasmoïdes », en tant qui’arme spatiale. La première fois que j’ai entendu parler de cela c’était dans le bureau de Gerold Yonas, en 1976, à Sandia. Le mot « guerre des étoiles » n’avait pas encore été inventé mais il s’agissait déjà de cela.

Passionné par ses travaux, Yonas était très bavard. La conversation fut interrompue par un de ses collaborateurs, présent, qui s’écrira :

– Patron, arrêtez de parler comme ça. Ce type comprend trop bien ce que vous racontez. Il n’est pas, comme il le prétend, journaliste ! ( envoyé aux USA à l’époque par Science et Vie ).

Mais revenons à ce premier canon à plasma. Voici le schéma, extrait du document consultable à travers le lien donné plus haut.

En hachures larges : la culasse, de révolution. En débouche sur un tube plus étroit, faisant office de « canon ». Selon l’axe du système un « liner » de cuivre, un cylindre, empli d’explosif. L’explosif est mis à feu à l’extrêmité gauche du tube. Le cuivre, ductile, se dilate alors en affectant la forme d’un cône ( que Sakharov appelle « le vase » ). Cette déformation cônique se propage rapidement, vers la droite ( à la vitesse de détonation de l’explosif )

Propagation de la déformation cônique. En hachures doubles : l’explosif contenu dans le liner de cuivre.

Avant la mise à feu un condensateur est déchargé et le montage a l’allute ci-après. Il se crée dans la « culasse » un champ magnétique dont les lignes de force sont des cercles coaxiaux.

Le liner se déforme, commence par refermer la culasse, emprisonnant alors le champ magnétique dans une enceinte fermée, dont le volume va décroître. Comme je vous l’ai dit, le champ magnétique peut être traité « comme un gaz ». Celui-ci « cherchant à s’échapper » n’a d’autre issue de l’espace situé entre l’âme du « canon », en cuivre et le liner, cet espace étant « bouché » par un anneau d’aluminium ( lui aussi bon conducteur de l’électricité ). Avec ce type de canon Sakharov arrive alors à communhiquer à un anneau de 2 grammes une vitesse de 100 km/s, toujours dans les années cinquante.

Comme je l’ai dit, on peut faire l’économie d’une réflexion mettant en jeu les équations de Maxwell, la loi de Lenz et tout le bazar en traitant simplement le champ magnétique comme un gaz et les éléments conducteurs comme des ensembles figurant soit un cylindre, une culasse, soit un piston ou un projectile mais pour qui voudra s’amuser à ce petit jeu tout peut être traîté en termes de courants induites. C’est par exemple le courant induit apparaîssant dans l’anneau d’aluminium qui à la fois le volatilise, le propulse et, en fin de course, après élection dans le vide spatial assure son auto-confinement. On peut alors le comparer à un « rond de fumée ».

Les Russes, ne pouvant bien souvent résoudre leurs problèmes à coup de roubles sont dans l’obligation de faire fonctionner leur imagination. Ceci en est une illustration, mais on verra plus loin que leur créativité, qui stupéfia en 1995 les chercheurs de Los Alamos est loin d’être éteinte.

Selon les rares spécialistes français qui ont cotoyé ces Russes, et jusqu’à une date très récente il semble que je sois pour ceux-là « l’homme qui, au début des années quatre vingt, a réussi à annihiler l’instabilité de Velikhov dans une chambre de bonne aixoise de 16 mètres carrés, avec du matériel de récupération ». C’est tout à fait exact. Ces travaux furent par la suite présentés au VIII° colloque international de MHD de Moscou où je me rendis à mes frais, me nourrissant pendant une semaine, matin, midi et soir, de viennoiseries collectées dans un service de petit déjeuner en libre service, au l’hôtel National, faute d’avoir pu assumer le coût de l’hébergement en pension complète dans cet hôtel de luxe, imposé à l’époque par les soviétiques à tout chercheur en visite dans le pays ( de manière à faire rentrer des devises ). Après ce dernier expédient je renonçai définitivement à participer à ce type de colloques. La dernière occasion s’offrit en 1987 quand le comité de sélection du IX° colloque international de Tsukuba, Japon, retint mon article sur la suppression des ondes de choc. J’adressai alors une demande de crédits en bonne et due forme au Cnrs qui m’octroya 4000F ( le simple billet aller-retour Japon en coûtait 7000 ). Je me souviens de ma conversation avec une secrétaire du siège :

– Alors, monsieur Petit, pour ce congrès au Japon, que décidez-vous ?
– Eh bien, mademoiselle j’ai trouvé un dériveur d’occasion à l’achat. Je pense me munir de jerricans d’eau et de boites de nourriture pour chats. En partant maintenant, si j’ai un vent correct, je devrais pouvoir arriver à temps. Pour le retour, je demanderai à l’ambassade de France un rappatriement sanitaire.
– Je vous demande pardon ? …..

Comme il faut toujours tirer quelque profit d’une aventure, quelle qu’elle soit le lecteur pourra trouver cela sous forme d’une fiction :

Dérive

Cette mésaventure me fit juger inutile de demander un crédit de mission après acceptation du papier suivant au colloque de mhd de Pékin.

Si on excepte ces quelques travaux de MHD-men militaires, abritant leurs idées derrière le projet de créer une puissante source de rayons X, à travers des expérimentations menées au centre de Gramat toutes ces recherches furent abandonnées il y a trente ans, les responsables étant :

– René Pellat, polytechnicien, décédé. D’abord directeur de recherche au Cnrs, puis président du Cnes, il termina comme haut commissaire à l’Energie Atomique. Spécialiste de lasers il fut un ardent défenseur du projet Megajoule. Violemment opposé à la poursuite de toute recherche en MHD.
– Gilbert Payan, polytechnicien. N’étant spécialiste de rien il milita avec constance en faveur de sa spécialité.
– Hubert Curien. Directeur du Cnrs puis du Cnes, puis Ministre de la Recherche et de l’Industrie. Réussit la performance de gravir jusqu’à sa mort tous les échelons de la hiérarchie sans avoir jamais pris de décision d’une quelconque importance.

Revenons à ces terribles Russes et à leurs idées intarissables.

Sakharov, utilisant sa culasse « pyro-magnétique » invente une sorte de « compresseur magnétique » :

Compresseur magnétique de Sakharov, avant mise à feu

Le condensateur crée d’abord un champ magnétique azimutal dans la cavité A. La mise à feu du contenu du « liner » est toujours effectuée à l’extrêmité gauche. Le liner se dilate, ferme la culasse Le « gaz magnétique » n’a cette fois aucun moyen de s’échapper. Il « envahit » alors le seul « espace disponible B ( les parois conductrices se comportant poour lui comme de véritables barrières infranchissables ). L’expansion du liner, après plaquage sur la paroi de la cavité A se poursuit dans le volume B, entraînant le renforcement du champ magnétique.

Compresseur magnétique de Sakharov, phase finale

Ces schémas se prètent à d’infinies variations, certaines ayant fait l’objet de recherches initiées à Gramat, puis laissées hélas en plan.

Toujours dans les années cinquante Sakharov invente le générateur hélicoïdal. Lorsqu’il publie ces travaux en Occident, près de dix ans plus tard il constate que personne, à l’Ouest, n’avait ey cette idée. En fait, la politique russe c’est :

Des astuces, toujours des astuces, encore des astuces

Pour retrouver la ligne de conduite américaine, remplacer le mot astuces par dollars.

Quand on décharge l’énergie

1/2 C V²

emmagasinée dans un condensateur dans une self d’inductance L, si la résistance du circuit est faible cette énergie se trouve convertie en

1/2 L I ²

Tous les lycéens connaissent la méthode dite du  » crowbar  » (  » pince  » en anglais ). On commute le condensateur et la self, mis en série, intitiant une séquence du type décharge oscillante de période LC. Puis on court circuite la self. sur elle-même. Elle joue alors le rôle d’un générateur de courant, selon une décharge apériodique de constante de temps L/R ( où R est la résistance de ce circuit ).

Montage crowbar. Configuration initiale : le condensateur est chargé

Montage crowbar. Commutation est démarrage d’une décharge oscillante amortie

Montage crowbar. Le condensateur est mis hors circuit. La self se décharge dans la résistance de l’ensemble

En voyant cela, Sakharov se dit « pourquoi ne pas mettre un liner de cuivre bourré d’explosif dans le solénoïde. En explosant celui-ci court-circuitera les unes après les autres les spires du solénoïde, en faisant tendre son inductance vers zéro. Il imagine alors le montage vci-après, baptisé MK2 et expérimenté dès 1952.

Comme on peut le voir le solénoïde est complété par une virole. Lorsque le liner en expansion touche cette virole il emprisonne le champ magnétique dans une enceinte fermée.

En fin de fonctionnement le liner du générateur MK2 a court-circuité toutes les spires.
S’écrasant contre la virole il réduit le volume disponible poir le champ magnétique et c’est alors que l’intensité dirigée vers la charge est maximale.

Le générateur hélicoïdal est prévu pour pouvoir resservir.

Comme on peut le voir Sakharov introduit un solénoïde à pas variable. Les performances de l’engin ( longueur : un mètre) sont stupéfiantes. En 1953 un MK2 chargé avec 150 kilos d’explosif ( 10 mégajoules ) délivre des intensités de cent millions d’ampères et Sakharov remarque qu’un tel système est beaucoup moins lourd, encombrant et coûteux qu’une batterie de condensateurs. Il reste que ce type de générateur a une monté en intensité relativement lente, liée au développement du liner sous l’effet de l’explosif. Le temps caractéristique est de l’ordre de 100 microsecondes. Mais comme le font remarquer Stephen Youngert, Max Fowel et les autres dans le papier de synthèse signant la collaboration russo-américinae « Megagauss » on peut très bien commuter ce génértateur lorsque l’intensité a atteint son maximum. Ci-après le schéma emprunté au rapport ( où on ne trouve que le solénoïde, sans sa virole ).

Le même schéma, avec commentaire en français

Dans le rapport édité par le laboratoire de Los Alamos ce hype de générateur, voisin de celui inventé par Sakharov en 1952 et appelé  » générateur hélicoïdal ». Le schéma est le même. On indique seulement que la charge est connectée au générateur quand les dernières spires sont en fin de court-circuitage

Un champ d’un mégagauss ( cent teslas ) est associé à une pression de 40.00 bars. Une telle pression déforme aisément un conducteur plan. Comme rappelé dans le rapport de Los Alamos, entre 1 et 2 mégagauss ( pour des pressions se situant entre 40.000 et 160.000 bars ) la surface de ce conducteur se liquéfie et se vaporise. Au delà de 2 mégagauss ce phénomène de vaporisation se produit si rapidement et violemment que la surface du conducteur se trouve sublimée ( blasted off ) et que des ondes de choc pénètrent à l’intérieur du matériau.

Un champ de 10 mégagauss exerce une pression de 4 millions d’atmosphères, quatre mégabars. La pression au centre de la Terre n’est que de 3,7 mégabars. Selon l’article de Los Alamos avec des systèmes à compression de flux tels ceux qui ont été décrit au début de cet article et construits par Fowler aux USA et Lyudaev en Russie des champs magnétique de l’ordre de 1,5 mégabars ont été obtenus. On remarquera au passage de Sakharov revendique des champs de l’ordre de 25 mégagauss ( ? ..).

Un générateur peut être conçu différemment selon qu’on compte s’en sorvir pour obtenir de très fortes pressions magnétiques ou des courants électriques intenses. Le générateur « lélicoïdal » ( de même que son « ancètre » le générateur MK2 de Sakharov sont conçuc pour délivrer de fortes intensités à un système se iyuant en dehors de la zone où se situe l’explosion. Ces engins sont alors utilisés comme « premier étage » d’un système qui fonctionne en deux temps. On retrouve cette configuration dans le texte de Sakharov, assortie d’une illustration très parlante où l’ont voit comment une générateur MK2 ( « hélicoïdal ») est utilisé comme source de courant pour un MK1, un système « à compression de flux ».

Système Sakharov à deux étages où un générateur de courant, de type MK2, alimente le solénoïde
d’un système à compression de flux MK1 dont on aperçoi en bas et à droite la charge explosive

Compression d’un liner

Si on dispose d’une puissante source de courant électrique, délibrée pendant un temps très bref on peut envisager d’alimenter un liner pour créer une implosion. Comme on l’a dit plus haut, l’innovation des gens de Sandia a été d’utiliser un « liner cylindrique » fragmenté en une nape comportant plusieurs centaines de fils. Un tel dispositif a pour effet de préserver le plus longtemps possible l’axisymétrie de la décharge. A l’inverse, avec un liner continu des instabilités MHD se produisent. L’axisymétrie part en live. Dans des expériences dont il est par exemple rendu compte dans le rapport de Los Alamos des liners de 6 cm de diamètre convergent vers un point décentré … d’un centimètre par rapport au centre géométrique du système initial.

Dans les expériences menées à Sandia la nappe de fil a un diamètre de 8 cm ( dans les expériences qui ont conduit à une température de 2 milliards de degrés ) et l’intensité totale est de 20 méga-ampères, délivrés entre 100 nanosecondes ( un dixième de microseconde ). Le lecteur étudiant en science retrouvera aisément le résultat suivant :

Le champ magnétique régnant à la surface d’un conducteur cylindrique est égal à celui qui serait produit si tout le courant était concentré dans un conducteur filiforme disposé selon l’axe du cylindre.

Dans une implosion axisymétrique le champ varie donc en 1/r puisque le champ créé par un conducteur linéaique vaut :

B = m_o I / 2r

( je suis pas très sûr du 2 au dénominateur ).

Conceptuellement on peut très bien construire l’équation différentielle décrivant l’implosion en supposant que les fils restent distincts. Ce sont donc des éléments possédant une masse constante, parcourus par des courants constants ( en fait les gens de Sandia précisent que 70 % du métal constituant les fils parvient à se rassembler selon l’axe alors que 30 % de la masse contitue une sorte de sillage de vapeur métallique ). Soit M la masse du liner ( n fois la masse de chaque fil ). L’équation d’évolution est :

r r » + ( m_o I / 2M) = 0

Le profil de l’évolution de l’implosion a l’allure ci-après ( un lecteur nous programmera tout cela. Le courant étant de 20 millions d’ampères, je crois que la masse total du réseau de fils doit se chiffrer en centaines de milligrammes. Peut être 250, de mémoire ( à vérifier ).

Allure schématique de la courbe d’implosion.

Si rien ne s’opposait au collapse du matériau selon l’axe , le rayon du liner tendrait vers zéro en un temps fini, tandis que la vitesse d’impact tendrait vers l’infini. Selon les données ( observationnelles ) de Sandia l’ensemble des fils se transforme en un cordon de plasma d’un millimètre et demi de diamètre, si je me souviens bien. Les lecteurs devraient pouvoir nous donner la vitesse d’impact au « point d’arrêt ». Quand les 20 millions d’ampères sont appliqués, l’acier inox des fils est transformé en plasma. Les atomes qui constituent les fils s’ionisent complètement. Les noyaux acquièrent une vitesse d’agitation thermique <V> qui est reliée à la température absolue du plasma par la relation :

1/2 m < V²> = 3/2 k T

où m est la masse d’un noyau de fer et k = 1,38 10^-23 la constante de Boltzmann. Le fer est l’élément numéro 20. La masse du noyau est donc 26 que multiplie la masse du proton qui est de 1,67 10^-27 kilos, ce qui fait 4,34 10^-26 kilo. La vitesse d’impact est de toute façon supérieure au rayon initial, 4 cm, divisé par le temps d’implosion : 100 nanosecondes, soit 400 kilomètres par seconde.

En appliquant la formule ci-dessus et en supposant que la vitesse d’impact soit de 400 kilomètres par seconde et que celle-ci, par « thermalisation » soit intégralement convertie en vitesse d’agitation thermique on obtiendrait quelques 168 millions de degrés. Or on voit, sur la courbe ci-dessus que la vitesse d’impact s’accroît dans les dernières longueurs. Pour atteindre les deux milliards de degrés il suffirait que celle-ci atteigne une valeur 3,45 fois plus élevée. Mais ce ne sont que des calculs de dégrossissage, schématiques.

Combien y a-t-il d’atomes dans 250 mg de fer, ce qui correspond, de mémoire, au poids du liner à fils de Sandia. Réponse : 5,76 10²¹

Si je ne me fous pas dedans dans mes caculs, en passant de 40 mm à 0,75 mm le liner à fils de Sandia voit sont rayon se réduire d’un facteur 53. Le champ magnétique dans les stagnations conditions atteindrait alors 1600 teslas ( 16 Gigagauss ), ce qui correspond à une pression de 11,2 mégabars.

On trouve dans le rapport de Los Alamos le dessin d’un système à liner constitué par un cylindre d’aluminium de 6 cm de diamètre et de 2 cm de haut. L’effet de l’implosion est censé se trouver renforcé par le fait que les deux électrodes le long desquelles ce liner, transformé en rideau de plasma, suivra sa course ont une forme conique.

Le courant passe dans le liner en empruntant les génératrices du cylindre ( lignes de couleur rouge ). Dans la suite du rapport on trouve la description d’un générateur à disques, développé par Chernyshev, qui témoigne là encore de l’extraordinaire ingéniosité des Russes.

Comme me le faisait tout de suite remarquer Yonas lors de nos premiers échanges de mails il ne suffit pas de produire des dizaines ou même des centaines de millions d’ampères, comme c’est chose possible avec des générateurs du type MK2. Encore faut-il que cette « pèche » soit délivrée pendant un temps extrêmement bref, inférieur à la microseconde. Le temps de décharge du système de Sandia est d’un dixième de microseconde : cent nanos. Or le temps de montée pour un générateur de Sakharov est élevé, lié à la vitesse de propagation de l’onde de détonation. Si celle-ci se propage à plusieurs kilomètres par seconde et si le générateur fait un mètre de long on tombe sur des temps de montée de l’ordre de plusieurs dizaines de microsecondes. Il manque au minimum deux ordre de grandeur. Comment raccourcir ce temps de décharge ?

L’idée est venue de Chernyshev qui a tracé les grandes lignes de sa machine au cours du congrès Mégagauss III, 1993. Mais ça n’est qu’en 1989 que les Américains purent voir la bête de près et connaître le détail de son fonctionnement. Rien de ce genre n’avait été imaginé aux Etats-Unis. Voici le dessin qui figure dans la rapport de Los Alamos :

La même figure, assortie d’un commentaire en français :

Le DEMG ( générateur explosif à disques ) est constitué par un assemblage de paires de disques concaves, l’ensemble présentant un symétrie de révolution. Le courant circule selon les lignes indiquées en rouge. Celui-ci est initialement fournir par un générateur hélicoïdal, non représenté sur cette figure ( délivrant 6 géma-ampères ). L’établissement de ce courant entraîne l’apparition d’un champ magnétique qui « emplit » entre autre toutes les cavités qui se situent entre ces structures discoïdales concaves. Quand le système est mis à feu les détonateurs, situés sur l’axe de la machine déclenchent des explosions qui se propagent radialement, de manière centrifuge. Au voisinage de l’axe chaque unité discoïdale possède une « protubérance ». D’après ce que je comprends, les forces qui compriment latéralement ces éléments discoïdaux propulsent radialement ces protubérances, elles-mêmes discoïdales, de révolution. A mon avis il doit se produire une phénomène analogue à celui de la charge creuse, ce qui accélère le remplissage de la cavité et raccourcit d’autant le « temps de compression du flux ». Dans un tel système les disques ont un rayon de 20 cm et à vue de nez une épaisseur cinq fois inférieure, soit 4 cm. Si on table sur des vitesses d’ondes de détonation identiques, Chernyshev s’est débrouillé pour raccourcir le temps de comblement de ces cavités, le temps de compression du flux d’un facteur 25. Le système est par ailleurs doté d’un fusible qui, se vaporisant quand le courant atteint sa valeur maximale délivre le courant au liner en un temps infénieur à la microseconde ( when the current reached a critical value, the fuse melted. The high current was then delivered to the liner in less than a microsecond ). Le courant envoyé dans le liner était prévu pour atteindre 35 méga-ampères mais un léger disfonctionnement imprévu limita celui-ci ) « seulement » 20 méga-ampères.

Un papier de Chernyshev, plus récent : colloque Megagauss X en 2004

Télécharger de document en pdf ( 4 Mos )

Février 2008 : Les deux papiers mentionnant le principe de fonctionnement des générateurs de Chernyshev, en lien dans cette page, ayant été effacés à distance chez mon serveur, je les ai téléchargés de nouveau. Pour info, les générateurs impulsionnels basés sur ce principe sont la clé de futures bombes à fusion pure, technologie  » potentiellement proliférante « 

Cet article a été présenté à la dixième conférence Megagauss. La précédente, Megagauss IX date de 2002. Pour info, Megagauss II se situe en 1979, Megagauss III en 1983.

Dans cet article Chernyshev ( décédé en avril 2005 à l’âge de 78 ans ) présente une version miniaturisée de systèmes MK2, plus petits qu’un paquet de cigarette, qui sont alors présentés comme des interrupteurs de haute sécurité et haute synchronicité ( fourchette : 30 ns ) pour armes nucléaires.

L’article fait ensuite état de différentes collaborations. On y trouve des photos liées à une manip Franco-Russe, qui se situe à Novosibirsk. On teste alors les capacités du plus puissant générateur hélicoïdal, qui développe 30 millions d’ampères, dont 15 peuvent être transmises à la charge, en l’occurence un liner cônique. On sait qu’un liner cylindrique tend à imploser selon son axe de symétrie. Comme dans le système à charge creuse un liner cônique implosera en donnant naissance à un dard. Le papier fait état d’une vitesse d’implosion du liner de 10 km/s, celle-ci montant à 4°-50 km/s pour le dard de plasma qui, impactant sur une cible produit une pression de 10 mégabars. Encore une nième application de ces technique à magneto-cumulation. Ce qui est intéressant c’est la rusticité du montage :

La photo suivante montre un générateur électromagnétique de 100 mégajoules sur son banc d’essai, en plein air :

Générateur électromagnétique de 100 mégajoules. Novosibirsk

Equipe franco-russe autour d’une manip EMG ( générateur hélicoïdal alimentant un liner cônique, avec projection d’un dard à 50 km/s )

Image suivante, un générateur à disque, le plus puissant essayé à ce jour, sur son installation d’essai, près de Novissibirsk, manip russo-américaine.

Le plus puissant générateur à disques ayant fonctionné à ce jour ( 35 millions d’ampères ). Manip russo-américaine, Novissibirsk 2004

Ceux qui craignent une vaste dispersion d’un savoir-faire nucléaire basé sur le concept d’une fusion impulsionnelle méditeront des images.

L’engin MAGO, les principes de base d’une bombe à neutrons à fusion pure ?

Il est pratiquement impossible de donner une présentation exhaustive de cette vaste palette de machines en tous genres. Mais je ne saurais clore cette étude sans évoquer la machine russe MAGO ( MAGninoye Obshatiye, en anglais MTF c’est à dire Magnetised Target Fusion ou « Fusion d’une cible magnétisée ). C’est un compresseur à plasma qui comprime un mélange deutérium-tritium. L’idée générale est de comprimer un plasma « prémagnétisé. Les premières expériences datent de 1994.

Le compresseur à plasma MAGO

L’idée générale est d’emplir une chambre d’un mélange D-T puis de déclencher une première décharge de 2 méga-ampères dans la chambre A, qui envoie le gaz, transformé en plasma ans la chambre B, en passant par un col annulaire C. Le gaz ionisé est parcouru par le courant qui l’a propulsé dans cette chambre B, qui crée son propre champ magnétique. Les particules ionisées, noyauxx de deutérium et de tritium et électrons spiralent donc dans les lignes de force de ce champ. Elles sont « frozen in ». Le couplage plasma, champ est intense. C’est alors qu’un second générateur, situé sur la droite, à disques, délivre une desconde décharge de 6-8 méga-ampères qui agit sur le liner, lequel comprime ce « plasma prémagnétisé ». Celui-ci s’échauffe jusqu’à des températures de plusieurs centaines d’électron-volts (plusieurs millions de degrés ). La « durée de vie » de ce plasma atteint alors 2 microsecondes. Dans un plasma la conductivité électrique est essentiellement due aux électrons, qui « transportent l’énergie cinétique de proche en proche, par collisions ». Le fait que le plasma soit immergé dans un champ magnétique ( créé par lui-même, en l’occurence ) réduit sa conductivité thermique. Il peut alors être comprimé isentropiquement. Quand des réactions de fusion se produisent elles donnent naissance à des noyaux d’hélium porteurs d’une certaine énergie, qui ne peuvent transmettre cette chaleur aux parois car le champ magnétique gène leur progression ( trajectoires en spirale ).

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Remarque ( 20 février 2008 ) :

Le système MAGO est un engin à fusion pure, où celle-ci est déclenchée par un explosif chimique. L’émission maximale de neutrons peut être obtenue en concevant l’engin en conséquence. Le lecteur pourra trouver les principes directeurs des bombes à neutrons dans Wikipedia France, par exemple ou dans sa version anglophone. On y fait allusion aux allégations formulées par des militaires irakiens comme quoi les militaires américains auraient pu faire usage de bombes à neutrons lors de la prise de l’aéroport de Bagdad. Et le texte d’ajouter :  » une idée communément répandue est que ces bombes n’auraient que des effets de rayonnement, or c’est faux, il reste les dommages matériels inhérent à la mise en oeuvre d’un enfin d’un kilotonne ( le dixième d’Hiroshima ). Or lors de la bataille de l’aéroport de Bagdad on n’a pas constaté de dégâts matériels importants, allant avec le recours à une telle arme. C’est vrai si l’engin émetteur de neutron est dérivé  » d’une petite bombe à hydrogène « , donc centré autour d’un dispositif à fission, au plutonium. Les conclusions seraient différentes si cette bombe à neutrons était  » à fusion pure « , auquel cas il n’y aurait pas de dégâts mécaniques. Il reste une question  » ces bombes à neutrons à fusion pure existent-elles ? »

Lire à ce sujet le pdf de Suzanne L. Jones et Frank K. Hippel, de Princeton, date de 1998 ! Lien

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Conclusion de cette étude

Nous avons donc sous les yeux un certain nombre de pièces de ce qui ressemble à un puzzle, qui est à la fois enthousiasmant de … dangereux. Point n’est besoin d’être ingénieur militaire pour comprendre que nous avons sous les yeux les éléments d’une bombe à « fusion pure » d’une puissance illimitée, à la fois vers les fortes et les faibles valeurs. La mise à feu est basée sur l’usage d’explosifs. On a vu que dans ses montagnes, Sakharov partait d’une champ initialement créé par une batterie de condensateurs. Ces appareils peuvent permettre de’obtenir des intensités élevées et de créer des champs intenses. Dans mon laboratoire de l’Institut de Mécanique des Fluides de Marseille ( aujourd’hui disparu ) j’obtenais dans les années soixante un champ de 2 teslas ( 20.000 Gauss ) créé par un courant de 54.000 ampères, lui-même délivré par une batterie de condensateurs d’un volume total avoisinant de mètre cube et d’un poids voisin d’un tonne. Le recours à des condensateurs câdre mal à l’optique « bombe ». De plus les condensateurs ne restent pas éternellement chargés. Ils ont toujours un « débit de fuite » et se déchargent naturellement en un temps relativement court. Mais comme le faisait remarquer Sakharov dans ses papiers des années cinquante ( dont le contenu ne fut connu à l’ouest qu’en 1961 ) tous ces générateurs peuvent être installés en cascade, chaque étage étant la source de courant de l’étage suivant. Ainsi, notait-il, l’étage initial pouvait-il dépendre d’une simple … aimant permanent.

La bombe à fusion dont le détonateur serait un système magnétocumulatif et qui ne tirerait son énergie initiale que d’un explosif solide est un projet parfaitement valable, lié à une technologie relativement rustique et d’un coût relativement modéré. Dans la mesure où maintenant tous les laboratoires militaires le savent il n’y a aucune raison de tenter de cacher cette évidence.

Au moment où j’écrivais ces lignes la nouvelle de la décision prise par le Congrès Américain, rendue publique le 15 juin de décider soudain de remplacer les 6000 têtes nucléaires de l’arsenal américain, c’est à dire toutes les têtes nucléaires par « une nouvelle arme » correspond à ce type d’engin, exempt de tout matériau fissile, au premier chef du plutonium 239, servant de détonateur. Les bombes classiques « vieillissent » au sens où ce plutonium, qui doit être de très grande pureté se décompose naturellement en 40-60 années. Les « vieilles » bombes ne sont donc plus aussi « sûres » que les bombes récentes, étant donnée la dégradation du plutonium qu’elles contiennent. Par opposition ces nouveaux engins ne vieillissent pas, au sens où tous leurs composants peuvent être remplacés en continu. Une maintenance à 100 % est possible, y compris pour un explosif comme de l’hydrure de lithium qui ne présente pas en lui-même de toxicité. Disons qu’une bombe de ce type pourrait être mise en pièces et « vendue aux puces » sans que cela ne pose de problème particuliers, ses composants n’étant pas plus toxiques que ceux de la carte mère d’un ordinateur.

La bombe à « fusion » pure s’obtient en assemblant des « pièces du puzzle » présentées dans ce dossier. Une « châine pyrotechnique  » constituée par une succession de générateur à magnéto-cumulation produit des intensités et des champs magnétiques de plus en plus élevés, l’élément de départ étant basé sur des aimants permanents ( des éléments du commerce atteignent déjà 2 teslas et des composants frappés du secret défense doivent exister, permettant d’atteindre des valeurs encore plus élevées ). Le problème consistant à délivrer une puissance électrique ( plusieurs dizaines de mega-ampères ) en une fraction de microseconde ont été résolus à travers le générateur à disque décrit plus haut. D’autres montages, encore plus performants, peuvent être envisagés dont certains ont été imaginés oar des français. Ce courant est envoyé vers un  » liner à fil « , cette technologie constituant l’innovation du laboratoire Sandia qui a conduit à réaliser des implosions à bonne axisymétrie, entraînant aussitôt cette spectaulaire montée en température à 2 milliards de degrés ( celle-ci ne constituant probablement pas une limite d’ailleurs ). Il suffit alors de disposer au centre du système une cible en hydrure de lithium qui aurait l’aspect et la taille d’une aiguille à coudre voire d’une allumette pour compléter ce détonateur. Cette charge est simplement physiquement reliée à une charge plus importante, de volume illimité.

La plus forte charge nucléaire mise à feu correspond à un engin Soviétique de 24 tonnes, 8 mètres de long sur 2 de large, ,baptisé  » Tsar Bomba « , conçu et réalisé par Andréi Sakharov en quatre mois, à la demande de Nikita Krutchev au centre d’Arzamas-16 ( que Sakharov, sans ses mémoires, désigne par son nom de code  » l’installation » ). Voici cet engin, largué le 31 octobre 1961 à partir d’un bombardier quadrimoteur  » Bear « , modifié ( à turbopropulseurs ), d’une altitude de 10.000 mètres.

La  » Tsar Bomba  » russe. La plus forte bombe essayée par les Russes, d’une puissance de 60 mégatonnes.
Longueur : 8 mètres. Diamètre : 2 mètres. Poids : 24 tonnes. A l’arrière, le compartiment du parachute

Cette bombe fut mise à feu à une altitude de 4000 mètres, après une lente descente accroché à un parachute, qui permit aux appareils, l’avion de transport, un Tu 95 et l’avion d’accompagnement, un Tu 16  » Bear » de s’éloigner.

La tsar bomba accrochée sous le ventre d’un quadrimoteur Bear modifié, volant à 10.000 mètres

Le  » Bear  » et ses dérivés était l’équivalent soviétique du B-52. Au lieu d’être, comme ce dernier propulsé par des turboréacteurs il était doté de quatre turbopropulseurs actionnant des hélices contrarotatives à pas variable, véritable prodige d’aérodynamisme et d’engineering.

La Tsar Bomba après largage

En rouge, le point de larguage

L’engin fut largué sur la côte ouest de l’île de Nouvelle Zemble, entièrement vouée aux essais nucléaires russes, au nord du pays. Le flash fut visible à une distance de 1000 km. Le champignon, de 30 à 40 kilomètres de diamètre atteignit une altitude de 64 kilomètres ( épaisseur de l’atmosphère terrestre : 80 km ). L’onde de choc engendrée par l’explosion fit trois fois le tour de la Terre et cassa des vitres en Finlande (…). Des bâtiments de bois furent pulvérisés à des centaines de kilomètres de distance. En dépit du fait que la mise à feu ait été effectuée à 4000 mètres d’altitude le sol fut totalement vitrifié sur le lieu de l’explosion . On estime que cette bombe aurait été capable d’infliger des brûlures au troisième degré à des hommes vivant dans un rayon de 100 kilomètres. Bref, à pleine puissance elle serait parfaitement capable de détruire toute vie humaine sur le quart d’un pays comme la France.

L’explosion de la Tsar Bomba russe. Diamètre de la boule de feu : 7 km
Le champignon, d’un diamètre de 30 à 40 km est monté jusqu’à 64 km d’altitude

Cette bombe était de type  » F F F  » ( à trois « étages » : fission – fusion – fission ), c’est à dire où un ensemble fission-fusion constituant une classique bombe  » H  » était entouré par une coque d’uranium « appauvri » U 238. En capturant les neutrons émis cet U238 se transformait en plutonium Pu 239 qui fissionnait à son tour, doublant la puissance de cette bombe H et dispersant des polluants extrêmement toxiques. Si dans cet essai cette coque d’uranium n’avait pas été remplacé par du plomb elle aurait développé 100 mégatonnes ( 3500 fois Hiroshima ) et aurait dispersé à travers le globe des retombées radioactives équivalant à 24 % de ce qui avait été répandu jusqu’ici depuis la première explosion d’Hiroshima.

Elle fut « doublée » par un engin pratiquement indentique, peu de temps après, ce que Sakharov raconte dans ses mémoires, construit dans un centre secret dont lui-même ignorait l’existence. C’est à la suite de ce constat que le futur prix Nobel de la paix soviétique décida d’abandonner toute recherche à caractère militare en se tournant vers des recherches réorientées vers la cosmologie ( univers jumeaux, milieu des années soixante ). Sakharov, toujours dans ses mémoires dit qu’il a calculé approximativement le nombre de cancers que ces seules bombes pourraient provoquer, en concluait que s’il avait jusqu’ici travaillé pour défendre son pays mais ‘il refusait désormais de collaborer à une entreprise qui signifiait à terme la destruction de toute vie sur Terre.

Les Américains, de leur côté, ne furent pas en reste. Dès mars 1954 l’explosion thermonucléaire de Bikini correspondant à un puissance de 15 mégatonnes, soit le quart de celle de la Tsar Bomba russe.

26 mars 1954 : La sinistre explosion  » Castle Romero  » ( atoll de Bikini ) dont le champignon s’élève rapidement dans la haute atmosphère. Quinze mégatonnes. La boule de feu mesurait 6 km de diamètre. Le nuage s’éleva à 160 km d’altitude ( le double de la couche atmosphérique terrestre ). 80 millions de tonnes de terre et de corail furent vaporisés. A 50 km de là le personnel reçut une dose de radiations équivalant à 100 radiographies.

La photo suivante, non truquée comme certains l’avaient imaginé montre comment les Américain ont testé « la résistance du matériel humain » lors d’expérimentations nucléaires en plein air.

Explosion Buster Dog, désert du Nevada, 1951

Les suites de telles sauteries en plein air furent un nombre incalculable de cancers et de leucémies qui se déclarèrent des années plus tard, vis à vis desquelles les victimes ne purent obtenir aucun dédommagement, se heurtant à la surdité de l’administration américaine. Pour ceux qui auraient encore quelques illusions sur les normes éthiques en usage outre-Atlantique il faut savoir qu’Oppenheimer, en son temps, et ceci put être historiquement établi, signa une autorisation d’injection de doses de plutonium aux jeunes recrues, pour évaluation des effets produits.

Ce premier exposé nous a montré l’extraordinaire richesse de la MHD, avec, au final, ses application exo-énergétique, au premier chef militaires. Les formules, les idées nouvelles à découvrir sont innombrables, à condition de savoir poser les bonnes questions. Les montages des Russes sont simples et logiques. S’agissant par exemple du générateur à disques, on n’a fait que réduire la distance à parcourir pour que les parois ( évoquant les soufflets d’une accordéon ) viennent au contact les unes avec les autres en « comprimant le gaz-champ magnétique ». Ceci raccourcit le temps d’implosion des cavités contenant « l’énergie magnétique ». On doit garder en tête qu’une pression n’est jamais qu’une densité d’énergie par unité de volume. On notera également que la puissance du dispositif peut être accrue en augmentant le nombre des disques.

Que faudrait-il faire en l’état ? Remonter bien évidemment une activité de MHD digne de ce nom. Celle-ci devrait avoir d’emblée

– La dimension et le caractère d’un projet planétaire et être géré par un organisme inbternational digne de ce nom.
– Etre mené dans un climat de total transparence. L’enjeu est trop important pour qu’on s’attache à des « détails » comme le secret défense ou l’exploitation de brevets.

Voeu pieux d’un incorrigible idéaliste, sans doute.

Tout le monde devrait s’y mettre en partageant savoir-faire, idées et résultats. C’est seulement ainsi que les choses pourraient aller très vite. Bien sûr, il ne faut pas s’imaginer que les laboratoires militaires sont restés inactifs. Une compétition acharnée s’est aussitôt instaurée entre Livermore et Los Alamos, dont Internet se fait déjà l’écho. Les chercheurs « travaillent d’arrache-pied pour concevoir de nouvelles armes nucléaires, plus sûres ».

Ben voyons….

Mais comment « civiliser » cet effort ? Il serait irréaliste d’imaginer que le résultat de Sandia soit resté lettre morte, en dépit du silence-médias évident

Voir cet article du Los Angeles Times : (traduction plus en bas « à revoir »

https://www.latimes.com/archives/la-xpm-2006-jun-13-na-bombs13-story.html

Communiqué du Los Angelès Times, 15 juin 2006 7 h 55 :

Rival U.S. Labs in Arms Race to Build Safer Nuclear Bomb

Des laboratoires rivaux se lancent dans une course pour construire des bombes nucléaires plus sûres ( ..)

The new warhead could help reduce the nation’s stockpile, but some fear global repercussions. By Ralph Vartabedian, Times Staff Writer June 13, 2006

De nouvelles têtes nucléaires pourraient réduire le stock de la nation, mais certains craignent des répercussions globales. Par Ralph Vartabedian, permanent de l’équipe rédactionnelle du journal.

In the Cold War arms race, scientists rushed to build thousands of warheads to counter the Soviet Union. Today, those scientists are racing once again, but this time to rebuild an aging nuclear stockpile.

Durant la Guerre Froide les scientifiques se hâtèrent de produire des milliers de têtes nucléaires pour contrer l’Union Soviétique. Ces mêmes scientifiques sont repartis dansune course analogue, mais cette fois pour remplacer des têtes nucléaires vieillissantes par d’autres ( cette phrase suggère que cette course est aussi à l’oeuvre en Russie en vertu de la paranoïa planétaire ambiante )

Scientists at Los Alamos National Laboratory in New Mexico are locked in an intense competition with rivals at Lawrence Livermore National Laboratory in the Bay Area to design the nation’s first new nuclear bomb in two decades.

Les scientifiques des deux laboratoires rivaux, celui de Los Alamos au Nouveau Mexique et celui de Livermore en Californie sont engagés dans une compétition serrée pour savoir qui sera le premier qui établira les plans de la bombe nucléaire des vingt prochaines années.

The new weapon, under development for about a year, is designed to ensure long-term reliability of the nation’s inventory of bombs. Program backers say that with greater confidence in the quality of its weapons, the nation could draw down its stockpile, estimated at about 6,000 warheads.

Le nouvel engin, en cours de développement depuis environ un an ( juste après la percé opérée à Sandia sur la Z-machine ) est conçu pour assurer à la nation une suprématie technique à long terme en matière d’armes nucléaires. Les gestionnaires des programmes disent qu’avec des engins plus fiables le pays pourrait réduire sont stock d’ogive, estimé actuellement à 6000 unités ( l’argument de la fiabilité est invoqué pour justifier un changement complet de type d’arme et le passage à des bombes à « fusion pure » ).

Scientists also intend for the new weapons to be less vulnerable to accidental detonation and to be so secure that any stolen or lost weapon would be unusable.

Les scientifiques entendent ainsi faire en sorte que ces nouveaux engins ne puissent pas partir tous seuls ( …) et que la sécurité soit telle que toute arme égarée ( …) ou volée ( …) soit inutilisable ( là, on nous prend vraiment pour des cons…)

By law, the new weapons would pack the same explosive power as existing warheads and be suitable only for the same kinds of military targets as those of the weapons they replace. Unlike past proposals for new atomic weapons, the project has captured bipartisan support in Congress.

L’idée est que ces nouvelles armes puissent représenter le même potentiel de destruction que celui du stock actuel et ne puisse servir que pour le même type de cibles militaires que celles des engins existant actuellement ( phrase destinée à contrer toute invocation des traités concernant la détention et l’usage des armes nucléaires ). Par opposition aux projets antérieurs, celui-ci a séduit nombre de partisans au Congrès ( ben voyons. Des armes à « fusion pure », non-polluantes, sans limite minimale, qu’on pourrait enfin utiliser ! Mais de toute façon la « grande nouvelle » est connue de tous. L’émergence de ces « nouvelles armes » est devenue inévitable et s’accompagnera d’une prolifération totalement incontrôlable )

But some veterans of nuclear arms development are strongly opposed, contending that building new weapons could trigger another arms race with Russia and China, as well as undermine arguments to stop nuclear developments in Iran, North Korea and elsewhere.

Mais des vétérans des armes nucléaires sont violemment opposés à ce projet, arguant que cette entreprise pourrait relancer la compétition vis à vis de pays comme la Russie et la Chine, tandis que cela infirmerait toute prétention à vouloir interdire des pays comme l’Iran, la Corée du Nord et d’autres de se doter de l’arme nucléaire ( c’est bien pire que cela. La Russie et la Chine sont déjà dans la course, suite à la publication de ce résultat en février 2006, et peut être même avant, grâce à leurs réseaux d’espionnage. Quand « aux autres pays » ils pourront s’en donner à coeur joie puis qu’il n’est maintenant plus nécessaire, pour se doter d’armes thermonucléaires, alias « bombes H », de passer par la filière de l’enrichissement isotopique de l’uranium. Tous ceux qui auront lu mes articles de ces dernières semaines pourront aisément s’en convaincre. ).

And, the critics say, It would eventually increase pressure to resume underground nuclear testing, which the U.S. halted 14 years ago.

Les critiques ajoutent que ceci créerait une pression pour reprendre les essais nucléaires souterrains, que les Etats-Unis ont arrêté depuis 14 ans ( ça, c’est une vaste foutaise. Ces essais n’ont jamais cessé. Mais des techniques d’atténuation ont permis de réduire leur signature sismique à la magnitude 3 et en dessous, ce qui le rend indiscernable de ceux générés par une exploitation minière. Même les Français ont compris le truc, depuis le début des années quatre vingt dix, ce qui a permis de stopper les essais à Mururoa en les poursuivant tout tranquillement … dans l’hexagone ).

Inside the labs, however, emotions and enthusiasm for the new designs are running high.

Quoiqu’il en soit au sein des laboratoires l’émotion et l’enthousiasme pour ces nouveaux schémas de bombes sont au plus haut (…).

« I have had people working nights and weekends, » said Joseph Martz, head of the Los Alamos design team. « I have to tell them to go home. I can’t keep them out of the office. This is a chance to exercise skills that we have not had a chance to use for 20 years. »

 » J’ai des chercheurs qui travaillent le jour, la nuit et les weekd-ends » dit Joseph Martz, directeur du service de conception des armes nucléaires à Los Alamos. »Je dois les convaincre de rentrer chez eux. Je n’arrive pas à leur faire quitter leurs bureaux. Nous avons enfin l’occasion de remettre en oeuvre un savoir-faire que nous n’avons pas utilisé depuis vingt ans.

A thousand miles away at Livermore, Bruce Goodwin, associate director for nuclear weapons, described a similar picture: The lab is running supercomputer simulations around the clock, and teams of scientific experts working on all phases of the project « are extremely excited. »

A mille miles de là, au laboratoire de Livermore Bruce Goldwin, directeur du département des armes nucléaires évoque un climat similaire. Le laboratoire fait tourner à plein temps les ordinateurs sur des simulations et les experts travaillant sur les différentes phases du projet sont « extrêmement excités »

The program to build the new bomb, known as the « reliable replacement warhead, » was approved by Congress in 2005 as part of a defense spending bill. The design work is being supervised by the National Nuclear Security Administration, which is part of the Energy Department.

Le programme consistant à construire une nouvelle bombe, plus commode d’emploi et destinée à remplacer les têtes existantes a été approuvé par le Congrès en 2005 ( après la percée effectuée à Sandia ), et inclus dans l’envelope budgétaire consacrée à la défense. ( les bombes à « fusion pure » sont « plus commodes d’emploi » car il n’existe pas, par opposition aux bombes H conventionnelles de limite inférieure de puissance. Par ailleurs leur usage en tant que bombes à neutrons, qui tuent kles êtres humains mais préservent les matériels, est évident. Ceux qui me disent « de ne pas attirer l’attention des gens sur ces applications destructrices » rêvent complètement. Les gens de Livermore et de Los Alamos, ainsi que les membres du Congrès n’ont pas été longs à réagir. Si le communiqué de Sandia et le papier publié par Haines n’avaient pas constitué une bavure de taille le couvercle du confidentiel défense serait aussitôt tombé sur le résultat publié et la désinformation aurait parachevé le travail ).

The laboratories submitted detailed design proposals in March that ran more than 1,000 pages each to the Nuclear Weapons Council, the secretive federal panel that oversees the nation’s nuclear weapons. A winner will be declared this year.

Les laboratoires ont soumis des propositions de plans de ces bombes au Conseil chargé des Armes Nucléaires en mars ( 2006, un an après le « breakthrough » signe que la course vers de nouvelles bombes a été .. imméfdiate ), ces rapports faisant plus de mille pages. Le comité de sélection déterminera quel sera la laboratoire gagnant.

If the program is implemented, it would require an expensive remobilization of the nation’s nuclear weapons complex, creating a capacity to turn out bombs at the rate of three or more a week.

S’il est donné suite à ce programme ceci représentera une remobilisation du complexe militaro industriel du pays, correspondant à un rythme de production des nouvelles bombes de trois par semaine ou plus.

Proponents of the project foresee a time when nuclear deterrence will increasingly rest on the nation’s capacity to build new bombs, rather than on maintaining a massive stockpile.

Les tenants du projet indiquent que la politique de dissuasion reposera sur le fait de détenir ces nomvelles bombes, plutôt que de maintenir un stock considérable d’armes. ( bien sûr. Les armes mégatoniques, monstrueuses, sont impossibles à utiliser. Par contre ces authentiques « mini-nukes », de si faible puissance qu’elles n’engendrent pas d’effet d’hiver nucléaire ni de dispersion de produits radioactifs sur l’attaquant constitueront un « système dissuasif » d’une efficacité accrue. Ajoutons que ces nouvelles bomes « à fusion pure » sont merveilleusement propres, non-polluantes. « kill me cleanely ». Elles pourront même être utilisées, de manière préventive, bien sûr, contre des adversaires animés de mauvaises intentions évidentes ).

The proposal comes as Russia and the United States have agreed to further reduce nuclear stockpiles. The Moscow Treaty signed in 2002 by President Bush and Russian President Vladimir V. Putin calls for each country to cut inventories to between 1,700 and 2,200 warheads by 2012.

La proposition intervient au moment où Russes et Américains sont tombés d’accord pour réduire leurs stocks d’armes nuccélaires. Le traité signé en 2002 par Bush et Poutine exprime le souhait que les deux pays situent leurs nombre de têtes nucléaires entre 1700 et 2.200 d’ici 2012.

Without the reliable replacement warhead, U.S. scientists say the nation will end up with old and potentially unreliable bombs within the next 15 years, allowing adversaries to challenge U.S. supremacy and erode the nation’s so-called strategic deterrent.

Les scientifiques américains estiment que si le pays n’opère pas le remplacement des « vieilles bombes par ces nouvelles bombes « plus commodes » ce serait la fin, d’ici 15 ans de la suprémacie américaine dans ce domaine et de son pouvoir dissuasif.

The new bomb « is one way of ensuring that our capability is second to none, » said Paul Hommert, a physicist who heads X Division, the Los Alamos unit that built the first atomic bomb during World War II. « Not only today, but in 2025. »

La nouvelle bombe « constitue une façon de nous doter d’une supériorité absolue, non seulement maintenant mais pour les vingt prochaines années », dit Paul Hommert, un physicien qui dirige la division X, la section de Los Alamos qui a construit la première bombe atomique pendant la seconde Guerre Mondiale.

But critics say the program could plant the seeds of a new arms race.

Mais ceux qui critiquent ce programme disent que celui-ci pourrait impulser une nouvelle course aux armements.

C’est déjà fait ……

The existing stockpile will be safe and reliable for decades to come, according to defense experts and nuclear scientists who have long supported strategic weapons. They say that rather than making the nation safer, the program will squander resources, broadcast the message that arms control is dead and even undermine the reliability of U.S. weapons.

Selon ces experts, qui ont été de longue date des défenseurs des armes stratégiques le stock d’armes nucléaires déjà existant est sûr et capable d’assurer la sécurité du pays pour les décennies à venir. Ils disent qu’en impulsant cette fabrtication de nouvelles armes nucléaires, plutôt que d’accroître la sécurité du pays ceci va monopoliser des ressources et diffusé à travers le monde entier le message selon lequel le concept de contrôle des armements est devenu lettre morte. A terme ceci pourrait compromettre l’efficacité du systèyme défensif américain.

La découverte de Sandia et la perspective de créer des armes themonucléaires à « fusion pure », d’un emploi beaucoup plus « commode » ( reliable ) entraîne une reprise immédiate de la course aux armements. L’effet est imparable, chacun se disant « si je ne le fais pas, l’autre le fera ».

The new bomb would have to be built and deployed without testing. The U.S. last conducted an underground test in Nevada in 1992 and has since imposed a moratorium on new testing.

La nouvelle bombe devra être construite et déployée sans être préalablement testée ( qui croira une telle fable ? Il suffira d’inclure ces nouvelles bombes dans les programmes d’essais nucléaires souterrain furtifs qui n’ont jamais cessé ). Les Etats-Unis ont fait leur dernier essai souterrains en 1992 dans leur site du Nevada et ont par la suite imposé un moratoire interdisant tout essai de ce genre.

But without a single test, doubts about the new bomb’s reliability would eventually grow, said Sidney Drell, former director of Stanford University’s Linear Accelerator Center and a longtime advisor to the Energy Department.

Mais, sans effectuer un seul essai de l’engin des doutes pourraient naître quant à son efficacité, dit Sidney Drell, ancien directeur de l’Accélérateur Linéaire de Stanford, conseiller de longue date du département de l’énergie.

« If anybody thinks we are going to be designing new warheads and not doing testing, I don’t know what they are smoking, » Drell said. « I don’t know of a general, an admiral, a president or anybody in responsibility who would take an untested new weapon that is different from the ones in our stockpile and rely on it without resuming testing. »

 » Si des gens pensent qu’on peut concevoir de nouvelles têtes nucléaires sans avoir à les essayer je me demande ce qu’ils fûment » , dit Drell.  » Je ne connais aucun général, amiral, président ou responsable qui adopterait une nouvelle arme, différente de celles de notre actuel arsenal, à laquelle il pourrait se fier sans que celle-ci ait fait l’objet du moindre test.

If the U.S. breaks the moratorium on testing, then Russia, China, India and Pakistan, if not Britain and France, probably would conduct tests as well, said Philip Coyle, former assistant secretary of Defense and former deputy director of Livermore. Those countries would gain more information from testing than would the U.S., which has invested heavily in scientific research as an alternative to testing.

Si les Etats-Unis romptent le moratoire interdisant les essais, alors la Russie, la Chine, l’Inde et le Pakistan, si ce n’est la France et l’Angleterre se remettront à faire des essais nucléaires, dit Philip Coyle, ancien assistant secrétaire à la Défense et ancien directeur adjointe de Livermore. Ces pays obtiendraient plus d’information à partir de tests que les Etats-Unis, qui ont réalisé de lourds investissements dans la recherche de manière à disposer d’une solution alternative aux essais ( on retrouve le thème de Mégajoule, alternative française au perfectionnement des armes nucléaires )

Physicist Richard Garwin, who helped design the first hydrogen bomb in the early 1950s and remains a leading authority on nuclear weapons, opposes the new bomb and is worried it would lead to new testing. « We don’t need it, » he said. « No science will be able to keep these political doubts away. »

Le physicien Richard Garwin qui contribua à la conception de la première bombe à hydrogène au début des années cinquante et continue de faire autorité en matière d’armes nucléaires est opposé à ce projet de nouvelle bombe et se déclare préoccupé par le fait que tout ceci conduirait à la reprise des essais nucléaires.  » On n’en a pas besoin « , dit-il. Aucune science ne sera capable d’écarter ces doutes politiques.

Linton F. Brooks, chief of the National Nuclear Security Administration, disagrees, saying warheads based on modern technology and advanced electronics would be more reliable

Linton F. Brooks, directeur de l’Administration chargée de la sécurité nucléaire n’est pas de cet avis et dit que des têtes nucléaires utilisant des technologies modernes et une électronique avancée pourraient être plus efficaces.

« We are more likely to face a problem if we stick with the existing stockpile, » Brooks said. « It is easy to overstate the degree to which the current stockpile [has been] tested. »

« On est face au problème d’évaluer le stock existant », dit Brooks. Il est facile de surestimer la fiabilité des ogives ».

The stockpile includes thousands of weapons held in reserve in case a defect is discovered. Each year, some of those weapons are disassembled for inspection. The U.S. could significantly reduce the reserve if it had greater confidence in the reliability of its warheads, Brooks said.

L’arsenal comporte des milliers de têtes gardées en réserve au cas où un défaut serait détecté. Chaque année certaines de ces armes sont démontées pour inspection. Les Etats Unis pourraient réduire notablement cette réserve si on pouvait accorder une plus grande confiance dans les ogives, dit Brooks.

That confidence involves not only whether a weapon will explode, but whether it will do so with the intended force. In every U.S. nuclear weapon, a primary blast must be strong enough to trigger a secondary thermonuclear reaction. If the first stage falls short, the weapon has half the power.

La fiabilité se réfère non seulement aux chances que la tête ait d’exploser mais à celles qu’elle développera bien la puissance attendue. Dans chaque arme nucléaire américaine une première détonation doit être assez puissante pour mettre à feu la charge secondaire, thermonucléaire. Si le premier étage fait long feu, l’arme n’aura plus que la moitié de sa puissance.

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The driving force for developing the new weapon has come from the scientific community and members of Congress. Although the Defense Department did not initiate the program, it has won wide support within the military as well as the Bush administration.

L’impulsion pour développer cette nouvelle arme est venue de la communauté scientifique et des membres du Congrès. Bien que le département de la Défense n’ait pas été à l’origine du projet celui-ci a gagné un large appui au sein des forces armées et dans l’admnistrtaion Bush.

Democrats who are closely involved in nuclear weapons issues, including Reps. Ellen O. Tauscher of Alamo, John M. Spratt Jr. of South Carolina and Ike Skelton of Missouri, have also given the program support, according to their spokesmen.

Les démocrates qui sont étroitement impliqués dans les problèmes d’armements, comme Ellen O. Tausher d’Alamo, John M.Spratt Jr de Caroline du Sud et Ike Skelton du Missouri ont aussi accordé leur soutien, selon leurs porte-paroles.

The support of Tauscher and the other lawmakers is conditional on a reduction in the total number of U.S. nuclear weapons and an absence of testing — precisely the policy set up by Rep. David L. Hobson (R-Ohio), who spearheaded the program in Congress.

Tauscher et les autres législateurs ( au sens de décideurs ) ont accordé leur soutien au projet sous réserve qu’il y ait réduction du nombre d’engins et absence d’essais – ce qui est la politique du républicain David L. Hobson ( Ohio) qui a été le fer de lance du projet au sein du Congrès.

In the past, a wide range of proposals for new bombs fizzled politically, including the neutron bomb, the bunker-busting « mini-nuke » and the « robust nuclear Earth penetrator. » Each represented weapons envisioned for specific military missions, triggering fears that they might be used preemptively rather than to deter an attack.

Dans le passé nombre de propositions concernant de nouvelles bombes sont tombées à l’eau pour des raisons politiques, comme les projets de bombe à neutrons, la mini arme nucléaire destinée à éffondrer les blockhaus ennemis, ainsi que l’arme nucléaire de pénétration. Chacune de ces armes correspondait à des missions militaires spécifiques, ce qui a déclenché la crainte que celles-ci soient utilisées de manière préemptive et non pour déjouer une attaque.

The reliable replacement warhead has dodged such opposition, largely because it is not intended for a new military mission.

Ce projet de remplacement des têtes nucléaires a esquivé cette critique, précisément parce qu’il était dit que ces armes ne correspondaient pas à de nouvelles missions.

Still, the U.S. maintains a goal of staying ahead of any other nuclear power that could pose a challenge, according to S. Steve Henry, a Pentagon advisor on nuclear weapons to Defense Secretary Donald H. Rumsfeld. « It is hard to say what kind of a threat we will face in the future, » Henry said.

Les Etats-Unis continuent d’avoir pour but de garder leur suprématie vis à vis de toute autre puissance, selon S. Steve Henry, conseiller de Donald Rumsfeld pour les armes nucléaires au sein du Pentagone. Il ajoute « il est difficile de savoir à quelle menace nous devrons faire face dans l’avenir ».

To assuage fears that scientists and military leaders have a hidden agenda to build new classes of bombs, Congress has directed that the new warhead be limited to the same explosive yield as the existing bomb and usable only for the same kinds of targets.

De manière à apaiser la crainte que les militaires et les scientifiques ne dissimulent un programme caché de création de nouvelles bombes le Congrès a donné ordre que les nouvelles têtes soient équipés des mêmes explosifs que les anciennes et soient affectées aux mêmes cibles.

The first design would replace the W76, the warhead used on the submarine-launched Trident missile. The W76 was introduced in 1979 and has maximum explosive power estimated at 400 kilotons of TNT — roughly 27 times more powerful than the bomb dropped on Hiroshima.

Le premier type d’arme viserait à remplacer la tête W76, équipant les missiles Trident sur les sous-marins lance engins. Cette tête a été mise en place en 1979 et correspond à une puissance de 400 kilotonnes de TNT – environ 27 fois plus puissante que la bombe lâchée sur Hiroshima.

Production would require approval by Congress and construction of new manufacturing facilities — all of which would be at least several years off.

La production nécessitera l’approbation du Congrès et la construction de nouveaux sites d’assemblage – ce qui prendra plusieurs années.

Meanwhile, the Los Alamos and Livermore labs are revving up their culture of one-upmanship.

En même temps les labos de Los Alamos et de Livermore se lancent dans une nouvelle compétition.

During the Cold War, the scientists adhered to a motto that the Soviet Union was the rival, but the competing lab was « the enemy. » Still, it is a scholarly competition with few fighting words.

Pendant la Guerre Froide les scientifiques ont adopté une attitude selon laquelle, si l’Union Soviétique était considérée comme « un rival », le laboratoire concurrent était en fait « leur véritable ennemi ». On assite donc à une sorte de compétition entre universitaire où le concept de guerre est un peu perdu de vue.

« I feel we have a great design for the country, » said Martz, 41, the Los Alamos program manager who began working at the lab as an 18-year-old college undergraduate. « Ours is better without a doubt. »

« Je pense que nous tenons un grand projet pour le pays », dit Martz, 41 ans, leader de l’équipe de Los Alamos, qui a commencé à travailler dans le labo à 18 ans comme underdraguate.  » Notre projet est le meilleur, sans aucun doute ».

But Livermore’s Goodwin, 55, counters: « We have chosen a particularly effective design. I believe we have done the better job. »

Mais Goodwin, de Livermore, contre-attaque en disant  » Nous avons choisi un design particulièrement efficace. Je pense que notre travail est meilleur ».

En résumé : « êtes-vous pour Livermore ou pour Los Alamos ? ». Se renseigner : ils vendent peut être des T-shirts pour supporters (il est très probable que c’est d’ailleurs le cas)

Brooks, the federal nuclear weapons chief, gives no hint about whose bomb he favors, saying only that both « are very good designs, very responsive to what we are trying to do. »

Brooks, reponsable des armes nucléaires au niveau fédéral ne laisse rien transparaître de ce qui pourrait être sa préférence pour l’un ou l’autres des compétiteurs. Il se contente de dire  » Tous deux ont de bons projets, correspondant aux buts visés ».

Though neither lab has developed a new weapon since the late 1980s, they have received billions of dollars in investments by the federal government for office buildings and massive physics machines.

Bien qu’aucun de ces laboratoires n’ait développé de nouvelle arme depuis la fin des années quatre vingt, ils ont bénéficié de milliards de dollars de la part du gouvernement fédéral qui ont été consacrés à la construction de bâtiments et de puissantes machines.

Since the end of the Cold War, the labs’ top priority has been to maintain existing weapons. The labs predict that the plutonium components in existing weapons have a life of 45 to 60 years, meaning that in the next 15 years some will begin to deteriorate and replacements will be needed.

Depuis la fin de la Guerre Froide la préoccupation principale des laboratoires a été de maintenir les armes existant en état de marche. Les laboratoires précisent que le plutonium existant dans les bombes a une durée de vie de 45 à 60 ans, ce qui signifie que d’ici 15 années certaines armes vont commencer à se dégrader et que des remplacements de composants seront nécessaires.

Christopher Paine, a program critic and nuclear weapons specialist at the Natural Resources Defense Council, contends the labs have everything to gain from these kinds of assessments — generating funds for a new program even though older weapons remain in perfect condition.

Christopher Paine, spécialiste en armes nucléaires au Natural Rsources Defense Council prétend que les laboratoires ont tout à gagner à avoir une telle attitude, qui leur amène de fonds pour un nouveau programme alors que les armes plus anciennes restent en parfaite condition de marche.

But the labs say their actions are subject to oversight by government agencies and independent boards. « We take the integrity of our job pretty seriously, » said Hommert, the Los Alamos division chief.

Mais les laboratoires insistent pour dire que leurs actions sont pilotées par des agences gouvernementales et de comités indépendants. « Nous tenons à rester honnêtes dans notre travail, et nous prenons cela très au sérieux », dit Hommert, chef de la division de Los Alamos.

Though the labs say they don’t yet have a cost estimate, they believe the reliable replacement warhead will save money over time. They aren’t providing any details.

Bien que les laboratoires disent n’avoir pas encore estimé le coût de remplacement des têtes ils pensent que le pays fera des économies sur le long terme, mais sans donner plus de détails.

On average, the U.S. has spent an estimated $6 million per warhead since World War II, said Stephen I. Schwartz, author of « Atomic Audit, » a history of strategic weapons costs. Based on that, replacing all of the nation’s 6,000 nuclear weapons could cost $36 billion.

En moyenne les Etats Unis ont dépensé quelques 6 millions de dollars pour chaque tête nucléaire depuis la seconde Guerre Mondiale. En se basant là-dessus le remplacement des six mille têtes nucléaires devrait correspondre à une dépense de 36 milliards de dollars.

So far, a fraction of the ultimate cost of the program has been spent; Congress approved $25 million this fiscal year.

D’ores et déjà une partie du coût global a déjà été dépensé, le Congrès ayant donné son aval à hauteur de 25 millions de dollars pour l’année fiscale en cours.

A portion of the cost involves engineering designed to make the bombs more secure. In charge of that is Sandia National Laboratories, which has vowed to ensure that terrorists cannot use a stolen or lost weapon.

Une partie de ces sommes a été investi dans des dispositifs destinés à rendre les bombes plus sûres. Le laboratoire chargé de cette tâche, Sandia, a assuré que des terroristes ne pourraient pas utiliser des armes volées ou perdues.

« We are setting the goal of absolute control — that you always know where the weapon is and what state it is in and that you have absolute control over its state, » said Joan B. Woodard, executive vice president at Sandia. « People will say you can break the bank achieving that goal, but it is the right goal to set. »

 » Nous visons un contrôle absolu – c’est à dire qu’on sache où sont les armes, dans quel état elles se trouvent et si vous avez un contrôle absolu sur cet état, dit Joan B. Woodard, vice président de Sandia. « Les gens diront que ceci relève du voeu pieux, mais c’est exactement l’objectif que nous devons nous fixer ».

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Los Alamos sits atop a 7,000-foot-high mesa, a half-hour drive from Santa Fe, occupying 43 square miles of pine forests. Livermore has dozens of buildings jammed into a single square mile on the outer edge of the Bay Area, amid rolling hills.

Le laboratoire de Los Alamos se situe sur le sommet d’une mesa haute de 7000 pieds, à une demi-heure de route de Santa Fe, et s’étend sur 43 miles carrés de terrain arboré. Livermore est constitué par des batiments serrés les uns contre les autres à raison d’une douzaine par miles carré, à proximité de San Francisco.

The idea of having two labs compete to design nuclear weapons dates to the 1950s, when federal officials concluded that such a system would promote innovation and also allow the labs to monitor each other’s science in an area crucial to national security. The labs are federally funded and operate under contract with the National Nuclear Security Administration.

L’idée que deux laboratoires soient en compétition dans la conception d’armes nucléaires date des années cinquante, quand les responsables fédéraux ont estimé qu’une telle situation pourrait stimuler l’innovation et permettre aussi aux laboratoires d’exercer l’un sur l’autre un contrôle au plan scientifique, dans un domaine crucial pour la sécurité nationale. Les laboratoires bénéficient d’un financement fédéral et travaillent sous contrat avec l’Administration de la Sécurité Nucléaire.

Each has about 20 physicists, chemists, metallurgists and engineers on its reliable replacement warhead team, backed by a few hundred other experts working part time on the weapon. Among them are younger scientists learning the art and craft of nuclear bomb design from Cold War veterans.

Chaque laboratoire a affecté au projet de remplacement des têtes vingt physiciens, chimistes, métallurgistes et ingénieurs travaillant à plein temps, tandis que quelques centaines d’autres y collaborent à temps partiel. Parmi eux se trouvent de jeunes scientifiques qui se familiarisent avec l’élaboration d’armes nucléaire sous la conduite de vétérans de la Guerre Froide.

Over the last decade, the labs have invested several billion dollars in computing, creating a succession of the world’s fastest supercomputers and other innovations. Livermore has taken the lead in that field. Its « purple » computer, with a footprint the size of a tennis court, does mathematical models of nuclear detonations. It uses enough megawatts of electricity to supply about 4,000 homes with power.

Durant la dernière décennie les laboratoires ont investi plusieurs milliards de dollars dans le domaine du calcul, créant toute une succession de supercomputers et autres innovations. Livermore s’est situé comme leader dans ce domaine. Son ordinateur « purple », grand comme un court de tennis effectue des modélisations pour les explosions nucléaires. Il consomme autant d’énergie, des magawatts, que 4000 logements.

Meanwhile, Los Alamos is developing better ways to cast molten plutonium into hollow spheres, a key part of nuclear bombs, according to Deniece Korzekwa, a casting expert at the lab’s manufacturing center.

Dans un autre ordre d’idée Los Alamos développe la meilleure façon de disposer du plutonium fondu sous forme de sphère creuse, un élément-clé des bombes nucléaires, selon Deniece Korzekwa, expert au centre de fabrication.

Each laboratory’s culture and body of technology is very different from the other’s. Each has developed its own recipes for plastic explosives used to start an atomic chain reaction.

Chaque laboratoire possède sa spécialité sur le plan du savoi-faire et de la technologie. Chaque laboratoire possède ses propres recettes pour fabriquer les explosifs sous forme de plastic qui initient les réactions en chaîne.

Even in promoting their designs, each lab has taken a different approach.

Même s’ils poussent des projets en avant ces labos ont opté pour des approches différentes.

At Los Alamos, scientists took defense officials inside a « virtual reality cave, » where they could walk around and look inside images of the proposed bomb. At Livermore, scientists took a less glitzy approach, building physical models that visiting officials could hold in their hands.

A Los Alamos les scientifiques ont permis aux visiteurs officiels d’évoluer dans une enceinte de « réalité virtuelle » où ils ont pu évoluer et aperrcevoir les composantes de la bombe. Les scientifiques de Livermore ont opté pour une approche moins tape-à-l’oeil en construisant des maquettes que les visiteurs pouvaient manipuler de leurs mains ( autrement dit, Los Alamos et Livermore c’est le Disneyland des armements )

The advanced tools are giving nuclear weapons managers insights into the science of nuclear weapons they never had before.

Ces techniques modernes permettent aux dirigeants desprojets nucléaires d’avoir un nouvel aperçu des armes.

Last year, the nation’s top nuclear weapons managers packed a high-security auditorium at Los Alamos, elbow-to-elbow, and donned 3-D glasses to watch a classified simulation of the new hydrogen bomb.

L’an passé les reponsables au top niveau des projets nucléaires ont été rassemblés au coude à coude dans un auditorium haute sécurité où ils ont pu visionner en 3d une simulation d’une nouvelle bombe à hdrogène à l’aide de lunettes spéciales permettant de voir en relief.

On a movie-theater-sized screen, powered by a supercomputer, the audience was taken inside the bomb. As it detonated, they were engulfed in the blast.

Grâce à un écran géant piloté par un super computer l’assitance fut transportée à l’intérieur de la bombe. Lorsque celle-ci fut mise à feu ils se retrouvèrent immergés dans l’explosion.

Le Disneyland thermonucléaire …..

Extraits du discours de George W. Bush sur l’état de l’union, janvier 2006 :

Pour que l’Amérique reste compétitive, il lui faut une énergie à la mesure de ses moyens. Et là nous sommes face à un problème : l’Amérique est dépendante du pétrole, qui est souvent importé de parties du monde instables. La technologie est la meilleure façon de stopper cette dépendance . Depuis 2001, nous avons dépensé 10 milliards de dollars pour développer des sources d’énergie alternatives plus propres, moins coûteuses et plus fiables, et nous sommes maintenant à la veille de progrès incroyables.

Donc ce soir, j’annonce le plan Initiative pour une Energie Avancée, une augmentation de 22% pour la recherche d’une énergie propre, au Ministère de l’Energie, de façon à encourager des percées dans deux domaines vitaux. Pour changer notre manière d’alimenter en énergie nos maisons et nos bureaux, nous investirons davantage dans des centrales thermiques non polluantes, dans des technologies en matière d’énergie solaire et éolienne révolutionnaires, et dans une énergie nucléaire propre et sans risque . (Applaudissements).

Nous devons également changer le mode d’alimentation de nos automobiles. Nous intensifierons nos recherches pour équiper des voitures hybrides et électriques de meilleures batteries et pour produire des voitures non polluantes qui marchent à l’hydrogène. Nous allons également financer d’autres recherches dans des techniques de pointe pour produire de l’éthanol, non seulement à partir du maïs , mais également à partir de copeaux de bois et de tiges de plantes ou d’herbes. Notre but est de rendre cette nouvelle sorte d’éthanol pratique et compétitive dans les six ans à venir. (Applaudissements).

Les percées dans ce domaine et dans d’autres technologies nouvelles nous permettront d’atteindre un autre but : remplacer plus de 75% de nos importations de pétrole en provenance du Moyen Orient d’ici 2025. (Applaudissements). En utilisant les talents et les technologies de l’Amérique, ce pays peut améliorer notre environnement de façon spectaculaire, dépasser une économie fondée sur le pétrole et mettre aux oubliettes notre dépendance vis-à-vis du pétrole du Moyen-Orient. (Applaudissements).

Et pour que l’Amérique soit compétitive, un engagement prime sur tout : nous devons garder notre place en tête du monde en matière de talents et de créativité. Notre meilleur atout dans le monde a toujours été le niveau d’éducation, d’acharnement au travail et d’ambition de notre peuple, et nous allons garder cet avantage . Ce soir j’annonce une Initiative Américaine de Compétitivité, pour encourager les innovations dans tous les secteurs de notre économie, et pour donner aux enfants de notre nation des bases solides en math et en science . (Applaudissements).

( Si quelqu’un a des suggestion pour améliorer cette traduction, qu’il ne se gêne pas ).

Une question au passage. Ce communiqué date du 15 juin, 8 h. Combien de temps s’écoulera-t-il avant que la presse française ne s’en fasse l’écho et si elle le fait, comment les choses seront-elles annoncées ? Comment Françiois de Closets s’y prendra-t-il pour nous expliquer « qu’il n’y a nulle raison de nous alarmer » ?

En tout cas, voilà l’impact immédiat de cette découverte majeure sur « la communauté scientifique » : les chercheurs se précipitent, « pleins d’enthousiasme » pour créer de « nouvelles armes nucléaires » utilisant ces nouveaux concepts ( il s’agit de la « fusion pure », qui s’affranchit de la nécessité d’utiliser un détonateur à fission ). Cela rappelle l’hallucinante conclusion d’un chercheur français &&& dont j’ai oublié le nom, qui avait participé aux Etats Unis, à l’élaboration de la bombe atomique, à Los Alamos. Revenant, des années plus tard sur la « mesa »

La « mesa » de Los Alamos, où fut conçues la première bombe atomique

Il avait trouvé que le lieu, désertés, avait perdu « ce climat stimulant qui y avait régné pendant la guerre », et il concluait en écrivant « qu’il avait vécu là la priode la plus romantique de sa vie » ( authentique )

Pour ces nouvelles bombes le Congrès Américain a déjà voté les crédits. Vous comprenez maintenant pourquoi cette percée de Sandia a été suivie d’un silence médiatique assez remarquable. Le dernier mystère consiste à comprendre comment il s’est fait que l’Anglais Malcom Haines ait publié son papier dans Physical Review Letters le 24 février 2006 ( suivi par un communiqué de Sandia en date du 8 mars 2006 ). Il est possible que personne n’ait fait attention à cet article , adressé par le savant Cosinus de service, résidant en Angleterre, à une revue qui n’avait reçu, concernant ces expérience se référant à « une forte source de rayons X » aucune consigne particulière de confidentialité. Il est aussi possible que Haines ait estimé qu’il était de son devoir de prévenir le monde de ce qui venait de se passer, de manière à la fois crédible et à grande échelle, c’est à dire sous la forme d’une publication paraîssait dans une revue incontestable, sous le prétexte d’expliquer une anomalie de comportement de la machine ( 4 fois plus d’énergie émises que d’énergie injectée ).

J’essayais de réfléchir, cette nuit, sur la façon de concevoir un générateur électrique fonctionnant en régime de fusion impulsionnelle « non-polluante ». Pour rendre l’opération rapidement répétitive il faut pouvoir stocker une partie de l’énergie électrique délivrée par le générateur MHD à induction, que j’ai déjà décrit. Il faut se souvenir que si la compression est brutale ( 100 nanosecondes ) la production d’énergie et son stockage partiel peuvent se concevoir sur des laps de temps plus long ( un millième, un centième de seconde, voire plus ). Dans un moteur à 2 ou 4 temps les fragments de cycle sont des durées égales, ce qui est imposé par la rotation du volant. Ici le problème est différent. Des multiples solutions doivent pouvoir être envisagées. Le tout est que les bonnes personnes se mettent à phosphorer sur le sujet.

Comment reconstituer le « liner » à chaque cycle ? Au lieu d’installer un système à fils ont pourrait songer à injecter du métal liquide par de fins orifices. Christophe Tardy, véritable « machine à idées » m’a déjà trouvé une demi-douzaine de solutions lors de notre dernier coup de téléphone. La première remarque est qu’un centre de production d’électricité, par exemple de mille mégawatts n’est pas obligatoirement fondé sur une seule « cage à serin ». Sinon cela serait l’équivalent d’un moteur ou d’un compresseur à … un seul cylindre. Qu’est-ce qu’on a fait quand on a inventé le moteur à explosion ? On est immédiatement passé à des moteurs multi-cylindres (deux, pour la 2 CV, huit pour le célèbre V8 américain, onze pour les moteurs en étoile des avions de chasse de la seconde guerre mondiale ( le moteur en étoile est je crois une invention française de l’immédiat après-guerre de 14-18 ).

Donc le générateur électrique à fusion non polluante peut être  » multi-cellules  » , le nombre de celles-ci n’étant pas limité.

Des spécialistes en électrotechnique de puissance me diront ce qu’on peut envisager comme « volant », pour stocker une part de l’énergie électrique produite dans le générateur MHD à induction qui, lui, ne pose pas de problèmes a priori et présente un excellent rendement. Le condensateur est un « volant électrique ». Peut-on envisager de décharger et de recharger des condensateurs sous de fortes capacité, et à quel rythme ? Comme je l’ai dit, le temps de restockage de l’énergie peut être d’un ordre de grandeur totalement différent de celui de la compression de la « cage à serin » ( 100 nanosecondes ). Cela cadrerait très bien avec l’idée inspirée par le « moteur en étoile ».

Enfin il faut remarquer que le stockage de l’énergie sous forme mécanique n’est pas ce qu’il y a de plus sot. Le premier tokamaok français fut jadis installé à Fontenay-aux-Roses, près de Paris. Son fonctionnement impliquait la mise en oeuvre ( dans des conducteurs en cuivre, non supraconducteurs ) de très forts courants. Initialement cette décharge était obtenue en utilisant une montagtne de condensateurs chargés sous 5 kV, déclenchés par des « ignitrons ». Par la suite les tokamaks furent alimentés par des générateurs électriques à inertie. On lance un volant, puis on commute brutalement ce générateur électrique sur le bobinage du tokamak ce qui, étant donnée la faible résistance électrique de l’ensemble ( conçu pour cela ) équivaut à le mettre en court circuit. On obtient ainsi des intensités électriques phénoménales, qui vont de pair avec le ralentissement assez brutal du rotor. On convertit ainsi en énergie électrique l’énergie de rotation :

1/2 I w²

où I est le moment d’inertie de l’équipage mobile et w sa vitesse angulaire, en radians par seconde. Dans ces tokamaks le temps de décharge correspondant à la magnétisation est de quelques dizaines de millisecondes, considérablement plus long que le temps de mise en rotation du rotor.

Un rotor est capable de stocker une quantité phénoménale d’énergie, ce qui n’est pas le cas des condensateurs qui, sur ce plan-là, ont un rendement très médiocre. C’est la raison pour laquelle lorsque le tokamak de Fontenay-aux-Roses a été démantelé, tous ces condensateurs ont été envoyés à la casse, sauf ceux que j’avais pu récupérer pour essayer de monter la mnip de MHD de Rouen, d’annihilation d’onde de choc, perspective qui amusait beaucoup Combarnous, qui dirigeait à l’époque le département Sciences Physiques pour l’Ingénieur du Cnrs, du temps où le sympathique Papon dirigeant cette maison ( dont le successeur fut un certain Feneuille, obscur troisième couteau issu de l’équipe dirigeant des … ciments Lafarge ). A Rouen, si tout n’avait pas été compromis par les initiatives intempestives du polytechnicien Gilbert Payan nous aurions pu  » faire de la recherche de pointe avec du matériel de rebut « .

Fin de l’anecdote.

En y réfléchissant, un puissant rotor constituerait peut-être une façon de stocker et de dispatcher l’énergie à un générateur multi-cellules. Les spécialistes d’électrotechnique de puissance connaissent des solutions pour  » compresser des impulsions de courant  » ( les « mettre en forme  » ) afin de raccourcir leur durée. Je pense que si des gens imaginatifs se penchaient sur ces questions, des masses de solutions émergeraient rapidement.

Evoquant la reconstruction du liner en  » cage à serin  » et la remise en place d’une cible en hydrure de lithium, selon l’axe, Christophe Tardy, assimilant immédiatement l’idée que la réinitialisation d’un tel système, de très petite taille, pourrait être de beaucoup plus longue durée que sa destruction par compression suggérait que tout cela pouvait correspondre à de bêtes systèmes … mécaniques. Les fils d’acier peuvent être fournis par des bobines, de même que le fil plus épais d’hydrure de lithium, central. Un disque muni d’orifices descend à chaque cycle pour s’appliquer sur un autre, d’où émerge quelques deux cent fils, simplement poussés par en dessous. Ces fils se glissent sans difficulté dans des orifices ménagés dans un disque supérieur ( une des électrodes débitant les dizaines de millions d’ampères ) et sont alors coincés par un disque identique, effectuant une légère rotation (en évitant de les cisailler, évidemment ). Il suffit alors de remonter tout ceci pour tirer sur les deux cent fils et reconstituer la cage avec une excellente précision. Même chose pour le fil d’hydrure de lithium ( le lithium est assez mou ) qui peut peut être renforcé par une âme centrale en acier.

18 juin 2006 : Yannick Sudrie suggère qu’un système d’alimentation analogue à celui qui distribue des cartouches dans une mitrailleuse réalimente la machine avec des ensembles électrodes, cage à fils, cible axiale en Li H. Cela prouve que derrière une bonne idée peut s’en cacher une encore meilleure. Il suggère aussi la création d’une structire qui s’intitulerait :

Energie sans Frontières

Joli….

A propos du rythme, tout dépend du nombre de joules délivrés par chaque séquence de fusion. Je me souviens, quand j’avais discuté en 1976 avec Nuchols, théoricien de la manip de fusion par laser à Livermore que celui-ci m’avait dit que les réactions de fusion, se produisant dans le mélange deutérium tritium contenu dans les sphères-cibles, de quelques dixièmes de millimètre de diamètre auraient dégagé, en cas de succès  » autant d’énergie qu’un gros pétard « . Nuchols avait à l’époque aussi songé à exploiter une partie de cette énergie ( celle véhiculée par les noyaux d’hélium ) à l’aide d’un générateur MHD à induction, ce qui ne résolvait pas celui de la capture et de l’exploiotation de celle emportée par le neutron à 14 Mev.

En supposant que tout ceci ait marché, ce qui n’a pas été le cas, pour déboucher sur un générateur électrique il aurait fallu envisager une chûte de ces billes, en cascade par simple gravité, avec déclenchement du tir laser lorsque celles-ci auraient atteint le centre géométrique du système.

A propos, comment s’y prenait-on pour introduire de l’hydrogène lourd dans ces billes fermées ? Réponse : en laissant tout simplement l’hydrogène passer, sous pression à travers la paroi de verre.

Combien de joules seraient dégagés par fusion de chaque tige d’hydrure de lithium replacée dans l’implosoir- cage à serin ? Certainement beaucoup plus que dans la manip de fusion par laser. A quel rythme faudrait-il opérer pour obtenir une puissance de tant de mégawatts ? Tout cela peut se calculer.

La conception du générateur électrique à fusion polluante émerge petit à petit. Je suis convaincu que si des gens compétents et imaginatifs et motivés se mettaient sur le coup, des masses de solutions émergeraient. A ce propos il y a une chose qui m’amuse. En 1998 ou 1999, je ne sais plus, j’avais participé à un colloque franco-français d’astrophysique à Montpellier, celui-là même où mon collègue Albert Bosma, en poste comme moi à l’observatoire de Marseille m’avait empêché de parler (alors que mon exposé aurait simplement porté sur les implications observationnelles de ma théorie de l’univers gémellaire).

Albert Bosma ( portrait très fidèle ) qui n’a jamais rien découvert de toute sa carrière, en cours d’achèvement

Le président de l’université de Montpellier avait alors décrit la situation critique du département de physique de son université  » pratiquement en chute libre, faute de .. sujets de thèses « .

Combien y aurait-il de sujets de thèse de physique, totalement sains, à la fois sur le plan expérimental et théorique ( simulations ) tournant autour de l’élaboration d’un tel générateur ?

En l’état, d’après ce que nous savons grâce au papier de Haines, faisant foi la nouvelle importante, émanant de Sandia se résume à :

– On a pu atteindre de fantastiques températures à l’aide d’un système impulsionnel, à compression magnétique.
– On a pu assurer une bonne focalisation à l’aide d’un système à fils. On a attendu cela depuis si longtemps que personne ne croyait plus cela possible.
– Dans la mesure où ce montage a déjà marché, au delà de toute espérance ( deux milliards de degrés ! ) d’autres dispositifs doivent pouvoir être envisagés, tout aussi performants.

Je suis totalement convaincu, comme je l’ai dit plus haut que ces gens se sont empressés de réaliser des manips de fusion sur cibles de Li H ou B H dans les jours qui ont suivi cette fantastique percée expérilentale. Etant donné les implications stratégiques ils ne vont évidemment pas le crier sur tous les toits. D’où la réponse maldroite que m’avait faite Yonas il y a un mois, où il me disait que, selon lui  » on ne réussirait pas à opérer la fusion avant un millier d’annnées « .

Comme le montre l’article du Los Angelès Times, la course effrenée vers les bombes à fusion pire est lancée de manière irrémédiable. Que faire ? Tenter d’empêcher les scientifiques de tous les pays de mettre au point ces engins ? C’est impossible. La découverte de Sandia marque le signal de la plus fantastique course aux armements qu’on ait déjà vue, parce que celle-ci ne sera pas automatiquement réservée « aux grandes puissances », aux possesseurs de précieuses matières fissiles. Il n’y a pas qu’aux USA qu’on s’affaire. Les Russes et les Chinois ont dû déjà prendre leurs dispositions. Si les Français tardent à le faire, c’est dans cette voie qu’ils s’orienteront.

Il faudrait que les hommes et les femmes qui veulent que leur planète échappe à son destin apocalyptiquese réveillent et se mettent en contact les uns avec les autres. Ca n’est pas une mince affaire. Il faudrait des scientifiques de valeur, en nombre, des hommes politiques dotés d’une véritable stature. Il faudrait des « figures emblématiques ». Il faudrait que se crée quelque part, dans un pays technologiquement développé mais peu intéressé par les choses de la guerre, un vaste centre de recherche où des scientifiques de tous horizons, de toutes nationalités oeuvrent à faire aboutir au plus vite un projet d’exploitation de la fusion non-polluante et non-radioactive à des fins civiles. C’est une course de vitesse. Le générateur électrique contre les bombes. Si ces gens parvenaient à faire aboutir un tel projet alors cette perspective aurait peut être des chances de dégonfler la paranoïa planétaire qui ne tardera pas à virer à l’hystérie complète et qui finira par nous conduire à la catastrophe.

Le bon sens, que d’autres appellent utopie

Pour que le Congrès américain ait voté un budget permettant de remplacer toutes les têtes nucléaires conventionnelles par de nouvelles armes, ce qui représente un budget colossal il faut que des résultats tangibles aient été obtenus et produits. Une décision aussi lourde n’aurait jamais été prise sur la base de simples spéculations. Je suis convaincu que dès que ces deux milliards de degrés ont été obtenus sur la Z-machine, en mai 2005, ceux qui la mettent en oeuvre se sont hâtés de placer au centre de la « cage à serin » une aiguille d’hydrure de lithium. Et la fusion a été obtenue immédiatement. Sans cela cette décision n’aurait pas été prise. Le gouvernement américain a déjà suffisamment à faire avec la fragilité de son dollar et le coût de ses guerres pour ne pas endosser une telle charge « simplement pour que l’arsenal nucléaire national soit plus safe ». Qui croira une pareille fable ?

Je sentais que quelque chose se préparait, mais je ne pensais pas que cela irait aussi vite. On se croirait dans une mauvaise fiction de SF.

Voici ce qu’on trouve dans Wikipedia à propos du lithium.

Lihium is widely distributed but does not occur in nature in its free form. Because of its reactivity, it is always found bound with one or more other elements or compounds. It forms a minor part of almost all igneous rocks and is also found in many natural brines ( saumures ). Lithium is the thirty-first most abundant element, contained in trace amounts in the minerals spodumene, lepidolite, and amblygonite. The Earth’s crust contains 65 parts per million (ppm) of lithium. Along with hydrogen, helium, and beryllium, some lithium was created in the big bang. Since the end of World War II, lithium production has greatly increased. The metal is separated from other elements in igneous rocks, and is also extracted from the water of mineral springs. Lepidolite, spodumene, petalite, and amblygonite are the more important minerals containing it. In the United States lithium is recovered from brine pools in Nevada.[1] Today, most commercial lithium is recovered from brine sources in Argentina and Chile. The metal, which is silvery in appearance like sodium, potassium and other members of the alkali metal series, is produced electrolytically from a mixture of fused lithium and potassium chloride. There is little market for lithium in its pure metal form and price information is scarce. In 1998 it was about US$ 43 per pound ($95 per kg).[2] Chile is currently the leading pure metal lithium producer in the world. Pour ceux qui ne lisent pas l’anglais : On trouve du lithium partout dans le monde, sous forme de minéraux ou de saumures ( il y en a plein les pcéans ). Le Chili est un des principaux pays producteurs. Le prix au kilo est de 95 dollars

Si une production d’électricité se fonde un jour sur le lithium, aucun pays du monde ne pourra faire figure de « pays producteur de cette matière premire » !

Voilà ce qu’on trouve pour le bore :

The United States and Turkey are the world’s largest producers of boron. Boron does not appear in nature in elemental form but is found combined in borax, boric acid, colemanite, kernite, ulexite and borates. Boric acid is sometimes found in volcanic spring waters. Ulexite is a borate mineral that naturally has properties of fiber optics. Borax crystalsEconomically important sources are from the ore rasorite (kernite) and tincal (borax ore) which are both found in the Mojave Desert of California, with borax being the most important source there. Turkey is another place where extensive borax deposits are found. Even a boron-containing natural antibiotic, boromycin, isolated from streptomyces, is known.[2][3] Pure elemental boron is not easy to prepare. The earliest methods used involve reduction of boric oxide with metals such as magnesium or aluminium. However the product is almost always contaminated with metal borides. (The reaction is quite spectacular though). Pure boron can be prepared by reducing volatile boron halogenides with hydrogen at high temperatures. The highly pure boron, for the use in semiconductor industry, is produced by the decomposition of diborane at high temperatures and than further purified with the Czochralski process. In 1997 crystalline boron (99% pure) cost about US$5 per gram and amorphous boron cost about US$2 per gram.

Qu’est-ce que la Magnétohydrodynamique , en abrégé MHD ? C’est l’art et la manière d’agir sur un fluide, liquide ou gaz, en faisant agir sur lui des forces électromagnétiques, à condition qu’il soit suffisamment conducteur de l’électricité. On parlera alors d’accélérateur MHD. C’est également l’art et la manière de transformer l’énergie cinétique d’une fluide en énergie électrique. On parlera alors de générateur MHD. Plus généralement, dans la mesure où s’opère une conversion directe d’une forme d’énergie en une autre forme d’énergie (cinétique, électromagnétique) on parlera de convertisseur MHD.

… Pour s’initier à la MHD, voir ma bande dessinée « Le Mur du Silence » (le bien nommé) dans le « cd-Lanturlu ».

…Dans es années soixante, la France s’est trouvée tout-à-fait en pointe dans ce domaine. On pourrait dire : par le fait du hasard. Un gros effort de recherche de MHD avait été initié au début des années soixante, dans de nombreux pays : Angleterre, URSS, USA, France. Des pays comme l’Allemagne, puis le Japon rejoignirent ce peloton plus tard. Le but était alors de mettre au point des générateurs MHD qui pouvaient en principe avoir des rendements bien supérieurs à ceux des machines thermiques (jusqu’à 60 %). Les sources d’énergie étaient de deux natures : combustions d’hydrocarbures ou énergie nucléaire. Pour que le procédé soit rentable il était essentiel que le fluide dont on se proposait d’extraire le plus d’énergie cinétique possible ait une conductivité électrique suffisante. Or en principe tous les gaz sont de très mauvais conducteurs de l’électricité. Ce sont même carrément… des isolants. On fit donc tout ce qui semblait possible pour doter ces gaz d’une conductivité électrique importante, en les « ensemençant » avec des éléments alcalins, à bas « potentiel d’ionisation » (essentiellement du césium). Mais les résultats s’avérèrent décevants, en dépit des sommes très importantes investies dans cette recherche, à une époque de forte croissance économique. On envisagea alors de faire fonctionner ces générateurs « avec deux températures, en dotant « le gaz d’électrons libres » d’une température plus élevée que celle du gaz lui-même, constitué d’atomes. Mais une redoutable instabilité, découverte théoriquement en 1964 par E.Velikhov (qui devint par la suite vice-président de l’Académie de Science d’URSS) ruina tous ces plans, dès la fin des années soixante . Au milieu des années soixante dix, la plupart des pays avaient abandonné, à l’exception de l’URSS qui maintint, jusq’à son effondrement économique, un effort important dans ce secteur de recherche.

… Lorsque je fus affecté à l’Institut de Mécanique des Fluides de Marseille, en 1965, j’y trouvai une petit équipe, rassemblée autour d’un chercheur : Georges Inglesakis, qui avait effectué, en s’inspirant de travaux faits aux USA par un chercheur d’origine Suisse, Bert Zauderer, des expériences de conversion directe en utilisant comme source de rafale de gaz ce qu’on appelait un « tube à choc ». Les expériences étaient de très brèves durées ( moins d’une centaine demicrosecondes) mais tout l’intérêt résidait dans le fait que le gaz expulsé à très grande vitesse (plus de 2500 m/s), sous une pression importante (un bar) était également très chaud (dix mille degrés), donc très fortement conducteur de l’électricité. Dans ces conditions il devenait possible de simuler ces générateurs MHD dont on rêvait en comprimant, donc en chauffant et en expulsant à travers une tuyère des gaz aussi piètrement conducteurs de l’électricité dans des conditions ordinaires, comme l’argon, mais qui le devenaient à la température à laquelle ils étaient portés. Bien sûr, ces expériences n’avaient aucun intérêt sur le plan strictement industriel. Que faire d’un générateur qui ne peut fonctionner, toutes les heures, que pendant un dixième de millionnième de seconde, même s’il crache pendant ce temps là plusieurs mégawatts ? A l’époque personne ne réalisa (sauf les soviétiques) que ces générateurs impulsionnels trouveraient un jour leur réemploi dans ce qui devait s’appeler bien plus tard la « guerre des étoiles » et dont je parlerai dans le site.

…Le lecteur apprendra, par la suite, et avec suprise peut être, que le père de la MHD soviétique ne fut autre que le génial Andréi Sakharov (également père dela première bombe H russe). Sakharov n’était pas un chercheur, c’était un trouveur et un visionnaire. Personne, à cet Institut Marseillais où j’avais atterri, ne suspectait les réelles possibilités de la MHD. Quelques résultats spectaculaires furent cependant obtenus. En 1967, deux ans après mon entrée au laboratoire, grâce à une astuce, redécouverte quinze années plus tard par un Japonais, je réussis à faire fonctionner pour la première fois un générateur bitempérature (toujours pendant ces rafales brèves), en prenant l’instabilité de Vélikov (laquelle se développait en un millionième de seconde) de vitesse. Des expériences d’accélération du plasma furent également menées avec succès, avec des gains de vitesse de 5 km/s sur seulement dix centimètres de longueur de tuyère. Mais tout ceci passa totalement inaperçu, sur la toile de fond de la déconfiture générale.

… En France, la recherche est en principe « dirigée ». Des organismes comme le CNRS ou autres se dotent donc de « programmes ». les problème est que les gens qui établissent ces programmes et ceux qui ont les idées, effectuent les recherches, ne sont pas les mêmes personnes. Je ne sais pas si vous avez déjà coupé la tête d’un canard d’un coup de hachoir. Tout le monde sait que la bête est alors capable de courir prestement. La recherche Française, c’est un peu ce canard sans tête, la situation étant aggravée par le fait que les instances de recherches françaises dépendent étroitement :

– De l’armée

– Des polytechniciens

… Quand on a compris tout cela, le plus souvent après de longues années de déboires, il ne reste plus qu’à se tourner vers le seul domaine de recherche où l’on puisse envisager des travaux à long terme : la recherche théorique.

… J’ai abandonné toute recherche en MHD en 1987, après avoir insisté dix ans après que les programmes de recherche français aient été officiellement clos. J’ai abandonné parce que j’y ai été contraint et forcé. Je m’en suis expliqué dans différents livres. Je reprendrai tout ceci dans cette section de mon site MHD. Au coeur de cette recherche il y avait une idée passionnante : est-il possible de faire évoluer un engin dans l’air à vitesse supersonique, et même hypersonique, en air dense, sans créer de « Bang », d’onde de choc ? Un étudiant, Bertrand Lebrun, fit une thèse de doctorat sous ma direction, dans cette voie. Nos travaux théorique, accompagnés de nombreuses publications scientifiques dans des revues au top niveau et de comminications dans des congrès internationaux, répondirent par l’affirmative (voir la liste à la fin du document accessible par le lien). Au milieu des années quatre vingt je réussis à convaincre le Directeur Général du CNRS, Papon, de nous aider à monter une expérience. Des crédits furent débloqués. L’idée était de travailler une nouvelle fois dans des expériences de brève durée, en utilisant le « tube à choc » comme souflerie à rafale chaude. Un laboratoire de Rouen possédait encore une de ces … antiquités. Nous avions en outre récupéré un important matériel, vestige du premier « tokamak » de Fontenay-aux-Roses. Papon était ravi, voyant « que nous allions faire de la recherche de pointe avec du matériel de rebut ». A la fin des années quatre vingt, nous fûmes à deux dioigts de réussir. Mais l’armée fit capoter le projet, délibérément. Nous en avons eu la preuve par la suite, que j’ai publiée dans un livre.

… L’armée, par définition, a tous les droits, dans la mesure où elle se fonde sur le critère du confidentiel défense. On imagine aisément l’atout stratégique que pouvait représenter un « missile de croisière MHD », seul capable de jouer à saute mouton avec les collines, en hypersonique (pour non-initié : tous les missiles de croisière actuels sont subsoniques). Le fait que l’armée ait à cette époque voulu interdire qu’une telle recherche soit menée dans un contexte civil aurait pu être à la limite compréhensible, dans la mesure où elle aurait poursuivi ces recherches dans ses propres sanctuaires, loin des regards indiscrets. Or, treize années plus tard, il s’est avéré que les militaires français avaient été simplement incapables de poursuivre ces recherches et qu’elles avaient été tout simplement abandonnées, assez rapidement d’ailleurs, faute de … compétences. L’enquête qui a été menée a simplement apporté la conclusion suivante :

Il n’y a pas de MHD militaire française

…Ceci à l’époque où un groupe de militaires originaires de l’IHEDN ( Institut des Hautes Etudes de la Défense Nationale) lance un cri d’alarme, dans une plaquette publiée en juillet 99. Ils évoquent une fantastique avance des Américains dans le domaine, sonnent le tocsin. Nous verrons par la suite que ces inquiétudes pourraient être fondées. Je suis même convaincu qu’elles les ont et je m’en expliquerai. Mais ce qui est grotesque c’est que parmi ceux qui s’inquiètent de cette situation se trouvent beaucoup de ceux qui furent, entre 1976 et 987 les grands responsables de la faillite de l’effort français en matière de MHD. Courte vue, incompétence. Ce qui est plus extraordinaire c’est que ce sont ces mêmes personnes qui tendent la sébille, réclament « une réponse en terme d’action », énergique, demandent qu’on leur donne en fait carte blanche, alors que ce sont les principaux responsables de notre retard dans ce domaine. Prenant des airs de conspirateurs ils s’efforcent de laisser entendre que leurs portes-paroles sont secondés par de fortes compétences technico-scientifiques. Or il n’en est rien. Tout cela n’est hélas qu’une gesticulation assez lamentable et par ailleurs inutile, car il est … trop tard.

… Ce qui est difficilement supportable pour le chercheur que je suis est de voir de surcroît un personnage dénué de toute compétence scientifique pérorer à la télévision en déclarant « nous savons maintenant comment faire évoluer une machine à vitesse supersonique sans créer de Bang ». J’ai pensé alors qu’il était bon que l’étudiant, l’enseignant, l’ingénieur, le contribuable, l’homme de la rue, et même .. le politique soient avertis, aient des éléments d’appréciation pour qu’on ne prennent pas ces gens, une seconde fois, vingt trois ans plus plus tard, pour des imbéciles.

… A titre de hors d’oeuvre, le lecteur trouvera en cliquant sur le lien ci-après, une présentation assez vulgarisée de cette fameuse manip de MHD,celle que nous rêvions de faire, que nous avions entièrement calculée et qui aurait (comme toutes les manips que j’ai faites dans ce domaine) marché au premier essai. Une manip que la soldastesque fut incapable de mener à bien.

.. Comment cela est-il possible ? Ne surestimez pas les militaires (et les polytechniciens). Rappelez-vous la phrase de Clémenceau, au tournant de la guerre de 14-18 : »La meilleure façon de vaincre l’Allemagne est d’y créer une Ecole Polytechnique ».

… Avant de passer à cette présentation de la manip, dans le style « cent cent microsecondes qui pourraient changer notre vision du monde », une anecdote savoureuse à l’appui de mes dires. Après les premiers essais nucléaires français, à Reagane, les militaires apprirent que les américains effectuaient désormais leurs essais sous terre. Ils leur demandèrent comment ils procédaient. La réponse arriva rapidement :

– Ecoutez, vous, les petits mangeurs de grenouilles, vous êtes bien gentils, mais d’une part vous vous êtes retirés de l’OTAN, d’autre part nous ne tenons pas pas tant que cela à voir le savoir faire nucléaire faire tache d’huile à travers cette planète. Alors, débrouillez-vous….

… Les polytechniciens ingénieurs militaires, les « ingénieurs des poudres », firent de savants calculs. Ils en conclurent qu’il fallait forer un tunnel, dans montagne, disposer tout au fond l’engin nucléaire, puis bourrer le reste de béton et de ferraille. Ainsi fut fait. On installa un PC de tir pratiquement en face du tunnel ainsi obturé, puis on invita le Ministre des Armées, Pierre Messmer, à venir dans ce coin du Sahara, pour assister à l’essai. C’est d’ailleurs lui-même qui raconta cette affaire au journal Paris-Match, qui tentait alors, vainement (dans notre pays on cultive volontiers le secret) d’écrire l’histoire de la bombe française. On verra tout de suite pourquoi il fit cette confidence. Le Ministre, même après toutes ces années, en avait gros sur la patate.

… Lorsque l’engin fut mis à feu, la pression éjecta immédiatement les centaines de mètres de béton ferraillé et le tunnel se comporta comme un fusil à grenaille. Stupéfait, le Ministre vit passer ces débris à faible distance. Tout le monde fut irradié, bien sûr. L’évaluation des doses reçues s’avéra difficile : les films (dont celui du Minsitre) avaient été complèteent voilés. Messmer était hors de lui. Qu’un légionnaire ou que les habitants d’un village soient irradiés, passe encore, mais … le ministre des armées, quand même !

… En fait, et nos ingénieurs militaires finirent par le comprendre, ça n’était pas dans un roche dure qu’il fallait loger l’engin, mais au contraire sous des centaines demètres d’un terrain assez souple pour amortir le choc. Réfléchissez. Si vous voulez faire exploser une grenade, puis analyser les produits de l’explosion, il est peut être plus logique de la placer sur des sacs de sable que de la couler dans du béton. Aujourd’hui on sait comment opérer. Quand la bombe explose, une cavité se crée dans le terrain, compressible (comme l’était le substrat de l’atoll de Muroroa). L’énergie se trouve ainsi absorbée par compression inélastique. En même temps une onde de choc monte vers la surface, qui soulève légèrement le sol, et le tour est joué.

… Tout cela pour dire que les sanctuaires militaires ne sont peut être pas le fin du fin en matière de recherche fondamentale. J’entends parfois de gens me dire :

– Mais, ne croyez vous pas que tout ce qu’on nous montre, toutes ces gesticulations télévisuelles ne sont là « que pour amuser la galerie », mais que, derrière ce paravent, des recherches beaucoup plus sérieuses pourraient être menées ?

… Désolé de vous décevoir. Derrière ce paravent, il n’y a rien. Sinon le rapport évoqué plus haut ne contiendrait pas autant de bourdes révélant la nullité scientifique de ses auteurs.

Je n’ai pas le pouvoir de changer le monde, mais je n’aime pas qu’on prenne les gens pour des imbéciles.

Le vol supersonique sans « bang ».

…Imaginons un profil lenticulaire immergé dans un courant gazeux supersonique. Des ondes de choc (attachées) vont se créer, des ondes planes. Deux de ces ondes partiront du bord d’attaque et deux autres se localiseront au voisinage du bord de fuite. En perspective :

Vue de profil :

Analogie hydraulique.

…Il existe une façon très simple de comprendre, par analogie, le mécanisme de formation des ondes de choc. Dans un écoulement liquide à surface libre, la propagation des ondes de surface est équivalente à celle du son dans un gaz. Prenons par exemple une masse fluide au repos. Un pêcheur à la ligne surveille son bouchon et tire légèrement sur son fil. Ce flotteur va osciller et entraîner le départ d’ondes circulaires, qui vont se propager à une vitesse de l’ordre de quelques centimètres par seconde :

…Dans votre baignoire, vous arriverez au même résultat en déplaçant de bas en haut un cure-dent, ou une allumette.

Si le fluide est en mouvement (vue du dessus), ces ondes circulaires, qui n’ont pas été émises au même moment, vont se décentrer :

…L’image de droite correspond à un mouvement « sonique ». Les ondes sonores sont l’image d’une perturbation de pression dans un gaz. Ces expériences d’analogie hydraulique, jadis enseignée à l’Ecole Nationale Supérieure de l’Aéronautique (Supaéro), dont je suis issu, faisaient l’objet de travaux pratiques.

…Que se passe-t-il quand le fluide se déplace à une vitesse supérieure à la vitesse de propagation des ondes de surface ? On obtient le schéma ci-après :

..Les perturbations émises par l’objet vont avoir tendance à s’accumuler selon une deux lignes issues de l’objet.

…Tout le monde n’a pas un cours d’eau à portée de la main. Aussi, au lieu de considérer un objet immobile placé dans un courant liquide on peut tout aussi bien déplacer celui-ci et obtenir le même résultat. Vous ferez de même dans l’eau de votre baignoire, en déplaçant votre allumette, ou la pointe de votre cure-dent en bois, plus pointue. Se formeront alors ce qu’on appelle des « ondes de Mach ». Si on connaît la vitesse a de déplacement des ondes de surface et la vitesse V de déplacement de l’objet, il est facile de calculer l’angle de Mach a .

…Inversement, si on mesure cet angle a on peut calculer la vitesse V du fluide.

…Ces ondes de Mach seront d’autant lus couchées que cette vitesse V est élevée.

…Un déversoir est un excellent laboratoire d’hydraulique où la vitesse V est variable, croissante vers l’aval. Si on place son allumette dans l’eau, on observera ceci :

..Un autre « laboratoire d’hydraulique » est constitué par un caniveau. Les aspérités présentes à la surface verticale du trottoir, en contact avec l’eau en écoulement, entraînent le départ d’ondes de Mach,de même que celles qui bordent l’autre extrémité du canal liquide. La surface de l’eau est ainsi strillée par ce réseau d’onde, qui indiquent à la fois la direction et la vitesse de l’écoulement. Le fluide s’écoule selon la bissectrice intérieure des ondes de Mach. SI l’écoulement, dans le caniveau, s’effectue à vitesse constante, la surface liquide se trouve striée d’ondelettes, d’ondes de Mach, formant des « hachures parallèles » :

…Si la vitesse de l’eau croît, vers l’aval, parce que la déclivité croît, les ondes vont se coucher :

..Phénomène inverse s’il y a ralentissement du fluide, parce que la pente diminue :

..Ce ralentissement, dans un caniveau, peut être dû au frottement de l’eau sur le sol, quand la profondeur devient assez faible. Si vous regardez de près un écoulement, vous observerez ceci :

…Les ondes de Mach se redressent au fur et à mesure qu’on approche du « bord de l’eau », le frottement sur le sol ralentissant l’écoulement. Quand les ondes deviennent perpendiculaires à l’écoulement, la vitesse s’est abaissée jusqu’à celle de la propagation des ondes de surface. L’écoulement est devenu « subsonique ». Dans cette région les ondes de mach disparaissent. Si vous plongez une allumette ou une épingle à cheveux dans l’écoulement, vous pourrez le vérifier.

…Il y a ainsi beaucoup de choses à apprendre de l’observation des caniveaux.

…Si le caniveau tourne, on aura deux cas de figure. Voici le premier :

..En prenant ce virage, l’eau va s’accélérer. On obtient ce qu’on appelle en mécanique des fluides un « éventail de détente ». Le fait que les caractéristiques se couchent signalent cette accélération. Corrélativement, la hauteur l’eau, équivalant à la pression dans un gaz, va baisser. On peut compléter ce dessin en faisant figurer la deuxième famille d’ondes de Mach :

….Pour en savoir plus sur la MHD, se référer à la bande dessinée que j’ai publiée en 1983 aux Editions Belin, 8 rue Férou, Paris 75006. Vous pouvez avoir également la version-cd de cet album sur le « Cd-Lanturlu ». Accès au bon de commande en cliquant sur l’icône en bas de page.

Dans le divergent d’une tuyère supersonique (par exemple bidimensionnelle) le gaz est accéléré :

..Ci-dessus les ondes de Mach dans le divergent d’un propulseur de fusée. Ces ondes semblent se réfléchir sur la paroi. Ceci est lié à une condition de compatibilité concernant l’écoulement à la paroi : la bissectrice intérieure des deux ondes de Mach, ou caractéristiques, représente la direction de l’écoulement, qui doit être tangente à la paroi.

…La vitesse du son est atteinte au col. En amont, le gaz est à vitesse subsonique. Il est accéléré dans le divergent et la pression baisse. On moteur fusée fonctionnera avec un rendement d’autant meilleur que la vitesse d’éjection sera élevée. Mais il y a une contre-partie : il faut également que les gaz soient éjectés à une pression égale à la pression ambiante, à l’altitude où ces propulseurs fonctionnent. On appelle ceci « l’adaptation de la tuyère ».Si le divergent est trop prononcé, le gaz sera éjecté à une pression inférieure à la pression ambiante (atmosphérique) et apparaîtront des ondes de choc de recompression. Les ondes de Mach s’appellent aussi les « caractéristiques » de l’écoulement. Dans un moteur fusée, à symétrie de révolution, ces ondes de Mach sont côniques. Ceci signifie qu’en tout point de la tuyère, si on disposait un obstacle fixe, de la taille d’un grain de sable, il engendrerai une onde de Mach de forme cônique.

..Le vecteur vitesse correspondrait alors au demi-angle au sommet du cône. Plus le nombre de Mach serait élevé et plus ce cône de Mach serait pointu.

…Les moteur à réaction des avions sont équipés de tuyère à section variable, dont le divergent s’ouvre au fur et à mesure que l’altitude s’accroît et que la pression ambiante baisse.

..Les divergents des tuyères des moteurs à réaction sont munies de « pétales » qui s’ouvrent à l’aide de vérins hydrauliques, au fur et à mesure que la pression diminue, ceci étant directement commandé par une mesure barométrique. La vitesse d’éjection étant plus élevée, ces moteurs ont un meilleur rendement en haute altitude.

…Mais revenons à notre caniveau. Que se passe-t-il lorsque le virage se présente comme ceci :

…A gauche le « convergent » n’est pas trop prononcé. Les caractéristiques (ondes de Mach) tendent à se resserrer, mais elles ne se recoupent pas (sinon hors de l’écoulement lui-même. Il y a diminution du « nombre de Mach local », de la vitesse et accroissement de la hauteur d’eau (équivalent de la pression dans un gaz).

…A droite le virage est trop prononcé.Les ondes de Mach tendent à se recouper. Apparaît un « ressaut » liquide, analogue d’une onde de choc dans un gaz. L’écoulement connaît une discontinuité. En aval de l’onde de choc, la vitesse décroît brutalement, à la traversée du ressaut-onde.

..L’étrave d’un navire est aussi un « convergent ». Si le navire se meut à une vitesse faible, inférieure à la vitesse de propagation des ondes de surface (donc en « subsonique ») les ondes de Mach n’existent pas. Corrélativement, le niveau de l’eau reste constant.

…A plus forte vitesse ( V > a ) on peut, à l’aide d’un ordinateur, calculer dans un écoulement bidimensionnel la géométrie des ondes de Mach, théoriques. On constate qu’elle se recoupent, tendent à se focaliser :

…Sur le dessin ci-dessus, on a calculé les ondes de Mach théoriques dans un écoulement gazeux, en résolvant les équations de la mécanique des fluides (Navier-Stockes) autour d’un profil d’aile lenticulaire, immergé dans un courant gazeux supersonique, à l’ide d’un ordinateur (1979). On constate que les ondes de Mach tendent à se focaliser. On n’a représenté qu’une famille d’ondes. Ces lieux de focalisation sont « les lieux de naissance » des ondes de choc. En effet ces ondes de Mach sont des ondelettes de compression. L’écoulement ci-dessus n’est donc pas physiquement réaliste. On notera la présence de deux éventails de détente sur les flancs du profil. Deux systèmes d’onde de choc apparaîtront donc :

..En aval des ondes de choc, le gaz est « choqué », recomprimé, et sa vitesse diminue. Ce phénomène s’effectue sur une épaisseur très faible : quelques centièmes de millimètre.

..En aval de l’onde de choc frontale, après avoir été décéléré brutalement le gaz est réaccéléré en continu, selon un « éventail de détente ». Il est même « suraccéléré », au point qu’une seconde onde de choc, dite onde de choc de culot, doit s’établir au bord de fuite du profil pour redonner, en aval, la pression ambiante, selon le principe évoqué dans ma bande dessinée « Le Mur du Silence » (voir le « CD-Lanturlu ») :

On est prié de laisser le gaz dans l’état où on l’avait trouvé en entrant.

..Le vecteur vitesse subit aussi une discontinuité en direction, si le bord d’attaque est un dièdre :

(phénomène analogue au bord de fuite, si celui-ci est également en forme de dièdre).

…Voyons ce que cela donne en analogie hydraulique.

…On voit que la suraccélération de l’eau, sur les flanc du navire, fait apparaître la partie de la coque située au repos en dessous de la ligne de flottaison.

…Ces systèmes d’ondes (en écoulement gazeux ou dans ces écoulements liquides à surface libre) modifient la distribution de la pression autour du profil ou de la carène. Il en résulte une traînée d’onde qui s’ajoute à la traînée de frottement. Lors qu’une croisière supersonique (comme par exemple lors d’un vol du Concorde) la traînée d’onde devient si importante qu’elle excède largement la traînée de frottement. Le vol supersonique est donc grand consommateur d’énergie et les appareils doivent alors être équipés de moteurs puissants. De même, ces vols supersoniques ne peuvent être opérés qu’en altitude, sinon la traînée d’onde deviendrait prohibitive. Un avion à réaction ne peut guère dépasser Mach 1,2 au ras du sol.

Où va cette énergie ? Elle se dissipe de deux manière. Les engins supersoniques créent un « bang » très intense, qui distribue cette énergie très loin d’eux, de même que l’onde de choc créée par un explosif dissipe cette énergie à grande distance. L’onde de choc provoque aussi un échauffement de l’air, mais la dissipation sous forme sonore est majoritaire.

..Nous avons ici présenté un système « d’ondes attachées ». Si la partie frontale de l’appareil est émoussée (nez ou bords d’attaque des ailes et de l’empennage, dans le cas de la navette spatiale) l’onde de choc s’établit à une certaine distance de l’objet. La vitesse étant nulle au « point d’arrêt » de l’écoulement, celui-ci devient subsonique en aval de l’onde, puis la réaccélération s’opère.

..La recompression du gaz, en aval d’une onde de choc, s’accompagne d’un échauffement. La température au « point d’arrêt » croît très rapidement avec le nombre de Mach (comme son carré). Les avions supersoniques subissent donc, sur leurs parties frontales (nez, bords d’attaque) de fortes contraintes thermiques. Bien que ceci entraîne un accroissement de traînée, les nez ou bord d’attaque doivent ainsi être émoussés à nombre de Mach très élevé (régime hypersonique) pour répartir l’afflux de chaleur. Se souvenir du nez très émoussé d’un engin expérimental comme le X-15.

..Dans le cas de corps de rentrée, ça n’est pas gênant puisqu’on recherche au contraire le freinage. Les capsules de rentrée russes sont simplement sphériques. Les capsules américaines présentent un important « bouclier thermique », ou s’opère une ablation partielle du matériau (ils ne sont pas conçus pour servir plus de quelques minutes et doivent être remplacés après chaque rentrée, si la capsule est réutilisée.

…Nous nous sommes posés, en 1975, le problème d’une possible évolution supersonique, et même hypersonique (jusqu’à Mach 15) en air dense, au ras des toits. Avec un système conventionnel (propulseur fusée ou moteur à réaction, style stato-réacteur, plus bouclier thermique, ou parties frontales réfrigérées à l’hélium liquide) ces croisière à très haute vélocité sont totalement inenvisageables. Aucun système ne pourrait encaisser un tel afflux de chaleur ni fournir la poussée nécessaire pour vaincre une traînée d’onde aussi importante.

…J’ai été le premier à suggérer que la MHD puisse résoudre ce problème (note aux Comptes Rendus de l’Académie des Science de 1975 et article dans Science et Vie en 1976). Il est assez choquant de voir certains groupes de gens reprendre à leur compte cette idée, sans la moindre citation de ce travail de précurseur et lorsqu’un ancien technicien, parfaitement incompétent en la matière, déclare à la télévision, comme tout récemment :

..- Nous savons maintenant comment faire évoluer des engins à vitesse supersonique, sans qu’ils ne créent d’onde de choc.

la chose devient proprement ridicule. Mais disons que la chose est assez courante, dans les milieux technico-scientifiques.

..Dès 1975 nous nous sommes donc demandé comment les ondes de choc, créatrices à la fois d’un fort afflux de chaleur et d’une forte traînée d’onde pourraient être carrément éliminées. Pour aborder ce problème, il est nécessaire de bien comprendre pourquoi ces ondes de choc se forment.

..Lorsqu’un objet pénètre dans une masse gazeuse à vitesse subsonique, ce sont les ondes sonores qui « préviennent » le gaz de sa venue. Lorsqu’un objet, même émoussé, pénètre dans un gaz à vitesse subsonique, ce dernier commence à s’écarter bien avant que l’objet ne soit sur lui :

..La ligne pointillée est censée représente la région où le fluide amorce sont mouvement d’écartement pour laisser place à l’objet.

…En supersonique ces ondes sonores ne peuvent plus « informer le fluide » avant que l’objet ne soit sur lui. Le gaz est alors « pris par surprise » et sa réaction est de former des ondes de choc. L’idée était donc de trouver un moyen d’agir à distance, en amont de l’objet, pour manipuler le gaz en l’incitant à laisser place.

..Une première solution se réfère à la pénétration d’un profil d’aile dans de l’air, à vitesse supersonique. On sait que l’effet de l’impact de cet objet sur l’air entraîne son ralentissement brutal. Il paraissait donc logique de faciliter l’écoulement gazeux le long du profil, au voisinage du bord d’attaque, tout en amorçant le ralentissement du gaz en amont. Ceci est possible en appliquant un champ magnétique perpendiculaire au plan de figure en en disposant deux électrodes pariétales, comme indiqué. Les lignes du courant électrique s’écoulant dans le gaz sont indiquées. Il en résulte une force de Laplace (de Lorentz, pour les anglo-saxons), qui obéit à la « règle des trois doigts ».

..Ci-après, l’allure générale du champ des forces électromagnétiques, perpendiculaires au lignes du courant électrique.

..On gagne ainsi sur trois plans :

..- Face à l’engin, on commence à ralentir le fluide en amont.

..- On amorce un mouvement d’écartement du fluide.

…- On facilite son écoulement le long de la paroi.

…La force électromagnétique par unité de volume est J B , où B est l’intensité du champ magnétique, exprimée en teslas (un teslas égale dix mille gauss), et J la densité de courant électrique, en ampères par mètre carré. La force est alors exprimée en newtons par mètre cube.

..Une intensité qui serait simplement d’un ampère par centimètres carré (dix mille ampères par mètre carré), conjuguée avec un champ de 10 teslas, donnerait une force de dix tonnes par mètre cube de gaz, suffisante pour imposer à l’écoulement les effets souhaités.

..La force est la plus intense au voisinage des électrodes où le courant se concentre et où la densité de courant est la plus élevée.

..Le problème est évidemment de faire passer un tel courant électrique dans un milieu qui est a priori un excellent isolant, à température normale : l’air. Nous aborderons ce problème par la suite.

..Dans un premier temps, en 1976, nous avons opté pour des simulations fondées sur des expériences d’hydraulique. Le fluide était de l’eau acidulée (pour la rendre plus conductrice de l’électricité). Restait à dimensionner l’expérience. Nous disposons d’une installation de champ magnétique donnant un tesla dans quelques centimètres cubes. La vitesse de l’écoulement était de 8 cm par seconde. La densité de l’eau étant de 1000 k/m3 il est possible de calculer la valeur minimale de J telle que le paramètre d’interaction :

où L est une dimension caractéristique de la maquette.

…L’annihilation de la vague d’étrave fut opérée au premier essai (1976). Nous opérâmes sur des maquettes lenticulaires, mais les premiers essais furent effectués sur une maquette cylindrique, sur laquelle on obtenait une vagué d’étrave simulation une onde de choc détachée, s’établissant à distance d’un obstacle cylindrique :

..Toujours avec un champ magnétique perpendiculaire au plan de figure, l’annihilation de la vague d’étrave fut obtenue à l’aide de deux électrodes disposées comme indiqué sur la figure. La disposition des pièces polaires de l’électro-aimant est également figurée. Diamètre de la maquette : 7 mm. Largeur des électrodes incrustées dans la paroi : 2 mm.

…La figure ci-dessus montre les ondes en l’absence de forces électromagnétique, et la suivante, après annihilation de la vague frontale.

…Les forces de Laplace, liées au passage du courant dans l’eau acidulée, combinée avec le champ magnétique transverse correspond à la figure ci-après :

..Ces forces sont particulièrement intenses au voisinage des électrodes, où le courant se concentre (densité de courant J maximale). En amont, elles produisent un ralentissement du fluide. Mais ce champ de force n’est pas adéquat pour provoquer l’annihilation totale du système d’ondes. Dans les expériences menées avec un obstacle cylindrique, muni d’une seule faire d’électrodes, ces ondes étaient simplement concentrées en aval de la maquette. Cependant, comme indiqué sur la figure, il était suffisant pour créer une dépression au « point d’arrêt », démontrant qu’un tel système pourrait en outre être utilisé pour la propulsion MHD.

…La suppression de l’ensemble du système d’ondes peut être assuré, comme cela put être vérifié, toujours à l’aide de ces simulations hydrauliques, autour d’une maquette lenticulaire, en utilisant cette fois trois paires d’électrodes. En effet, si on se réfère à une figure précédente on voit que l’apparition des ondes de Mach résulte du télescopage des ondes de Mach, en deux régions, en amont et en aval.

…Nous avons été les premiers (thèse de doctorat de Bertrand Lebrun) à introduire le concept-clef de régularisation d’un écoulement supersonique à l’aide des forces de Laplace en imposant autour d’une maquette un systèmes d’ondes de Mach parallèles :

..La seconde famille de caractéristiques, d’ondes de Mach, n’a pas été représentée.

…Trois actions sont donc nécessaires :

…- Empêcher les ondes de Mach de se redresser au voisinage du bord d’attaque de la maquette, en accélérant le fluide dans cette région.

…- Les empêcher de se coucher (dans « l’éventail de détente ») sur le flanc de celle-ci.

..- Enfin réaccélérer de nouveau au voisinage du bord de fuite.

..D’où un système de trois électrodes pariétales :

…Le champ magnétique était perpendiculaire au plan de figure, mais de manière à créer le champ de force adéquat, il fut nécessaire (dans les simulations effectuées sur ordinateur) de « sculpter » celui-ci, ce qui aurait été faisable en utilisant plusieurs solénoïdes conjugués. Au voisinage des électrodes, les forces de Laplace étaient disposées schématiquement comme ci-après :

…La thèse de Lebrun (publication au 7° colloque international de MHD de Tsukuba, Japon et au 8° colloque international de Pékin, 1990, ainsi que dans la revue The European Journal of Physics) démontra la faisabilité théorique de l’opération. Ce résultat est intéressant sur plus d’un point. En effet, lorsqu’on accélère le fluide, on lui fournit de l’énergie, alors que lorsqu’on le ralentit, c’est lui qui en fournit. Pourquoi ? Parce que le défilement du fluide le long de la maquette à la vitesse V implique une force électromotrice V x B . Cette force tend à créer une densité de courant J = s ( V x B ) où s est la conductivité électrique qui, conjuguée au champ magnétique selon la force de Laplace

J x B = s ( V x B )x B

Par exemple, si on immergeait une telle maquette en ne la dotant que d’une seule paire d’électrodes, la paire centrale, et en mettant celle-ci en court circuit, il s’en suivrait un passage de courant, se bouclant dans le gaz, qui aurait pour effet de ralentir fortement celui-ci :

…Un tel profil d’aile, immergé dans un gaz fortement conducteur de l’électricité (ou rendu conducteur de l’électricité) se comporte comme un « générateur MHD » de forte puissance. C’est un « convertisseur MHD ». D’où vient l’énergie ? C’est simplement l’énergie cinétique du fluide et la puissance extraite s’accompagne d’une perte d’énergie cinétique dans le fluide, de son ralentissement naturel. …En 1965 nous mettions en œuvre des générateur électrique MHD, opérant une conversion directe de l’énergie cinétique d’un fluide dans une « tuyère MHD du type de Faraday ». La géométrie est différente, mais le principe est le même. Ci-après, le schéma d’un générateur MHD de Faraday, avec sa veine de section carrée.

…Image suivante, solénoïdes enlevés, la disposition des électrodes « segmentées » (pour obtenir une meilleure répartition du passage du courant dans la veine).

…Dans les expériences que nous avions effectuées dans les années soixante à l’Institut de Mécanique des fluides de Marseille, nous injections dans cette tuyère un courant d’argon à 10.000°K, sous un bar, pénétrant à une vitesse de 2500 mètres par seconde. Le champ magnétique atteignant 2 teslas, le champ électromoteur valait donc :

2500 x 2 = 5000 volts par mètre

..La distance entre les paire d’électrodes se faisant face étant de 5 cm, la DDP était de 250 volts. Il fallait retrancher 40 volts (tension liée à des phénomènes de paroi au voisinage des électrodes), soit 210 volts.

…La conductivité électrique de l’argon, porté à une telle température, étant de 3500 mhos par mètre, on obtenait une densité de courant

J = s E = s V x B = 735.000 ampères par mètre carré.

soir 73,5 ampères par centimètre carré. Pour une longueur de tuyère de 10 cm et une largeur de 5 cm (50 cm2) ceci donnait un ampérage maximal, en court circuit, de 3675 ampères.

…Lorsque les électrodes étaient en court-circuit, l’ampérage étant maximal, la force de Laplace résultante était suffisamment intense, comme l’expérience le montra, pour ralentir le gaz au point de donner naissance à une onde de choc droite, obtenue sans autre obstacle que cette force électromagnétique.

…Le gaz arrivant à vitesse supersonique sur un profil d’aile lenticulaire possède donc sa propre énergie, qui peut être exploitée. L’énergie à dépenser pour supprimer le système des ondes de choc était donc l’énergie dépensée pour accélérer le gaz, près du bord d’attaque et près du bord de fuite, moins celle produite par son ralentissement, liée au fonctionnement de la paire d’électrodes centrales.

…Ce résultat était extrêmement intéressant, car il montrait que l’énergie à fournir pour annihiler ces ondes était moins élevée que l’on aurait pu le penser a priori. La perte se situait principalement dans l’effet Joule. Dans le cas d’une machine volante circulant dans de l’air froid il faudrait ajouter l’énergie dépensée pour ioniser ce gaz à l’aide de micro-ondes, énergie que nous avions également chiffrée.

…Comment les forces de Laplace agissent-elles sur la pente des ondes de Mach?

…C’est très simple. Lorsque la tuyère MHD fonctionne par exemple en générateur, donc ralentit le fluide, voici l’évolution des ondes de Mach dans la tuyère :

…Il s’agit là d’un ralentissement modéré du fluides. Les ondes semblent se tasser comme les éléments d’un accordéon. Les électrodes sont « en charge », ce qui limite la densité de courant. On comprend au passage comment un ralentissement plus intense peut donner naissance à une onde de choc : lorsque celui-ci abaisse la vitesse au point que le gaz tend à devenir subsonique. Les ondes de Mach se concentrent alors, comme un accordéon, ce qui accumule les perturbations de pression. L’onde de choc se forme alors, qui migre rapidement vers l’entrée de tuyère, en se stabilisant devant le premier « streamer » (jet de courant électrique issu de la première paire d’électrodes) comme si celui-ci constituait une sorte d’obstacle immatériel.

…Si, par contre, on injecte de la puissance électrique dans le système, la tuyère se comporte comme un accélérateur MHD de Faraday. Les ondes de Mach tendent à se coucher :

…Cet accélération MHD a pu être mise en évidence également dans les années soixante, dans le laboratoire où je travaillas. Elle se révéla très efficace. La vitesse en entrée de tuyère étant de 2500 m/s on obtint des vitesses de sortie de plus de 8000 mètres par seconde, ce qui représente un gain de vitesse de plus de cinq kilomètres par seconde sur une distance d’à peine dix centimètres.

…Ces expériences montrent l’extrême efficacité de l’action MHD sur un gaz, si celui-ci possède un taux d’ionisation suffisant. Pour information, une telle conductivité électrique (3500 mhos/m) correspondait, dans l’argon, à un taux d’ionisation de 10-3 (un atome sur mille était transformé en ion).

…Dans de l’air froid, il faudrait ioniser « artificiellement », par exemple en soumettant le gaz environnant à un flux de micro-ondes en trois gigahertz, qui aurait pour effet d’arracher des électrons au composant le plus facilement ionisable : l’oxyde d’azote NO. On peut également envisager une sudation d’un alcalin, à bas potentiel d’ionisation, comme le césium ou le sodium.

…Nous avions donc fait, Lebrun et moi, tous ces calculs dans le cadre d’une thèse de doctorat financée par le CNRS; dans les années quatre-vingt. Le résultat des simulations sur ordinateur donnait un écoulement complètement « régularisé », exempt d’ondes de choc. Dans la figure ci-après on a figuré les deux familles d’ondes de Mach.

…Ce travail théorique a été complété par des expériences d’analogie hydraulique, toujours avec ce système des trois paires d’électrodes. Les vagues d’étrave et de poupe purent être annihilées. La conductivité électrique de l’eau acidulée étant trop faible, il n’était pas alors question d’utiliser l’énergie du fluide pour améliorer le bilan énergétique. Le résultat est identique à ce qui a été présenté ci dessus. Le résultat est que l’on obtient un écoulement où le fluide reste « plat » :

Le lecteur intéressé pourra retrouver certains de ces éléments dans ma bande dessinée « Le Mur du Silence « (voir cd-rom Lanturlu).

Comment mettre en oeuvre ces recherches.

…Ces idées sont séduisantes. Elles ouvrent sur une nouvelle mécanique des fluides supersoniques où, au lieu de subir les ondes de choc comme des phénomènes inévitables, on peut au contraire les éviter.

…Le problème de la MHD est de pouvoir travailler sur un gaz possédant une conductivité électrique suffisante. En vingt années de travail nous avons évidemment exploré toutes ces questions. En 1966 j’ai été le premier à obtenir un fonctionnement de générateur MHD « bitempérature », en régime stable.

…Nous avons fait également de nombreuses expériences en milieu raréfié (de l’air à une pression de 10-1 mm de Mercure.

– Confinement pariétal d’un plasma

– Guidage de « streamers » ( courants spiraux)

– Anihilation de l’instabilité de Vélikhov (communication du colloque MHD de Moscou)

– Etude de l’ionisation de l’air par HF (1 Mhz)

…Une autre fois j’expliquerai, dans le site ces différentes expériences et perspectives. Dans l’immédiat, voyons comment pourrait être concrétisée l’expérience d’annihilation des ondes de choc autour d’un profil lenticulaire.

…Il faut, pour se faire, disposer d’une soufflerie délivrant un flux de gaz à haute température (Argon à 10.000°K). C’est possible en utilisant un appareil mis au point dès l’après-guerre (mais tombé aujourd’hui en désuétude) : le « tube à choc ».

…De quoi s’agit-il ?

…Pour expliquer le fonctionnement de cette « soufflerie à onde de choc » nous allons une fois de plus faire recours à l’analogie hydraulique. Imaginons par exemple que nous construisions un canal rectiligne, de largeur constante, en contre-plaqué. Largeur : 10 cm. Longueur : quelques mètres. Voici le schéma :