Béton contre munitions : un problème difficile dans la guerre moderne

(Dan Tri) - La course entre les technologies d'armement et les matériaux de défense ne se limite pas à l'attaque et à la protection, mais est aussi un symbole du progrès scientifique moderne.

Dans les profondeurs de la terre, là où les structures souterraines sont conçues pour résister aux attaques à la bombe, une confrontation silencieuse mais féroce se déroule entre deux domaines apparemment sans lien : la technologie des matériaux de construction et l'ingénierie balistique.

À mesure que les nations acquièrent des infrastructures souterraines stratégiques dans le but de les protéger des attaques militaires , le développement de bombes pénétrantes est devenu un élément essentiel des stratégies de défense et de dissuasion.

Cependant, la technologie moderne du béton pose un problème sans précédent : quelle puissance d'arme est suffisante pour pénétrer cette coque protectrice de pointe ?

Bombe anti-bunker : le « burin d'acier » du XXIe siècle

La bombe anti-bunker est le nom générique d'une arme spécialement conçue pour pénétrer d'épaisses couches de roche et de béton afin d'attaquer des structures dissimulées profondément sous terre.

Contrairement aux bombes conventionnelles, ces bombes possèdent une enveloppe extérieure en acier ultra-dur, une pointe effilée pour optimiser la pression d'impact et une masse importante pour créer une force de pénétration extrêmement puissante.

L'un des représentants typiques de cette ligne d'armes est le Massive Ordnance Penetrator (MOP), une bombe pesant jusqu'à 13 600 kg qui ne peut actuellement être déployée que depuis le bombardier stratégique américain B-2.

Le 21 juin, l'US Air Force a utilisé six bombardiers B-2 pour larguer 12 bombes anti-bunker sur Fordow, la plus importante installation d'enrichissement nucléaire d'Iran (Photo : Getty).

Les bombes à pénétration multiple (MOP) sont conçues pour pénétrer plusieurs dizaines de mètres de roche et de béton avant d'exploser. Leur enveloppe est fabriquée à partir d'un alliage d'acier spécial (acier Eglin ou USAF-96) qui contribue à maintenir leur structure lors d'impacts à grande vitesse, tandis que leur noyau contient environ 2 400 kg d'explosifs à haut rendement, tels que l'AFX-757.

Guidée par un système de navigation GPS/INS de haute précision et utilisant un fusible intelligent activable en fonction de la profondeur, la MOP est capable de réaliser des frappes de précision sur des installations souterraines fortement protégées telles que des installations nucléaires ou des centres de commandement stratégiques.

Capables de pénétrer des dizaines de mètres de roche ou de béton armé, les bombes MOP et autres bombes anti-bunker sont considérées comme la solution ultime contre les cibles fortifiées. Cependant, les experts en matériaux affirment que les cibles actuelles ne sont plus aussi vulnérables qu'auparavant.

« De nos jours, même les munitions non explosées ne peuvent plus pénétrer les bunkers modernes », a averti l’expert militaire, le Dr Gregory Vartanov.

Une avancée majeure dans le domaine des matériaux de défense permet de se prémunir contre les attaques.

Lors d'un incident survenu à la fin des années 2000, une bombe anti-bunker larguée sur une installation souterraine en Iran n'a pas explosé, mais s'est fichée dans le béton. Elle s'est immobilisée brutalement, comme si elle avait heurté un bouclier invisible.

La raison réside dans le BFUP ( béton ultra-haute performance ). Il s'agit d'une avancée majeure dans le domaine de la construction, notamment pour la protection des ouvrages souterrains contre les explosions et les forces de pénétration.

Un échantillon de béton armé de fibres d'acier ultra-haute performance (Photo : Wikimedia Commons).

Selon les experts, alors que le béton traditionnel a une résistance à la compression d'environ 5 000 psi, le BFUP peut dépasser 40 000 psi grâce à sa structure à grains ultrafins et à son système de renforcement par des microfibres d'acier ou de polymère.

Ce qui est remarquable avec le BFUP, c'est qu'il est non seulement plus résistant, mais aussi plus flexible que le béton ordinaire. Les microfibres forment un réseau anti-fissuration, empêchant les fissures de s'agrandir et d'affaiblir la structure.

Au lieu de se briser sous l'effet de chocs violents, le béton UHPC crée de petites fissures contrôlées qui absorbent et dispersent l'énergie d'impact, selon le Dr Stephanie Barnett de l'Université de Portsmouth.

Cela signifie que même si la bombe a une force suffisante pour pénétrer le béton, l'énergie restante après l'impact est insuffisante pour détruire la structure interne. De plus, si l'enveloppe de la bombe est endommagée avant l'activation du détonateur, celle-ci peut être complètement neutralisée.

Lors des essais, l'UHPC s'est avéré étonnamment efficace pour faire ricocher les ogives pénétrantes ou les empêcher de détoner, les transformant en « morceaux de fer inutiles ».

Ne s'arrêtant pas là, une nouvelle génération de matériaux a vu le jour dans le même but : les FGCC ( composites cimentaires à gradient fonctionnel ). Il s'agit d'un type de béton à gradient fonctionnel, où chaque couche remplit une fonction spécifique, allant de la résistance initiale aux chocs à l'absorption d'énergie et à la stabilité structurelle.

Décrit l'impact d'une force sur un matériau.

Une structure FGCC typique comporte une couche extérieure en UHPC aux propriétés ultra-dures pour détruire l'ogive, une couche intermédiaire épaisse et très élastique pour dissiper l'énergie cinétique et une couche intérieure renforcée par des fibres d'acier pour empêcher les fragments volants de pénétrer dans la zone protégée.

Une étude publiée dans le Chinese Journal of Cement Materials en 2021 montre que le FGCC est capable de réduire la profondeur de pénétration jusqu'à 70 % et de limiter considérablement la zone endommagée par rapport au UHPC monocouche.

Cette conception à plusieurs couches s'inspire en réalité des coquilles biologiques présentes dans la nature, telles que les carapaces de tortues, les coquilles de palourdes... La caractéristique commune des couches protectrices est qu'elles présentent différents degrés de dureté et de souplesse, se combinant ainsi pour repousser les agressions extérieures.

Le Dr Phil Purnell, expert en béton à l'Université de Leeds, a déclaré que la technique de superposition permet non seulement de mieux absorber l'énergie d'impact, mais aussi de ralentir considérablement la propagation des fissures, ce qui est essentiel pour maintenir l'intégrité de la structure.

Science des matériaux : « L’arène silencieuse » du XXIe siècle

L’histoire moderne a vu les matériaux de défense maintes fois mis à l’épreuve par les technologies militaires. Lors de la guerre du Golfe de 1991, les bunkers de commandement souterrains irakiens étaient considérés comme imprenables en raison de leurs épaisses couches de béton armé.

Lorsque les bombes de 2 000 livres se sont révélées inefficaces, les États-Unis ont été contraints de construire une nouvelle bombe en seulement six semaines, en utilisant un vieux canon de fusil comme enveloppe et en pénétrant avec succès plus de 6 mètres de béton lors d'essais sur le terrain.

Cependant, avec l'avènement des munitions à ultra-haute performance (UHPC) et des munitions à fragmentation (FGCC), la donne a changé. Ce qui constituait autrefois le summum de la pénétration peut désormais être rendu inefficace sans améliorations majeures des armes ou des tactiques.

Les bunkers des installations clés deviennent plus résistants, mettant à l'épreuve les bombes perforantes conventionnelles (Photo : Popular Mechanics).

Étant donné que la taille et le poids des bombes ont atteint le seuil maximal que les avions peuvent transporter, de nombreux experts estiment que la guerre souterraine ne sera plus une affaire de bombes géantes.

Les tactiques ciblant les points faibles tels que les portes, les systèmes de communication et la ventilation deviendront la nouvelle priorité. L'armée étudie également des armes hypersoniques dépassant Mach 5, équipées de pénétrateurs en tungstène non explosifs, capables de traverser plusieurs couches de matériaux à la manière d'une balle perforante.

Le Dr Justin Bronk de l'Institut RUSI (Royaume-Uni) a fait remarquer que dans de nombreux cas, le simple fait de couper les communications ou de désactiver les capacités opérationnelles d'un bunker suffit à atteindre des objectifs stratégiques, même si sa structure physique reste intacte.

De toute évidence, la course entre les technologies d'armement et les matériaux de défense ne concerne pas seulement la destruction et la protection, mais constitue également un symbole du progrès scientifique moderne.

Là, les lignes de bataille ne se situent pas seulement sur terre ou dans les airs, mais aussi dans les laboratoires de recherche sur les matériaux, où chaque grain de ciment ou de fibre d'acier peut contribuer à décider de l'issue des guerres futures.

Source : https://dantri.com.vn/khoa-hoc/be-tong-doi-dau-bom-xuyen-pha-bai-toan-hoc-bua-trong-chien-tranh-hien-dai-20250702145508267.htm