La simulation des armes nucléaires par le Contre Amiral Michel Picard

Une première solution aurait pu être une refabrication à l’identique. Mais, au-delà des évolutions technologiques qui interviendront inévitablement dans les processus de fabrications, les paramètres de fonctionnement peuvent subir des écarts dont l’innocuité sur le fonctionnement de l’arme étaient, par le passé, validés dans leur globalité par les essais nucléaires.

La pratique de ces essais étant maintenant exclue, il est devenu impératif de bâtir une stratégie alternative pour garantir la sûreté et le fonctionnement. Trois éléments composent cette stratégie :

· le concept des charges robustes, basé sur un fonctionnement peu sensible aux variations technologiques. Ce concept a été testé lors de l’ultime campagne d’essais ;

· la validation des écarts dus à la « militarisation » de la charge nucléaire ou susceptible d’apparaître au cours de la vie opérationnelle de l’arme ;

· la certification obligatoire des équipes qui auront à évaluer les conséquences de ces écarts sur le fonctionnement ou la sûreté de l’arme pendant toute sa durée de vie. Ces nouvelles équipes n’auront pas connu les essais nucléaires et seront formées à l’aide d’expériences réalisées sur les installations du programme Simulation et de réinterprétations des tirs passés. Elles devront obligatoirement être évaluées par des experts ayant préparé et réalisé des essais nucléaires. Un tel passage de relais entre générations conditionne le calendrier de réalisation du programme Simulation.

La simulation consiste à reproduire par le calcul les différentes phases du fonctionnement d’un système et, dans le cas qui nous concerne, celui d’une arme nucléaire. Les résultats de ce calcul, pour être totalement fiables, doivent être validés par des expériences. Afin d’atteindre cet objectif, le programme Simulation a été construit autour de trois volets.

  La physique

Valider numériquement chaque étape de ce fonctionnement nécessite, d’abord, de mettre au point des modèles physiques prédictifs. En effet, pour les essais nucléaires, l’utilisation de modèles physiques empiriques suffisait souvent à restituer le résultat d’un essai, la « validation » de ce modèle étant assurée dans l’essai suivant. En l’absence d’essais, il est impératif d’accéder à une modélisation fine de tous les phénomènes mis en jeu afin d’en évaluer précisément les conséquences. La mise au point de cette modélisation est un travail très important qui a débuté en 1995.

 Le numérique

II faut disposer ensuite de codes numériques permettant la prise en compte de ces modèles. Leur utilisation nécessite l’emploi d’ordinateurs de plus en plus puissants, tant en ce qui concerne la taille mémoire que la rapidité de calcul. Ceci conduit à disposer à l’horizon 2010 d’une puissance de calcul 2000 fois supérieure à celle dont disposait la Direction des Applications Militaires (DAM) en 1996. La génération des ordinateurs massivement parallèles permettra de répondre à ce besoin. Une première étape a été franchie, fin 2001, avec la mise en service d’une machine capable d’exécuter cinq mille milliards d’opérations à la seconde (5 téraflops soit une capacité 100 fois supérieure à celle de 1996).

 Les expériences

La validation de ces logiciels devra être apportée d’un point de vue expérimental. Cela implique un grand nombre d’expériences de laboratoire et la réalisation de grands outils permettant de valider plus globalement certaines étapes importantes du fonctionnement de l’arme. Deux moyens jouent ici un rôle majeur :

• la machine de radiographie AIRIX, installée à Moronvilliers en Champagne, permet de valider les différents modèles relatifs au début du fonctionnement de l’arme, dans sa phase non nucléaire. Sur cette installation, opérationnelle depuis mi-2000, sont réalisées des expériences dans lesquelles les matériaux nucléaires sont remplacés par des matériaux inertes, proches sur le plan mécanique et thermique.

• le Laser Mégajoule (LMJ), indispensable pour simuler le fonctionnement nucléaire de l’arme, sera installé sur le Centre CEA du CESTA, près de Bordeaux. Dimensionné pour que l’énergie apportée par les faisceaux laser conduise à la fusion de quelques dixièmes de milligrammes d’un mélange de deux isotopes de l’hydrogène (deutérium et tritium), il permettra d’atteindre en laboratoire des conditions thermodynamiques (densité, pression, température) similaires à celles rencontrées lors d’un essai thermonucléaire. On pourra ainsi valider, à la fois, les modèles et les logiciels utilisés dans la simulation numérique, et les compétences des physiciens engagés dans l’apport de la garantie. La mise en service progressive de la Ligne d’Intégration Laser (LIL) - prototype à huit faisceaux du LMJ (240 faisceaux) - a débuté en avril 2002 et a permis en 2003 la validation des grands choix technologiques.

Les grandes étapes.

Ainsi, dans quelques années, la France disposera d‘un ensemble de moyens lui permettant d’assurer de façon pérenne la crédibilité technique de sa stratégie de dissuasion sans avoir à effectuer des essais nucléaires en vraie grandeur.