Définition

Une arme nucléaire est une arme non conventionnelle qui utilise l'énergie dégagée par la fission de noyaux atomiques lourds (uranium, plutonium dans le cas des bombes A), ou par une combinaison de ce phénomène avec celui de la fusion de noyaux atomiques légers (hydrogène dans le cas des bombes H). L'énergie libérée par l'explosion s'exprime par son équivalent en TNT.

Fat man

Fat man

Fat Man (signifiant « homme obèse » en français) est le nom de code de la bombe A larguée sur Nagasaki au Japon le 9 août 1945 par l'armée américaine. C'est la deuxième et dernière bombe nucléaire utilisée de manière offensive.

Fat Man provoque la troisième explosion nucléaire artificielle de l'histoire après Gadget et Little Boy. D'une longueur de 3,25 m et d'un diamètre de 1,52 m, elle pèse 4 545 kg. Après la guerre, son nom est utilisé pour désigner familièrement la famille de bombes Mark 3, construites sur les mêmes principes.

Histoire

En juillet 1945, après le rejet officiel de la demande de capitulation du Japon, le président américain Harry S. Truman ordonne au général Carl A. Spaatz de procéder au bombardement atomique de l'une des quatre villes japonaises, selon une liste établie par le Comité des objectifs (Target Committee) qui a été réuni en mai, puis modifiée (pour épargner Kyoto qui avait été sélectionné comme premier objectif) : Hiroshima, Kokura, Niigata ou Nagasaki (qui remplace Kyoto).

Hiroshima

Le 6 août 1945, un bombardier Boeing B-29 Superfortress de la série Silverplate, baptisé Enola Gay, largue Little Boy au-dessus d'Hiroshima.

Nagasaki

Réplique, exposée au National Museum of Naval Aviation à Pensacola, du modèle Fat Man largué sur Nagasaki. Ce même type fut utilisé sur l'atoll de Bikini en juillet 1946, lors de l'opération Crossroads, afin de tester les effets des bombes atomiques sur des cibles navales). Le 9 août 1945, un bombardier B-29, lui-aussi de la série Silverplate, baptisé Bockscar, se dirige vers la ville de Kokura avec à son bord la bombe Fat Man. À cause d'un bombardement le matin même sur la zone voisine de Yahata qui couvrait la ville de fumée2, Bocksar se dirigea vers sa cible secondaire et largue Fat Man au-dessus de Nagasaki. La détonation a lieu à 550 mètres au-dessus de la ville, tuant plus de 35 000 personnes.

Il s'agit d'une bombe au plutonium 239 (239Pu), en contenant 6,4 kilogrammes5, ce qui donne une puissance de 21 à 23 kilotonnes, donc légèrement supérieure à celle de Little Boy larguée sur Hiroshima. La destruction est toutefois moins importante à cause de la nature vallonnée du terrain à Nagasaki (Hiroshima était sur une grande étendue plane).

Après la guerre

Plusieurs bombes de type « Fat Man » (Mark 3) sont construites après la guerre et les deux tirs de l'opération Crossroads sur l'atoll de Bikini utilisent ce modèle de bombe. Après les trois tirs de l'opération Sandstone en 1948, cette architecture est rapidement abandonnée par l'armée américaine pour des raisons d'instabilité et de rendement au profit du type Mark 4.

Grâce aux informations fournies par Theodore Hall et Klaus Fuchs, l'URSS peut créer un modèle de bombe techniquement très proche des Mark 3. RDS-1, qui explose à Semeï (alors Semipalatinsk) au Kazakhstan le 29 août 1949, est donc une réplique relativement fidèle de Fat Man.

Diagramme montrant les principaux composants d'une bombe de type Fat Man.

Description

Les schémas originaux de l'intérieur des bombes Fat Man et Little Boy sont toujours classifiés en 2008, contrairement aux plans extérieurs. Cependant, de nombreuses personnes ont effectué des recherches à ce sujet via les témoignages des membres du Projet Manhattan, les documents sur les affaires d'espionnage entre l'URSS et les États-Unis et des photographies. Les principales parties et leurs caractéristiques sont ainsi connues mais leur forme, leur emplacement et la liste des pièces nécessaires à la bombe sont des informations encore tenues secrètes.

En cas d'explosion ratée en altitude, les ingénieurs ayant conçu la bombe ont prévu un système pour que celle-ci soit détruite lors de l'impact avec le sol dans le but d'éviter qu'elle ne livre ses secrets. La charge de destruction consiste en quatre fusibles AN-219 placés à l'avant de la bombe.

  • 1.fusible AN 219
  • 2.antennes de radar Archie
  • 3.plaque avec les batteries utilisées pour lancer l'explosion
  • 4.X-Unit, unité de mise à feu placée près des explosifs conventionnels
  • 5.charnière destinée à fixer les deux parties ellipsoïdales de la coque de la bombe
  • 6.lentille pentagonale d'explosif (douze unités avec des couches d'explosifs lents et rapides)
  • 7.lentille hexagonale d'explosif (vingt unités avec des couches d'explosifs lents et rapides)
  • 8.« Parachute californien », queue de la bombe en aluminium
  • 9.enveloppe sphérique de 140 cm de diamètre
  • 10.cônes qui contenaient la boule
  • 11.enveloppe de lentilles explosives
  • 12.empilement de couches de matière fissile (initiateur de neutrons, réflecteur, tampon, couche de bore/aluminium)
  • 13.plaque d'instrumentation (radars, baromètres et temporisateurs)
  • 14.collecteur des tubes des baromètres
  • Tsar bomba

    Tsar bomba

    La « Tsar Bomba » (en russe : Царь-бомба), ou RDS-202 (en russe : РДС-202) ou encore « Objet 602 » (en russe : изделия 602)1, est une bombe à hydrogène développée par l’industrie nucléaire de l'Union soviétique.

    Avec 57 mégatonnes, c'est l'arme de destruction massive la plus énergétique jamais utilisée2. Larguée par un bombardier Tupolev Tu-95 modifié (rendu étanche, débarrassé d'une partie de ses réservoirs, recouvert d'une peinture blanche réfléchissante, et pourvu d’une découpe dessous pour pouvoir transporter la bombe à l’extérieur, vu sa taille) à environ 13 kilomètres d'altitude, elle explosa le 30 octobre 1961 à 3,7 km environ3 au-dessus du « site C » de l'archipel de la Nouvelle-Zemble dans l'Arctique russe, alors soviétique. Elle fut larguée après une interruption de deux années d'essais atmosphériques « à la suite d'un accord tacite avec les États-Unis et la Grande-Bretagne »4 et représente l'apogée de la course aux armements nucléaires qui, avec la crise des missiles de Cuba, aboutit à la « Détente ».

    Description

    Le développement d'une bombe H dotée d'une telle énergie par les Soviétiques prend source dans l'avancée américaine dans ce domaine : Castle Bravo, plus puissante bombe américaine conçue, qui explosa en 1954.

    La Tsar Bomba était une bombe H conçue à l'origine comme une bombe à trois étages, dite « FFF » (fission-fusion-fission), mais finalement réduite en une bombe H (fission-fusion). D’une énergie d’environ 57 mégatonnes, elle est à ce jour la bombe la plus énergétique à avoir explosé.

    Comparaison des rayons de la boule de feu de quelques armes nucléaires. À noter que les effets de souffle s'étendent bien au-delà de la boule de feu. L'engin fut réalisé afin de pouvoir servir de base à des bombes de 100 Mt (soit 100 millions de tonnes de TNT, selon le souhait de Nikita Khrouchtchev qui déclarait déjà, dans ses discours, que l’URSS disposait d’une telle bombe).

    Le troisième étage en uranium, destiné à produire l'énergie additionnelle pour atteindre la puissance de 100 Mt, ne fut pas utilisé pour le test, mais remplacé par du plomb inerte, afin de limiter son énergie à 50 Mt et, selon le souhait d'Andreï Sakharov, de réduire les effets des retombées radioactives5. L'explosion de la bombe FFF (au maximum de sa puissance) aurait engendré une augmentation de 25 % des retombées radioactives mondiales depuis l’invention de la bombe nucléaire6, et aurait sans aucun doute provoqué une catastrophe écologique immense, et causé des dégâts sur des centaines de kilomètres à la ronde. L’engin expérimental tirait son énergie à 97 % de la fusion thermonucléaire5, ce qui indiquerait que la structure de la bombe (de son étage primaire, une bombe à fission dopée, ou une « petite » bombe H) incorporait un feuillet d'éléments fission-fusion-fission, avec une énergie totale de fission de 1,7 Mtnote 1 ou « 5 yottawatts »

    Elle fut conçue à l’Institut panrusse de recherche scientifique en physique expérimentale par une équipe de physiciens comprenant notamment Andreï Sakharov. Elle avait une masse de 27 tonnes, une longueur de 8 mètres et un diamètre de 2 mètres.

    Effets de l’explosion

    Effet supposé de la bombe sur la région parisienne : le cercle rouge (rayon : 35 km) correspond à la zone de destruction complète. Larguée à environ 13 000 mètres d'altitude, la bombe chuta sur plus de 8 000 m avant d'exploser à 11 h 32 (heure de Moscou), le 30 octobre 1961, à une altitude de 4 000 m au-dessus de la cible et 4 200 m au-dessus du niveau de la mer, lors d’un test dans l’archipel de la Nouvelle-Zemble (océan Arctique). Elle fut larguée d’un bombardier Tu-95, piloté par Andreï E. Dournovtsev. La bombe était équipée d’un système de parachutes afin de permettre au bombardier de s’éloigner à une distance de sécurité de la zone d’explosion. La détonation développa une boule de feu atteignant plus de 7 km de diamètre8. L’éclair de l’explosion fut visible à plus de 1 000 km du point d’impact et le champignon atomique en résultant parvint à une altitude de 64 km avec un diamètre de 30 à 40 km[réf. nécessaire]. Même avec leur distance, les pilotes rapportèrent que l'avion chuta d'un kilomètre au moment de l'explosion.

    Au point zéro, tout était effacé, le sol avait été nivelé et faisait penser à une « patinoire ». Des maisons de bois furent détruites à des centaines de kilomètres, d’autres perdirent leur toit. La chaleur fut ressentie à 300 km. La Tsar Bomba pouvait infliger des brûlures au troisième degré à plus de 100 km de distance, alors que la zone de destruction complète se situait dans un rayon de 30 km, et la zone de dommages importants à un rayon de 40 km2.

    La puissance de l’explosion a été estimée à 57 Mt par les États-Unis. Plus tard, les scientifiques russes ont annoncé une énergie de 50 Mt. Par comparaison, la bombe Little Boy avait une énergie de 13 à 16 kt (0,013 à 0,016 Mt) soit 3 125 fois moins énergétique (estimation basse). Les Soviétiques auraient limité l'énergie, prévue initialement à 100 Mt, afin selon les mots de Khrouchtchev, « de ne pas briser tous les miroirs de Moscou ». La perturbation atmosphérique produite par l'explosion a fait trois fois le tour de la Terre

    Actuellement, la plus énergétique bombe nucléaire en service (et connue) est une ogive de 18 à 25 Mt montée sur les ICBM soviétiques puis russes SS-18 (Code OTAN : Satan). Il a également existé une bombe américaine de 25 Mt, la B41, mais elle fut retirée du service en 197610.

    L’essai américain le plus énergétique en comparaison est un tir de 15 Mt, nom de code Castle Bravo. D'une énergie initialement prévue de 5 Mt, elle a causé un grave accident radiologique en comparaison de celle du Tsar, qui à cause de forts vents dans la haute atmosphère a vu ses retombées radioactives dispersées sur une plus grande surface5. Ses retombées s'ajoutent néanmoins à celles de 90 autres essais nucléaires russes4 (et aux retombées d'autres essais faits par d'autres pays) dans l'air, au sol ou dans l'eau.

    En termes d'énergie destructrice, la Tsar Bomba représente l'équivalent de vingt-trois fois la puissance libérée par l'ensemble des explosifs largués sur l'Allemagne durant la Seconde Guerre mondiale4, ou encore de quatre mille bombes atomiques du type de celle lancée sur Hiroshima (estimation moyenne).