Le laser sur le champ de bataille - Applications concrètes

[artyparis]

Le grand public imagine que le laser est/sera une arme de destruction similaire  ce que l'on voit dans les films de SF.

Y a t'il effectivement des "armes" laser qui détruisent leur cible?

Le laser a t il d'autres applications? (Gêner des capteurs, les aveugler, transmettre des infos...)

La première application qui me vient à l'esprit est la désignation de cible.

J'ouvre ce fil après avoir découvert cet article:

http://www.slate.fr/story/70751/arme-laser-sf-realite

[Koustaire]

Il y a des lasers de champs de bataille, déjà aujourd'hui.

 

En gros, il faut distinguer 3 types de laser sur les champs de bataille:

 

- laser à faible puissance: utilisés comme désignateurs et systèmes de guidage, en service depuis des décennies

 

- laser à puissance moyenne (de l'ordre du kilowatt): utiles pour attaquer directement des systèmes optiques et aveugler des soldats (bien que ce soit théoriquement interdit): En service aujourd'hui. L'exemple plus connu est le JT-1, qui est monté sur le ZTZ-99 chinois (le Type 99 est les char de combat principal des régiments blindés d'élite de l'armée de libération populaire; les autres étant équipés du Type-96 plus basique).

 

- laser à haute énergie (puissance de l'ordre du 100 kW jusqu'au MW et plus): Capables d'endommager directement une structure et donc approchant les effets de ces fameuses armes SF. Certains modèles existent, du moins comme prototypes (THEL Nautilus, ABL etc.). Cependant, leur plus gros problèmes sont le fait que ces appareils sont actuellement très volumineux et fragiles, ce qui limite leur utilité pour autre chose que la défense statique (anti-missile et anti-projéctile). Un autre problème est que la puissance de l'ordre du MW n'est actuellement atteignable qu'avec des lasers chimiques, qui nécéssite de la "munition" sous forme de grandes quantités de produits chimiques très toxiques et corrosifs (comme le fluore, par ex.). On travaille actuellement pour perfectionner des lasers à électrons libres (FEL) qui n'auront besoin que de l'électricité, ce qui éliminera cet inconvénient. Les FEL n'atteingent actuellement que des puissances de quelques dizaines de kW, mais la recherche avance rapidement et on attend les premiers FEL sur le champs de bataille (ou plus précisement sur des bateaux, car ce seront des armes de marine; un bateau pourra plus facilement embarquer ces gros appareils et leur fournir leur énergie) dans la prochaine décennie.

 

Resteront deux problèmes communs à tous les lasers: Une efficacité de l'ordre de 20% (donc 80% de l'énergie injectée servira à chauffer l'émetteur, donc il faut avoir en plus de puissants systèmes de réfrigération!) et le fait qu'un rayon laser peut être perturbé par les conditions méterologiques et peut être réflechi...

 

A noter finalement que pour fonctionner comme arme déstructrice, le mieux sera probablement non pas un laser classique (qui "brûle" à travers sa cible) mais un dérivé qui s'approchera d'une autre arme SF: le canon plasma. En gros, on utilisera un laser à très haute énergie (dizaines de MW) mais qui tirera des impulsions très courtes (moins qu'une milliseconde, ce qui empêche une perte d'energie par le "blooming", l'ionisation de l'air au passage du rayon). Focalisé sur une cible d'une dimension de l'ordre de quelques cm2, cela provoquera une surchauffe de la couche la plus externe de la surface visé à un million de degrés en une fraction de seconde. Cette couche la plus externe (un mm ou moins) se transformera alors en plasma qui subira une expansion violente (pour ne pas dire explosive). Ceci provoquera une onde de choc méchanique qui elle, causera alors les vrais dégâts à la structure... 

Modifié le 25 août 2014 par Koustaire

[collectionneur]

Pour les lasers, lors de leurs apparitions, les États Majors les voyaient sur le champ des bataille dès les années 90. J’avaiss mit sur un autre fil il y a longtemps la composition d'un régiment d'artillerie laser imaginé par un officier français dans le Science et Vie, n^o Hors-Série 157, de décembre 1986,..

[yoannc]

je poste ici, histoire de pas créer un autre sujet. la darpa vient de développer un laser solide de 100 kW, assez léger et compact pour être embarqué sur un avion:

 

 

 

 

 

 

http://www.darpa.mil/Our_Work/MTO/Programs/EXCALIBUR.aspx

Modifié le 6 décembre 2014 par yoannc

[Flippy]

Il ne reste plus qu'à coller des miroirs en carbure de silicium sur l'enveloppe de nos missiles pour les immuniser contre ce genre de système (ambiance disco garantie ).

Modifié le 6 décembre 2014 par Flippy

[Sovngard]

La question est : ce genre de laser sera-t-il assez puissant pour liquéfier du fantassin ?

Je le vois bien remplacer le canon de bord sur les avions de chasse.

Modifié le 6 décembre 2014 par Sovngard

[Flippy]

La question est : ce genre de laser sera-t-il assez puissant pour liquéfier du fantassin ?

Je le vois bien remplacer le canon de bord sur les avions de chasse.

 

100kw c'est largement assez pour tuer un homme mais la mort ne sera pas immédiate, il faudra sans doute s'acharner dessus pendant quelques secondes histoire de le "cuire" suffisamment.

Il me semble d'ailleurs que la convention de Geneve interdit l'utilisation de laser anti-personnelle.

 

Par contre ce genre de système doit être sacrement efficace pour détruire les systèmes optroniques des véhicules adverses.

Modifié le 6 décembre 2014 par Flippy

[Divos]

Navy: New laser weapon works, ready for action

 

http://www.cnn.com/2014/12/11/tech/innovation/navy-laser-weapon/index.html?sr=fb121114laser1130aVODtopNative

[collectionneur]

Pour les lasers, ce sont les armes qui peuvent rendre aveugle qui sont interdits, rien n'empêche celles qui vous cuisent a point...

[Flippy]

J'imagine déjà la scène : "Nom di diou ! Personnels hostiles en face de nous, vite cramé les ! Mais attention ne visait surtout pas les yeux...".

[kotai]

Tout dépend de la longueur d'onde et de l'impulsion, 100kw en 1 nanoseconde avec un laser gama, je pense que le soldat ne sentira rien....

 

De plus un blindage ne servira à rien dans certain cas avec des ondes extrêmement courte qui sont très pénétrante. On pourrais assister à une boucherie avec ses armes, elle agirait comme des scalpel et débiterait les hommes et bâtiment en tranche....

[Conan le Barbare]

A ce point tu crois ?

[collectionneur]

Il faudra des batteries beaucoup plus puissantes que celles actuellement en service pour arriver a ce résultat...

@ Sovgnard. Il y 2 ou 3 ans, on a mit un article sur un simulateur au sol de F-16 ou le Vulcan était remplacer par un laser :)

[Shorr kan]

Il faudrait qu'un laser à rayon gamma existe. Ce qui n'est pas le cas. Déjà qu'on rame pour focaliser des rayons X d'une source qui rayonne dans toutes les directions*, sans même parler de laser dans cette longueur d'onde qui n'existe que depuis 2012...

 

Et de toute façon les gamma, X et autre UV sont particulièrement bien absorbés par notre atmosphère. C'est ce qui est d'ailleurs à l'origine de la boule de feu caractéristique des armes nucléaires qui est la résultante de cette absorption par l'air dense environnant la bombe à faible altitude.

 

 

* L'on se sert de miroirs spéciaux recouverts d’Or et de forme annulaire qui focalise les rayon X arrivant de façon presque parallèle au miroir, bref avec un angle très plat.  

Modifié le 22 décembre 2014 par Shorr kan

[yoannc]

* L'on se sert de miroirs spéciaux recouverts d’Or et de forme annulaire qui focalise les rayon X arrivant de façon presque parallèle au miroir, bref avec un angle très plat.  

 

pour illustrer, voila le miroir du telescope a rayon-X chandra de la nasa (conçu par KODAK):

 

 

mais on est hs non ? je ne comprend pas trop comment on peut obtenir un laser avec du rayon-x.

[Shorr kan]

Il manquait une photo à mon explication. Merci de l'ajouter ;) .

 

 

Pour un laser à rayon X, l’expérience que j'évoque c'est déroulé en 2012 en Californie à l'aide du LINAC. C'est un accélérateur de particules dont les particules accélérés sont des électrons auxquels l'ont fait emmètre un faisceaux de rayon X en modifiant leur vitesse*. Faisceaux déjà particulièrement intense qui va exciter un gaz raréfié d'atomes de néon qui va lui même "laser" à son tour dans la bande X.

 

La différence entre ces deux rayonnements, celui de l'accélérateur et celui du gaz excité ? Alors bien sur, l'accélérateur à électrons peut être considéré déjà comme une sorte de laser à rayon X, mais même si l'étalement spectral de ce genre de source est déjà faible, avec l’expérience en question c'était encore plus monochromatique et plus proche dans son mécanisme des lasers traditionnels**, même si elle n'utilise pas de cavité amplificatrice avec des miroirs semi-transparents  (il n'y a pas d’allée-retour des photons, l’émission est très courte. L’énergie est relâché d'un coup) et ce genre de laser, si je ne trompe pas, sont dits "laser à superradiance".

 

* C'est le "rayonnement synchrotron" qu'on obtient en ralentissant des électrons qui émettent du rayonnement électromagnétique et des rayon X quand leur vitesse est beaucoup modifié, modification restitué sous forme d'un rayonnement X intense. Je ne m'étale pas sur les raffinements techniques possibles pour obtenir ce résultat et me borne à évoquer le principe.

 

** qui rappelons-le consiste à injecter de l’énergie, généralement sous forme de rayonnement, ce qui amène les électrons des atomes à des niveaux d’énergies supérieurs quelques temps avant de redescendre à des nivaux plus faible, non sans emmètre des photons qui irons "désexciter" d'autres atomes excités qui à leur tour ferons de même ; mécanisme qui s'amplifiera de proche, comme une avalanche.

Modifié le 23 décembre 2014 par Shorr kan

[kotai]

Il faudra des batteries beaucoup plus puissantes que celles actuellement en service pour arriver a ce résultat...

@ Sovgnard. Il y 2 ou 3 ans, on a mit un article sur un simulateur au sol de F-16 ou le Vulcan était remplacer par un laser :)

 

C'est le problème actuelle, il manque un moyen de stockage ou de production assez puissant....

[collectionneur]

Déjà des contre mesures contre les lasers ?

https://www.capital.fr/economie-politique/la-chine-developpe-un-bouclier-protegeant-des-armes-laser-1457276

le professeur Lu Yuan et ses collègues de l'Université nationale des technologies de défense de Hefei ont mis au point un film intelligent qui est entièrement transparent lorsqu'il est appliqué sur la lentille d'un capteur infrarouge, mais très efficace pour bloquer la lumière nocive des lasers.

Selon les chercheurs militaires, lorsque le missile détecte un faisceau laser, le film se transforme en un bouclier métallique capable de renvoyer la majeure partie de l'énergie du faisceau comme un miroir. Les revêtements anti-laser pour les capteurs de missile existent depuis des décennies mais ont une efficacité limitée. Par exemple, des matériaux comme la céramique peuvent absorber efficacement l'énergie d'un faisceau. Mais la plupart des revêtements ne fonctionnent que dans une gamme étroite de longueurs d'onde laser. L'ajout de plusieurs couches de revêtements différents peut aider, mais il peut aussi bloquer la vue du missile et réduire la portée et la précision de détection du capteur de l’arme.

Le nouveau revêtement de l'équipe chinoise utilise du vanadium, un métal semblable à l'argent que l'on trouve principalement en Chine, en Russie et en Afrique du Sud. Le vanadium appliqué sur un missile chinois est transparent, mais lorsqu’il est chauffé par un laser par exemple, le métal s’épaissit et bloque la lumière. "Bien que cette énergie sature encore partiellement l'imageur thermique, la zone de saturation est petite et le capteur thermique peut encore effectuer une observation efficace de la cible", ont affirmé les chercheurs chinois au South China Morning Post.

Cependant, faire fonctionner ce bouclier au vanadium dans des conditions de combat réel s’avère encore compliqué. En effet, en plus de l’éblouissement, les systèmes de défense laser ont d’autres moyens d’aveugler un missile. Lorsqu'un missile se rapproche d'une cible, les impulsions laser peuvent produire une série de taches lumineuses sur le capteur thermique de l’arme. La forme de ces taches changent de manière significative à mesure que la distance se réduit entre l’aéronef ciblé et le missile. Ces perturbations peuvent également désorienter le missile et lui faire perdre sa cible.

 

[Alzoc]

Ce n'était qu'une question de temps.

En soit les contres-mesure contre les lasers sont assez simples en principes. Il suffit d'ajouter une couche de "peinture" sur la surface à protéger qui va soit réfléchir et/ou diffuser l'énergie envoyée par le laser.

L'inconvénient principal est effectivement que l'énergie diffusée va quand même faire chauffer la surface et ça peut aveugler les capteurs du missile ou du drone visé. Il faut aussi choisir le bon revêtement de surface qui sera efficace à la longueur d'onde du laser dont on veut se protéger.

L'intérêt économique reste du côté du défenseur (il n'a que quelques systèmes de défense laser déployés, mais ça oblige quand même l'adversaire à appliquer un traitement de surface sur tous ses drones-missiles-obus).

L'industrie automobile typiquement a beaucoup d'expérience sur l'application de revêtements multi-couches et multi-fonctionnels sur pratiquement toutes les surfaces extérieures. Il y a de la recherche qui se fait continuellement sur l'amélioration de ces revêtements (même si c'est plus orienté anti-corrosion et anti-rayures que contre les armes à énergie dirigée^^)

Révélation

 

Modifié le 14 janvier 2023 par Alzoc