Les systèmes d'armes laser sont loin d'être un nouveau concept, mais certains problèmes importants subsistent dans leur développement quotidien.
Selon David James de l'Université de Cranfield (Royaume-Uni), ces systèmes se répartissent en deux grandes catégories. Le premier comprend des armes conçues pour engager des portées et d'autres capteurs optiques, tandis que le second se concentre sur la lutte contre les missiles et les drones non guidés. Les systèmes de la deuxième catégorie attirent de plus en plus l'attention des militaires, car les armes laser deviennent plus efficaces et les sources d'énergie diminuent en taille. Jacques a noté:
« Ces systèmes présentent de nombreux avantages. Ils offrent des munitions presque infinies… si l'alimentation fonctionne, alors le système laser continuera à fonctionner. Ils sont relativement faciles à utiliser, ce qui signifie que le processus de formation du personnel n'est pas trop compliqué. »
De la mer à la terre
Comme James l'a noté, au cours des dernières décennies, une quantité importante de travail a été effectuée dans ce domaine, en particulier dans le secteur maritime, où un certain nombre de programmes envisagent la faisabilité d'utiliser des lasers pour lutter contre des menaces telles que les drones navals ou les petits bateaux.
Les systèmes embarqués ont été les premiers à apparaître, car ils ont un accès facile à une source d'énergie de haute puissance, tandis que l'augmentation de l'efficacité des armes laser les rend de plus en plus accessibles aux forces terrestres. Ceci est le plus clairement démontré par le projet de l'armée américaine de créer un prototype et de déployer le premier système laser de combat. Des systèmes d'une capacité de 50 kW seront installés sur quatre véhicules blindés Stryker en 2022 afin de soutenir les tâches de défense aérienne mobile à courte portée, désignés M-SHORAD (Maneuver - Short-Range Air Defence) pour la protection des brigades de combat des drones, des missiles non guidés, des tirs d'artillerie et de mortier et des hélicoptères de l'aviation.
"Il est maintenant temps d'amener les armes à énergie dirigée sur le champ de bataille", a déclaré Neil Thurgood, directeur du bureau des armes hypersoniques, à énergie dirigée et spatiales de l'armée américaine, lors de l'attribution du contrat. - L'armée reconnaît le besoin de lasers à énergie dirigée, ce qui est prévu dans le plan de modernisation de l'armée. Il ne s'agit plus d'activité de recherche ou de démonstration. Il s'agit d'une capacité de combat stratégique et nous sommes sur la bonne voie pour la mettre directement entre les mains des soldats. »
Comme l'a noté James, de tels développements pourraient aider à combler le vide dans les capacités de combat potentielles, en particulier en ce qui concerne les UAV. Lorsqu'un grand nombre de drones apparaissent sur le champ de bataille, les troupes au sol doivent être en mesure de faire face à la menace. Actuellement, cette tâche est résolue en tirant avec des armes légères et des mitrailleuses à très courte distance, bien qu'il soit évident qu'il est très difficile de mener des tirs ciblés ici. Une alternative cinétique serait les missiles sol-air. Cependant, contrairement aux fusées, les drones sont beaucoup moins chers à fabriquer et à exploiter.
« Les avantages économiques sont qu'il n'est pas rentable pour vous d'utiliser des missiles contre un essaim de drones, car les missiles s'épuiseraient alors très rapidement. Vous devez garder votre arsenal de fusées pour des cibles plus importantes comme des avions ou des hélicoptères. »
Un autre avantage des lasers est leur vitesse.
« Puisque les« munitions » se déplacent à la vitesse de la lumière, en fait, si vous placez même momentanément le faisceau sur la cible, alors vous frappez le drone … même s'il traverse votre ligne de mire à une vitesse terrible, vous n'avez qu'à pointez le laser sur la plate-forme ennemie - et la cible est la vôtre.
Quelle que soit la menace
Craig Robin, chef du Directed Energy Project Office de l'armée américaine, est d'accord, ajoutant que les systèmes d'armes laser sont également insensibles aux menaces.
"La plupart des matériaux ne tiennent pas à haute température, si vous focalisez le laser sur une mine ou un drone, votre impact sera fatal."
Tout cela, bien sûr, offre des avantages d'un point de vue financier, mais en même temps, les systèmes laser peuvent réduire la quantité de matériel et l'approvisionnement technique pour l'armée.
« Quant aux moyens cinétiques, il faut fabriquer des fusées, il faut entretenir les fusées, il faut les amortir. Cela ne s'applique clairement pas aux systèmes d'armes alimentés en énergie, c'est-à-dire qu'ils réduisent considérablement la charge logistique."
Le bureau de Robin fait partie du Bureau des capacités rapides et des technologies critiques (RCCTO) de l'armée. Sous la direction de Thurgood, l'organisation s'efforce d'incorporer de nouvelles technologies dans des développements expérimentaux susceptibles d'atteindre les soldats. L'énergie dirigée est l'objectif principal de cette activité.
Dans les travaux sur le laser M-SHORAD, les développements du précédent projet MHHEL (Multi-Mission High-Energy Laser) ont été utilisés, qui prévoyait également l'installation d'un laser de 50 kW sur la machine Stryker et la production d'un prototype en 2021. Cependant, le RCCTO a décidé d'étendre la portée du projet, de sorte que quatre lasers sont actuellement prévus pour être déployés. En collaboration avec le maître d'œuvre Kord Technologies, Raytheon et Northrop Grumman sont en compétition sur ce projet avec leurs prototypes M-SHORAD.
Le RCCTO est impliqué dans d'autres projets énergétiques dirigés. L'accent est mis sur la protection contre les tirs indirects, qui sera fournie par le système d'arme installé sur le véhicule Stryker. Connu sous le nom de capacité de protection contre les incendies indirects - laser à haute énergie, ce projet est un développement ultérieur du programme de démonstration de véhicules tactiques à laser à haute énergie pour passer d'un système de 100 kW à un laser de 300 kW et le livrer aux troupes d'ici 2024.
L'armée avait auparavant installé un laser de 10 kW sur la machine Stryker dans le cadre du projet MEHEL (Mobile Experimental High-Energy Laser), qui a constitué la base des travaux sur le M-SHORAD.
La décision d'augmenter la puissance des armes était basée sur le processus de développement réussi. Comme l'a expliqué Robin, « En termes de maturité technologique, les investissements de l'industrie ont contribué à accélérer l'ensemble du processus et à obtenir de bons résultats. »
La fibre optique
Scott Schnorrenberg de Kord Technologies a déclaré qu'il y avait eu une transition des lasers à semi-conducteurs vers des dispositifs à fibre spectralement combinés, "qui sont nettement plus efficaces et ont une taille réduite". Il a ajouté que les progrès évidents dans les batteries de grande capacité, la production d'énergie et les systèmes de gestion thermique jouent un rôle important, permettant d'installer des systèmes laser très puissants sur des véhicules de combat relativement petits.
Kord se concentre actuellement sur le développement de la technologie dans la phase de R&D et son utilisation dans le développement de prototypes et de produits de production ultérieurs. Schnorrenberg a également souligné les avantages logistiques des lasers, notant qu'"ils sont également équipés de puissants capteurs pour fournir des capacités supplémentaires de collecte d'informations et de ciblage sur le champ de bataille". Il estime qu'après le déploiement des systèmes du projet M-SHORAD et d'autres programmes, le champ d'application des lasers devrait s'étendre dans les années à venir.
« Vous voyez que les lasers évoluent rapidement, s'étendent sur d'autres plates-formes et élargissent la gamme de missions qu'ils peuvent effectuer, telles que la neutralisation des explosifs et munitions, les contre-mesures contre les ressources de reconnaissance, le ciblage de précision, la puissance rayonnante concentrée et la transmission de données à grande vitesse. La gamme croissante de cibles potentielles contribuera sans aucun doute à une augmentation de la gamme de plates-formes de base sur lesquelles des systèmes laser seront installés. »
Evan Hunt, responsable des lasers haute puissance chez Raytheon, a également noté la possibilité de suivre des cibles avec des systèmes laser.
« En appuyant sur un bouton après avoir identifié un drone comme une menace, vous pouvez l'abattre instantanément, et ce sera un processus de courte durée où le drone commencera à tomber en même temps que le bouton est enfoncé. C'est une façon révolutionnaire de toucher des cibles par rapport aux munitions traditionnelles, qui peuvent très bien rater et voler en morceaux dans des directions différentes. »
"Nous parlons d'un nouveau type de technologie qui permet de manière assez indépendante de détecter, suivre, identifier et engager des cibles d'une manière qui peut potentiellement être utilisée même à proximité relativement proche de zones industrielles ou résidentielles sans causer de grandes destructions."
Abattre des drones
Parallèlement à sa participation au projet M-SHORAD, Raytheon accorde une attention particulière au développement d'armes laser pour lutter contre les drones de petite taille, en particulier dans son concept de « buggy laser des dunes » - un laser puissant associé à une visée multispectrale. système de sa propre conception, installé sur un véhicule tout-terrain Polaris MRZR.
Le système est fabriqué pour l'US Air Force et la livraison de trois plates-formes est prévue pour 2020. A la fin de la même année, ces trois unités mobiles seront déployées à l'étranger pour une évaluation opérationnelle.
Raytheon a abattu plus de 100 drones de son buggy lors de nombreux spectacles de l'armée de l'air et de l'armée. L'Air Force pourrait utiliser le système pour un certain nombre de tâches, par exemple, la voiture pourrait être garée au bout de la piste pour bloquer ou détruire les drones indésirables entrant dans l'espace aérien. Hunt a noté:
« Les lasers se sont vraiment avérés être le moyen le plus précis et le plus efficace de frapper directement les drones. La "combinaison magique" de caractéristiques vous permet de désactiver silencieusement et discrètement plusieurs drones à la fois de manière très précise et peu coûteuse, afin qu'ils ne soient pas aussi destructeurs que les armes cinétiques."
Avant que les armes laser n'entrent en service en quantités importantes, il est nécessaire de résoudre un certain nombre de tâches urgentes. Robin a noté que le laser lui-même est l'un des trois éléments importants de l'installation de l'arme, avec un contrôleur de faisceau qui dirige avec précision le faisceau vers la menace et l'accompagne, et un sous-système pour générer et gérer l'énergie. Ce dernier sous-système doit être suffisamment compact pour être installé dans les véhicules, bien que dans ce cas, les développements du secteur automobile puissent être mis à profit, en particulier le développement des systèmes de batteries, qui ont contribué au développement rapide des véhicules électriques. "Vous voulez conduire votre voiture électrique à la même vitesse pendant une période prolongée, ce qui est très similaire à la façon dont vous voulez qu'un laser fonctionne", a poursuivi Hunt. "Les exigences pour cette technologie et les lasers sont similaires et se chevauchent ici."
Selon James, la réduction de la taille des systèmes d'alimentation est le facteur limitant. Il s'attend à ce que l'armée américaine et ses partenaires fassent face aux défis de placer un tel équipement dans le Stryker. En outre, il a noté que toutes les cibles du système M-SHORAD ne sont pas identiques et que des questions se posent quant au niveau de dégâts requis pour différents types de plates-formes.
« S'il ne s'agit que de drones que vous chassez, cela réduit la gamme de cibles dans ce sens, diminue la gamme de matériaux à partir desquels ils sont fabriqués. S'il s'agit d'un très gros drone, il peut être intéressant d'utiliser un missile sol-air. »
D'un autre côté, selon James, la portée est le facteur le plus important à prendre en compte: plus vous voulez causer de dégâts à distance, plus vous avez besoin de puissance. Il a remarqué que l'atmosphère est pleine de diverses particules qui diffusent la lumière, c'est-à-dire qu'il n'y aura jamais de transmission lumineuse à cent pour cent. À une distance d'un kilomètre, l'atmosphère peut être perméable à 85 %, c'est-à-dire que 15 % de la lumière n'atteindra pas la cible. A une distance de plus de 5 km, les pertes peuvent atteindre 50%, "c'est-à-dire que la moitié des photons sont simplement perdus, le faisceau laser perd de sa force et n'atteint pas la cible".
Apprendre à se battre
"Le principal défi pour les utilisateurs militaires sera de s'entraîner à faire face à un ensemble croissant de cibles", a déclaré Chris Frye, directeur de la défense aérienne rapprochée chez Northrop Grumman, bien qu'il ait noté qu'ils s'éloignent des démonstrations de technologies expérimentales et passent à une exploitation réelle. par un soldat. « Permettra d'adopter, d'adapter et d'améliorer la technologie. » En plus du projet M-SHORAD, Northrop Grumman a travaillé avec l'armée américaine sur un certain nombre d'autres programmes énergétiques dirigés, ainsi qu'avec le bureau de R&D de la Marine, la DARPA, l'Air Force Laboratory et d'autres clients.
« L'accent est mis sur la construction de systèmes de base complexes », a ajouté Fry. « Il ne s'agit pas seulement du laser, mais de l'ensemble du système: radar, système de commandement et de contrôle, réseau, plate-forme, production et contrôle de puissance. L'efficacité maximale de tous ces composants et la façon dont ils fonctionnent ensemble sont importants pour maximiser le potentiel du système. »
Northrop Grumman a déclaré que bien que le poids, la taille et la consommation d'énergie des systèmes aient été considérablement réduits au cours de la dernière décennie, ils s'attendent à accélérer ce processus dans les années à venir. En outre, la capacité des systèmes laser à suivre les menaces et à « conserver les photons sur la cible aussi longtemps que nécessaire pour produire l'effet souhaité » a considérablement augmenté.
Création
Schnorrenberg a déclaré que le plus grand défi en ce moment est les contraintes de production. En raison du nombre limité de systèmes laser développés à ce jour, la base de production est sous-développée, c'est-à-dire que les composants les plus importants doivent encore être finalisés pour les scénarios de production à haut volume.
« Le gouvernement américain investit dans des installations de fabrication pour résoudre ce problème », a-t-il ajouté. "En fin de compte, l'industrie fournira éventuellement les mécanismes exécutifs pour développer cette base."
C'est la clé de l'établissement des objectifs de l'armée américaine pour le programme M-SHORAD. L'annonce du contrat a noté que la sélection de Northrop Grumman et Raytheon « favorisera la concurrence et stimulera la base industrielle des systèmes énergétiques dirigés ».
James espère que le laser évoluera comme une arme de guerre à sa manière dans les années à venir. Bien qu'il doute que les lasers fonctionnent comme des systèmes complètement séparés, il pense qu'ils deviendront certainement un ajout important aux autres armes. Il est peu probable que les systèmes de défense aérienne, par exemple, se composent uniquement de lasers, mais ils feront partie d'un système plus large qui comprendra des missiles. De plus, pour combattre des cibles à des distances ultra-courtes, les militaires voudront très probablement laisser un soldat séparé.
"Peut-être que les lasers feront pour toujours partie du système central."
"Pour rendre les lasers vraiment efficaces et plus utiles à l'armée américaine, leur coût doit baisser", a déclaré Robin. Cependant, toute technologie émergeant d'un marché de niche jouera un rôle plus important au fil du temps.
"Alors que les prototypes et les tests de démonstration se multiplient - non seulement dans l'armée, mais aussi dans d'autres types de forces armées - nous assisterons bientôt à une expansion de ce marché et à une diminution du coût des systèmes d'armes laser."
