Les USA élaborent un canon ultrarapide

Pourquoi un canon sur rails?

L'artillerie traditionnelle, basée sur l'usage de l'énergie des gaz de poudre pour projeter l'obus, est utilisée par l'humanité depuis près de 1 000 ans. Ses capacités ne sont pas encore épuisées mais l'évolution en accéléré du matériel militaire après la révolution industrielle a mis en lumière les limites de ce type d'armement.

Tout d'abord, les poudres balistiques ne permettent pas de lancer le projectile à plus de 2,5 km/s. Autre limite: les capacités des armes à canon, qui éprouvent des surcharges colossales lors du tir. La métallurgie contemporaine permet de fabriquer des canons bien plus durables et performants qu'il y a 40, 50 ou 100 ans, mais chaque amélioration coûte de plus en plus cher.

La conception de nouveaux systèmes — y compris les armes basées sur les principes physiques, dont fait partie le canon sur rails — a commencé dans les pays développés dès les années 1970, quand les limites de l'artillerie traditionnelles sont devenues flagrantes.

Qu'est-ce que le railgun?

Pour simplifier, le railgun est un accélérateur électromagnétique qui propulse un projectile conducteur le long des axes métalliques. Le terme de canon sur rails a été proposé à la fin des années 1950 par le physicien nucléaire soviétique Lev Artsimovitch pour remplacer l'appellation encombrante d'"accélérateur électrodynamique de la masse".

L'idée même d'un canon électromagnétique a été proposée pendant la Première Guerre mondiale. Ce canon, qui reposait sur l'accélération du projectile dans le champ magnétique d'un solénoïde par un canon diélectrique, a été appelé canon de Gauss — en hommage au chercheur allemand qui avait posé les bases de la théorie mathématique de l'électromagnétisme. L'idée d'utiliser un champ électromagnétique pour accélérer l'obus s'est alors popularisée.

Si le canon de Gauss est constitué d'un fût contenu dans les spirales d'un solénoïde, la "partie active" du railgun est composée de deux électrodes parallèles entre lesquelles le projectile d'un matériau conducteur est accéléré grâce au champ magnétique.

Les principaux avantages du canon sur rails, du point de vue des militaires, est l'absence de charges de poudre — qui accroît considérablement la durée de vie du matériel — ainsi que la vitesse élevée du projectile qui permet de percer pratiquement toute défense existante. A titre d'exemple: en 2011 le modèle d'essai d'un canon sur rails russe a lancé un projectile de 3 grammes à plus de 6 km/s, qui a pulvérisé la plaque d'acier faisant office de cible.

Pourquoi pas aujourd'hui?

Néanmoins, la période qui sépare les essais de la création de l'arme est toujours longue. Les modèles de laboratoire qui tirent des "billes" n'intéressent pas les militaires — de tels projectiles ne franchiront pas la distance et brûleront dans l'atmosphère. L'accélération de blocs métalliques plus lourds capable de supporter le vol jusqu'à la cible nécessite des capacités énergétiques bien plus importantes — des dizaines de mégawatts — ce qui limite automatiquement l'usage du canon électromagnétique à l'artillerie navale et aux sites terrestres stationnaires bien alimentés en électricité.

D'autres questions restent en suspens. Premièrement, les particularités magnétiques du railgun ne permettent pas de tirer d'autres munitions que des obus cinétiques qui n'emportent aucune charge ni système de guidage — rien de cela ne supporterait le "tir". Deuxièmement, l'arme possède un cadre d'exploitation très limité: aujourd'hui, de facto, elle se limiterait au tir sur d'autres navires.

De plus, le canon sur rails ne convient pas pour la défense antiaérienne sans tir guidé, et sa cadence de tir est trop faible pour la défense antiaérienne de "dernière ligne" — l'énergie nécessaire au tir doit être accumulée. La cadence de tir a également son importance pour la défense antimissile, et là où pour contrer l'ogive d'un missile entrant dans l'atmosphère il est possible de lancer deux missiles intercepteurs dans un délai minimal, deux tirs consécutifs d'un railgun demanderaient une puissance électrique extraordinaire.

Ce canon pourrait probablement convenir pour renforcer la défense côtière, mais l'absence de guidage nécessiterait une précision extrême de visée — qui ne peut pas toujours être assurée — et le travail en régime traditionnel de "suppression" n'est pas productif: une pluie de blocs serait bien moins efficace que les obus du même poids, sachant que le canon naval moderne de 114-130 mm assure une bien meilleure cadence de tir. Enfin, l'usage d'une telle arme contre l'infanterie n'aurait absolument aucun sens.

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Et après?

Le principe physique reposant à la base des canons électromagnétiques sera tout de même utilisé — et il l'est déjà. Ces dix prochaines années, la principale "arme" de la marine américaine reposant sur ce principe ne sera pas le canon sur rails mais une catapulte électromagnétique de nouvelle génération des porte-avions de classe Gerald Ford et probablement Nimitz, qui seront modernisés dans les années 2020-2030. Dans l'artillerie, on semble s'orienter vers un passage aux nouveaux types de moyens de projection et, à terme, l'usage d'une accélération électromagnétique auxiliaire de l'obus dans le fût du canon.

Quant aux canons électromagnétiques "purs", ils feront certainement leur apparition plus tard, quand l'humanité sera déjà habituée à l'usage des vaisseaux spatiaux ou inventera des sources d'énergie très puissantes et compactes. 

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