FORUM DU FUTUR


"Les enjeux industriels mondiaux liés aux vecteurs de la dissuasion"
Petit-déjeuner débat du lundi 23 juin 2008 à France-Amériques
animé par :
Bruno GRUSELLE, Chargé de recherches - Fondation pour la Recherche Stratégique (FRS)


Enjeux de la propulsion solide des missiles stratégiques

Pérennité et développement des savoir-faire nationaux dans le domaine des propergols solides

 

Depuis le développement des premiers propergols solides destinés à des applications stratégiques dans les années 1950, la France a développé une filière unique à la fois par sa spécificité technique et par son niveau d’avancement. En effet, le savoir-faire, les compétences et les connaissances acquises lors de la réalisation des programmes de propulsion destinés aux missiles de la force stratégique placent aujourd’hui la France parmi les Etats les plus avancés dans le domaine de la propulsion solide, à un niveau équivalent à celui des Etats-Unis. D’autres puissances balistiques, comme la Russie ou la Chine, sont capables de mettre au point des chargements de propergol solide permettant à leurs missiles d’atteindre des portées de plusieurs milliers de kilomètres mais, tant du point de vue des performances, de la fiabilité que de la sécurité, ces chargements ne présentent pas le même degré d’avancement technique que ceux que la SNPE en France, ou les deux motoristes américains ATK et Aerojet (dans une moindre mesure pour ce dernier), sont capables de produire.

Cette différence s’explique en grande partie par le fait que la plupart des puissances balistiques n’ont entrepris la mise au point de missiles balistiques utilisant des chargements à propergol solide composite que relativement tard. Ainsi, le premier missile soviétique lancé de sous-marin utilisant ce type de propulsion (SS-N-17 d’une portée d’environ 4000 km) n’entre en service qu’en 1980 et il faut attendre 1984 pour que l’URSS déploie un engin intercontinental à propulsion solide sur ses sous-marins. Aujourd’hui encore, la mise au point d’un nouveau missile destiné à être déployé sur les sous-marins de la classe Borey, le SS-NX-30 Bulava, semble poser d’importantes difficultés aux bureaux d’études russes comme le montre la série d’échecs des essais en vol enregistrés par le programme. La République Populaire de Chine a engagé, quant à elle, ses programmes de missiles faisant appel à des propergols solides dans les années 1970, à la fois pour la mise au point de missiles tactiques (DF-11 et DF-15) et dans le cadre de la modernisation des capacités stratégiques du pays. Ce n’est qu’en 1985 que le DF-21, utilisant deux étages à propergol solide et d’une portée de 2000 km, subit son premier essai en vol. Plus récemment, le DF-31, qui pourrait être décliné dans une version de 8000 km de portée tirée de sous-marin, ne semble être entré en service pour sa version terrestre qu’à partir de 2006[1]. Enfin, le Royaume Uni dispose pour sa force de dissuasion de missiles Trident II-D5 achetés, hormis les têtes nucléaires, aux Etats-Unis.

Parmi les puissances qui ont plus récemment investi le domaine des missiles balistiques à vocation stratégique, l’Inde est le pays le plus avancé. En effet, Dehli dispose grâce aux efforts investis dans son programme spatial de lanceurs spatiaux engagé dans les années 1970 – et qui a bénéficié pour une large part de transfert de technologie de la NASA –, d’une expertise certaine dans la formulation et la fabrication de propergols solides relativement avancés. Ainsi, les missiles de la famille AGNI, dont le plus récent aurait une portée de 4000 km, démontrent que l’Inde possède un niveau technologique comparable à celui de la Chine.

Enfin, trois Etats, Israël, le Japon et l’Italie, possèdent via leurs programmes de lanceurs spatiaux ou leurs efforts dans le domaine balistique des degrés d’expertise relativement importants dans le domaine de la propulsion solide. L’Italie, notamment, a su investir le domaine en s’appuyant sur des financements de l’Agence Spatiale Européenne. En particulier, à travers les projets Ariane 5 et Vega, l’Agence Spatiale Italienne est parvenue à devenir l’un des maîtres d’œuvre principaux pour la partie propulsive des programmes européens.

Les Etats-Unis possèdent, au même titre que la France, une avance technologique et technique substantielle pour la conception, le développement et la production de chargements à propergol solide complexes, qui se traduit non seulement par la capacité de mettre au point de nouveaux chargements de propergols mais également à diminuer les coûts liés au développement et à maîtriser leur production industrielle. Or, les travaux engagés côté américain tant pour la composante antimissiles que pour la conversion de missiles stratégiques pour des missions conventionnelles permettent aux deux motoristes que sont ATK et Aerojet, de conserver et d’accroître leur potentiel technologique et technique. Le cas du programme Kinetic Energy Interceptor (KEI), système qui pourrait à terme remplacer les intercepteurs terrestres de la défense du territoire américain, est symbolique des efforts entrepris pour faire progresser la filière. Au cœur du projet se trouve en effet la mise au point de chargements de propergol solide de nouvelle génération, permettant des niveaux d’accélération et de vitesse finale très élevés[2]. Même si l’arrivée d’une nouvelle Administration aux affaires en 2009 pourrait conduire à une évolution technique et financière du programme de défense antimissile tel qu’il a été engagé en 2000, les grandes lignes de celui-ci devraient rester identiques. Pour ce qui concerne le KEI – comme au reste d’autres systèmes considérés soit comme matures, soit comme prometteurs d’un point de vue technique – le consensus politique qui se reflète dans les choix budgétaires du Congrès élu en 2006 semble indiquer que le projet sera poursuivi.

Tant la conception que la mise au point et la fabrication des chargements de propergols solides composites présentent un caractère critique pour permettre à la France de disposer à long terme et de façon autonome des moyens stratégiques destinés à répondre à l’évolution de notre environnement international et aux menaces qui pourraient en découler. En particulier, le renforcement des capacités nucléaires russes, l’évolution des doctrines stratégiques chinoises et des moyens associés ou l’apparition de nouvelles puissances balistiques hostiles font partie des problématiques qui justifient l’amélioration continue de nos propres forces nucléaires. En effet pour répondre à ces évolutions, nos moyens balistiques et nucléaires devront vraisemblablement être améliorés pour offrir à nos autorités politiques des outils plus adaptés à un contexte caractérisé par des contraintes et des incertitudes géopolitiques importantes. En d’autres termes, nos systèmes stratégiques devront offrir plus de portée – ce qui implique notamment la pérennisation de la composante  océanique –, de précision et de flexibilité tout en conservant, voire en améliorant, leur degré de fiabilité. Ainsi, il apparaît que la tendance générale d’évolution du besoin en matière de missiles balistiques à un horizon temporel lointain se traduit par la nécessité de mettre au point et de produire des chargements à propergol solide qui seront plus performants que ceux existant aujourd’hui. Ce constat amène à considérer que la conservation et l’amélioration de nos compétences nationales dans les domaines techniques clefs de la conception et de la réalisation de missiles – en particulier pour ce qui concerne la propulsion solide stratégique – constitue une priorité afin de garantir l’avenir de  notre politique de sécurité.

Du fait de son caractère spécifique et très peu dual, la filière de la propulsion solide composite s’avère aujourd’hui particulièrement fragile. En effet, la coïncidence de la fin des programmes de développements de missiles balistiques et de lanceurs spatiaux crée en France une situation exceptionnelle de vulnérabilité. Une fois achevé le développement du M-51, aucun effort de recherche et de développement de longue durée n’a été encore planifié pour permettre de sauvegarder les savoir-faire critiques qui permettrait de lancer à l’horizon 2030 un nouveau programme de vecteurs destinés à notre force stratégique. La mise au point de chargements de propergol ayant les performances requises pour remplir une gamme plus large de mission nécessite non seulement la conservation mais également l’accroissement du savoir-faire dont dispose aujourd’hui notre tissu industriel.

Ce savoir-faire repose essentiellement sur l’expérience accumulée par la SNPE dans la formulation, la conception et la réalisation de propergols composites, c'est-à-dire dans une branche particulière de la Chimie. Ce métier de « chimiste », qui fait la spécificité de la société, l’a conduit à développer à la fois des processus industriels innovants mais également à entretenir une base scientifique et technique faisant appel à un large éventail de disciplines scientifiques. Cette interaction permanente entre la pratique du développement de chargements à finalité opérationnelle et les études amont constitue l’un des points clefs des progrès réalisés depuis 50 ans. Elle s’accompagne par ailleurs de la constitution d’un tissu professionnel formés d’équipes ayant participé au développement à la fois des chargements destinés aux missiles stratégiques français (M4, M45 et M51) et des moteurs à propulsion solide (MPS) d’Ariane 5. Enfin, le développement de cette filière a été rendu possible par la mise en place de capacités de production unique en Europe, à la fois pour les chargements mais également pour les matières premières critiques destinés à leur fabrication (e.g. perchlorate d’ammonium).

De fait, l’évolution du contexte budgétaire et politique national ainsi que le vieillissement des équipes techniques qui ont mené les développements des chargements à propergol solide depuis les années 1970 jusqu’à aujourd’hui, conduisent à s’interroger sur les conditions dans lesquelles cette filière pourrait poursuivre son développement. D’un point de vue budgétaire, force est de constater que la diminution des investissements de défense et les montants encore limités affectés aux études amont risquent de se traduire par une interruption du cycle  ‘’développement-production’’ crucial pour assurer l’efficacité de la filière. Au niveau politique, si le rôle central de la dissuasion nucléaire pour la sécurité de nos intérêts vitaux ne semble pas devoir être remis en cause, la structure qualitative et quantitative actuelle de nos systèmes d’armes nucléaires pourrait faire l’objet de débats périodiques (par exemple à chaque élection présidentielle). Du point de vue des vecteurs, les révisions stratégiques pourraient se traduire par des demandes de performances accrues en termes de portée et de précision s’inscrivant dans une logique d’évolution des charges nucléaires.

La poursuite des progrès techniques et industriels nécessaires pour atteindre un éventuel objectif de ce type, de façon autonome, nécessite en conséquence de prendre des mesures spécifiques. Il convient de souligner que celles-ci devront permettre à la fois de conduire des activités de développement mais également des travaux de production, a minima sur des démonstrateurs en grandeur réelle, afin de sauvegarder la synergie entre le développement et la fabrication. Plusieurs pistes peuvent être envisagées :

        Le lancement d’un projet de mise au point d’un démonstrateur d’intercepteur exoatmosphérique ou haut endoatmosphérique dans le cadre d’un programme européen ou transatlantique de défense antimissiles revêt des intérêts à la fois politiques et techniques. De ce dernier point de vue en effet, les chargements de propergol solide nécessaires ont un caractère techniquement proche de ceux  destinés à des applications offensives : dimensions, performances énergétiques, fiabilité et durée de vie. Les efforts engagés pourraient donc efficacement permettre d’accroître des compétences nécessaires à l’évolution éventuelle et au maintien en condition de nos capacités stratégiques nucléaires.

        Engager le développement d’un démonstrateur de propulseur de nouvelle génération dont les performances visées seraient déduites d’une étude prospective des besoins envisageables à l’horizon 2015.

Ces deux solutions exigent un effort budgétaire soutenu pendant une période assez longue, qui s’étend vraisemblablement jusqu’au milieu de la décennie 2020 afin d’être en mesure à cette échéance de pouvoir remplacer, si nécessaire, les étages propulsifs des missiles entrant actuellement en service. Elles doivent également profiter des synergies qui pourraient exister avec les programmes de missiles tactiques et de propulsion spatiale.

Notre participation aux programmes spatiaux européens, comme contribution potentielle à une reprise d’activité dans le secteur des missiles stratégiques, représente la solution la moins adaptée pour répondre à la question du développement des compétences nationales. En effet, les besoins en matière de propergol solide pour la propulsion spatiale sont, maintenant, relativement différents de ceux relatifs aux missiles balistiques. Néanmoins, elle permettrait théoriquement d’entretenir un niveau de savoir-faire suffisant pour concevoir des chargements rustiques destinés à ces derniers, à condition que nous conservions une maîtrise propre du développement et de la production des chargements de propergol, ce qui est loin d’être assuré étant donnée la position de l’Italie dans le secteur spatial. La mise en place d’un programme de développement pour un lanceur national à propulsion solide rustique (c'est-à-dire utilisant des technologies éprouvées)[3] pourrait par exemple être envisagée afin de conserver la maîtrise d’œuvre de l’ensemble du système, de la conception à la fabrication. Elle apparaît cependant peu vraisemblable étant donnée la gamme de lanceurs disponibles actuellement.

La filière française de la propulsion solide à vocation stratégique se trouve donc dans une situation exceptionnelle qu’elle n’a jamais connue depuis sa mise en place à la fin des années 1950. Celle-ci est caractérisée par une rupture du cycle de développement-production qui, jusqu’ici, avait permis de conserver et d’accroître le potentiel technique et scientifique de notre tissu industriel, avec pour conséquence l’amélioration des performances des chargements, de leur fiabilité et de leur sûreté en conformité avec les besoins exprimés par les autorités politiques. La fin de la période de développement des moteurs du missile M-51 pourrait conduire à l’attrition puis à la disparition de compétences spécifiques et uniques qui ne pourront réapparaître que moyennant des investissements lourds. Pour éviter que ce scénario ne se réalise, il est impératif d’offrir dès maintenant à cette filière des perspectives en termes de programmes.




[1] « China deploys new Dongfeng Missile », United Press International, 14 juin 2006.

[2] L’objectif pour le KEI est une vitesse finale de l’ordre de 7km/s (à terme une version pouvant atteindre 8km/s est envisagée). Voir http://www.janes.com/extracts/extract/jsws/jsws9078.html
[3]
Un lanceur ayant une capacité d’emport de quelques tonnes à faible coût de développement et de fabrication