Canon électromagnétique à supercondensateur: 350 km de portée !

Canon électromagnétique BAE Systems

canon electromagnetique bae systems

Comme pas mal de technologies de pointe, le supercondensateur peut servir à bon escient (par exemple comme batterie à recharge ultra-rapide pour la voiture électrique), mais aussi pour fabriquer de puissantes armes de guerre. Ainsi, le canon électromagnétique utilisant des supercondensateurs devrait bientôt devenir une arme tactique pour la marine.

General Atomics, une entreprise de défense et de physique nucléaire basée à San Diego en Californie et BAE Systems, une entreprise britannique travaillant dans les secteurs de la défense et de l'aérospatiale, planchent sur un canon électromagnétique surpuissant qui intéresse déjà fortement l'U.S. Navy.

Le canon électromagnétique n'est pas un canon ordinaire, car il n'utilise pas de poudre ni produits chimiques. Il fonctionne en envoyant un courant électrique pulsé très intense le long de deux rails parallèles entre lesquels on a disposé un objet métallique. La force électromagnétique créée par ce courant permet de propulser le projectile à une vitesse faramineuse.

En 2007 déjà, General Atomics a conçu le prototype de canon électromagnétique Blitzer afin de démontrer la maturité technique de la technologie appliquée à une arme électromagnétique. L'objectif était de susciter l'intérêt des militaires et montrer que des armes électromagnétiques (EM) de plus petite taille peuvent être utilisées pour toutes sortes de missions, et notamment pour la défense antimissile.

Canon electromagnetique Blitzer

Après de nombreux perfectionnements du canon électromagnétique Blitzer, l'arme a atteint les objectifs fixés au cours de tests réalisés en 2009 et 2010. Des projectiles ont été lancés par Blitzer à Mach 5 avec des niveaux d'accélération supérieurs à 60 000 G. Le canon a aussi effectué des tirs de projectiles capables de se séparer en plusieurs morceaux afin de servir comme moyen de défense antimissile.

En décembre 2010, BAE Systems a fait à son tour une première présentation de son prototype de canon électromagnétique dont voici la vidéo :

En janvier 2012, la Navy a reçu son premier canon électromagnétique grandeur nature fabriqué par BAE Systems. Les premiers tests ont eu lieu fin février 2012 :

"Les flammes qui apparaissent dans la vidéo du tir d'essai proviennent d'une combinaison d'un arc électrique entre le lanceur, les copeaux d'aluminium réagissant avec l'air et le vol hypersonique de la balle", a déclaré Tom Boucher, directeur des essais pour le canon électromagnétique à la "Naval Surface Warfare Center Dahlgren Division" en Virginie.

Cette phase d'essai débutée par l'"Office of Naval Research", organisme de recherche scientifique et technologique pour la Navy et la marine américaine devrait durer jusqu'en 2017. L'ONR espère à cette date pouvoir tirer des projectiles de 40 livres (18kg) à une vitesse comprise entre 4500 miles à l'heure et 5600 m/h sur une distance de 50 à 220 miles nautiques (8336 à 10377 km à l'heure sur 92 à 352 kilomètres de distance).

Le potentiel destructeur de cette arme est proportionnel à la masse et au carré de la vitesse du projectile. Pour se rendre compte de la vitesse que devrait permettre d'atteindre le canon : 9000 km/h, c'est plus de 7 fois la vitesse du son et 2 à 3 fois plus rapide qu'une balle de fusil d'assaut.

Les prototypes de canon électromagnétique sont capables d'exploiter une énergie de 32 mégajoules apportée par des supercondensateurs. Les 32 mégajoules peuvent être atteints grâce à la puissance considérable d'énergie que peut apporter une banque de supercondensateurs. En effet, un supercondensateur stocke directement une charge électrique et n'a donc pas besoin de réaliser une réaction électrochimique (assez lente) pour se charger ou se décharger comme le font les batteries. C'est donc la capacité du supercondensateur à se décharger très rapidement qui permet d'obtenir la concentration d'énergie nécessaire au canon électromagnétique pour atteindre ses objectifs de performance. Avec la vitesse hypersonique atteinte par cette arme, un projectile en forme de balle peut faire des dégâts dévastateurs, même sans exploser.

Canon electromagnetique supercondensateur ga

Canon électromagnetique de General Atomics

En avril 2012, General Atomics a livré la nouvelle version de son canon électromagnétique à l'Office of Naval Research. On peut voir en arrière plan la banque de supercondensateurs (les grands rectangles bleu ciel) servant à alimenter le canon électrique.

La gestion thermique (refroidissement) du canon électromagnétique doit encore améliorée afin qu'il soit capable d'atteindre une cadence de 10 tirs par minute. Lorsque tous les objectifs seront atteints, le canon EM pourra remplacer les canons au calibre de 5 pouces qui équipent actuellement les navires américains et qui ont une portée de 13 miles nautiques (24 km). Les militaires espèrent que les navires de guerre américains pourront être équipés de cette super arme électromagnétique dès 2020.

Mais ce nouveau canon ne fera pas que remplacer les canons existants. Il sera aussi capable d'atteindre les mêmes objectifs à longue distance que les missiles de la Navy, mais en un temps plus court. En plus de sa très grande vitesse, la très faible signature thermique dégagée par une balle tirée d'un canon électrique la rend difficilement détectable et donc difficilement interceptable.

Le canon électromagnétique peut utiliser des projectiles de taille différentes et modifier sa puissance à volonté pour servir de système de défense contre les missiles de croisière, contre les missiles balistiques ou pour faire des frappes de précision. Autre avantage : comme les projectiles n'ont pas besoin de substances explosives, les risques d'explosion des réservoirs de munition disparaissent.

Voici une vidéo impressionnante montrant les capacités tactiques qu'apporteront les canons électromagnétiques à supercondensateur :

Mise à jour du 26/07/2013 :
BAE Systems a obtenu un contrat de 34,5 millions de dollars avec l'Office of Naval Research (ONR) afin de lancer la phase 2 du développement du canon électromagnétique (EM) Railgun. Le canon électrique est un élément important du programme de Prototype Navale Innovant (INP) de la Marine.

L'objectif de cette phase 2 est d'augmenter la cadence de tirs du canon, mettre en place un chargement automatique et améliorer la gestion thermique pour un refroidissement plus efficace. Chris Hughes, le vice-président et directeur général des systèmes d'armes à BAE Systems a déclaré : "Nous sommes engagés à développer cette innovation et à améliorer cette technologie qui va révolutionner la guerre navale. La capacité du canon électromagnétique railgun pour se défendre contre les menaces ennemies sur des distances plus grandes que jamais améliore grandement les capacités de nos forces armées."

La phase 2 devrait commencer immédiatement et les premiers prototypes doivent être livrés en 2014. Le développement du Railgun sera effectué par BAE Systems à Minneapolis, au Minnesota et par ses confrères de l'IAP Research à Dayton, dans l'Ohio et SAIC à Marietta, en Géorgie.

Voici une petite vidéo (en anglais) qui explique le fonctionnement d'un canon électrique railgun :

Mise à jour d'avril 2014 :
L'US Navy annonce les premiers essais en mer du canon électromagnétique pour 2016. Voici une nouvelle vidéo pour l'occasion :


Pour savoir ce qu'est un supercondensateur :
A propos, c'est quoi un supercondensateur ?

9 commentaires

christophe D 17 janvier 2014 à 16:14

Mode de lancement pour les fusées de demain ?

Antoine 30 janvier 2014 à 11:56

Il est hélas improbable que des applications civiles profitables à tous, arrivent en notre possession sous la forme de consommables durables fiables et peu onéreux pour générer à notre guise de l’énergie électrique, les lobbies des dinosaures du nucléaire et du pétrole sauront convaincre nos politiques pour que les choses restent le plus longtemps possible en l'état.
Nos petits enfants peut-être sauront mieux imposer ce genre de technologie, en attendant faisons-leur connaître l'existence de telles découvertes comme le fait ce site.
Quant au lancement de fusée par éjection de cette manière je crains qu'une accélération de 60000 G ne dégoute plus d'un astronaute, ou ces fusées ne seront pas habitées.

CASTEL 04 mars 2014 à 22:35

Quels sont les interrupteurs utilisés pour commuter de tels courants? MOSFET, IGBT?

sam 08 juillet 2014 à 00:42

pardon pour cette question mais il y a une enorme contrainte pour le projectile , alors comment fait pour supporter 60000 G sans s'affecer sur lui meme ?
pardon pour l'ecriture aproximative de "affecer"

Alexi 09 octobre 2014 à 11:25

Bonjour, selon moi il n'y a pas d'affaissement car cela dépend de plusieurs facteur, à commencer par le profil du projectile.
Plus la contrainte est normale (perpendiculaire à la surface sur laquelle elle s'applique) plus elle est élevée. Ce qui explique pourquoi le projectile à une forme beaucoup plus elancée, longue et fine qu'un obus ou missile traditionnel. Ici on se rapproche plus de la forme d'une flèche que de celle d'un obus.
Ensuite, je pense que le choix du matériau intervient également en grande partie. Par ailleurs, l'espace laissé par l'absence d'explosif, carburant, etc ... doit permettre de rajouter de la matière, augmentant donc la résistance du projectile.

Michel 03 janvier 2015 à 23:39

Bonjour,
Est-il completement utopique de penser que les forces de Lorenz accélèrent chaques molécules du projectile?
Dans ce cas, il n'y aurait pas d'inertie.

sarigolepas 23 mars 2016 à 17:09

+ michel et alexi
oui, si le champ magnétique est homogène, aucune contrainte n'est appliquée sur le missile et un missile allongé est plus fragile car la pression à l'arrière est proportionnelle à la longueur du missile, ( si seulement ce qui était plus grand était plus solide, on ferait des gratte-ciel beaucoup plus hauts^^)

legyptien 30 novembre 2016 à 19:07

une forme de missile en forme de pyramide ne serait elle pas une bonne solution ? La ''base'' du missile serait large pour encaisser la contrainte et au fur et a mesure qu on remonte la silouette s affinerait puisque la contrainte serait moindre....

jonathanR leblanc 21 avril 2017 à 04:05

est t il possible de faire une rampe de lancement avec se concept de propulsion magnetique pouvant a atteindre une vitesse de 11,2 km/s, en augmentent le courant et une plus grande rampe plus tôt qu un canon.

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