Béton contre munitions : un problème difficile dans la guerre moderne

(Dan Tri) - La course entre la technologie des armes et les matériaux de défense ne s'arrête pas seulement à l'attaque et à la protection, mais est également 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 a lieu entre deux domaines apparemment sans rapport : la technologie des matériaux de construction et l'ingénierie balistique.

Alors 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 arme est suffisamment puissante pour pénétrer cette coque protectrice de pointe ?

Bombe anti-bunker : le « ciseau d’acier » du XXIe siècle

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

Contrairement aux bombes conventionnelles, ces bombes ont une coque 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 forte.

L'un des représentants typiques de cette gamme d'armes est le Massive Ordnance Penetrator (MOP), une bombe pesant jusqu'à 13 600 kg qui ne peut actuellement être déployée qu'à partir du 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, l'installation d'enrichissement nucléaire la plus importante d'Iran (Photo : Getty).

Les bombes MOP sont conçues pour pénétrer des dizaines de mètres de roche et de béton avant d'exploser. L'enveloppe de la bombe est fabriquée dans un alliage d'acier spécial (acier Eglin ou USAF-96) qui contribue à maintenir sa structure lors d'impacts à grande vitesse, tandis que le noyau contient environ 2 400 kg d'explosifs à haut rendement, comme l'AFX-757.

Guidé par un système de navigation GPS/INS de haute précision et utilisant un fusible intelligent activable en fonction de la profondeur, le MOP est capable de 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 idéale pour les cibles renforcées. Mais les experts en matériaux affirment que les cibles actuelles ne sont plus aussi vulnérables qu'autrefois.

« De nos jours, même les MOP ne peuvent pas pénétrer les bunkers modernes », a averti l'expert militaire Dr Gregory Vartanov.

Une avancée majeure dans le domaine des matériaux défensifs « protège » contre les attaques

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

La raison réside dans le BFUP ( béton à ultra-hautes performances ). Il s'agit d'une avancée technologique majeure dans le domaine de la construction, notamment pour la protection des structures souterraines contre les explosions et les forces de pénétration.

Un échantillon de béton renforcé de fibres d'acier à très hautes performances (Photo : Wikimedia Commons).

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

La particularité du BFUP est qu'il est non seulement plus résistant, mais aussi plus flexible que le béton ordinaire. Les microfibres agissent comme un réseau anti-fissuration, empêchant les fissures de s'étendre et d'affaiblir la structure.

Au lieu de se briser sous de forts impacts, le 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 possède une force suffisante pour pénétrer le béton, l'énergie résiduelle après l'impact ne suffit pas à détruire la structure interne. De plus, si l'enveloppe de la bombe est endommagée avant l'activation du détonateur, elle peut être complètement neutralisée.

Lors des tests, l'UHPC s'est révélé étonnamment efficace pour provoquer le ricochet ou l'échec de l'explosion des ogives pénétrantes, les transformant en « morceaux de fer inutiles ».

Et ce n'est pas tout : une nouvelle génération de matériaux a vu le jour avec le même objectif : les composites cimentaires à gradation fonctionnelle (FGCC). Il s'agit d'un type de béton à gradation fonctionnelle, dont chaque couche a sa propre fonction, de la résistance initiale aux chocs à l'absorption d'énergie et à la stabilité structurelle.

Décrit l'impact de la 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 hautement élastique pour dissiper l'énergie cinétique et une couche intérieure renforcée de fibres d'acier pour empêcher les fragments volants de pénétrer dans la zone protégée.

Des recherches publiées dans le Chinese Journal of Cement Materials en 2021 montrent 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 en couches s'inspire en fait des coquilles biologiques disponibles 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 douceur, 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 stratification non seulement absorbe mieux l'énergie d'impact, mais ralentit également 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 constamment mis à mal par la technologie militaire. Pendant 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 canon comme enveloppe et en pénétrant avec succès plus de 6 mètres de béton lors de tests sur le terrain.

Cependant, avec l'avènement des UHPC et des FGCC, la tendance s'est inversée. Ce qui était 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, défiant les bombes perforantes conventionnelles (Photo : Popular Mechanics).

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

Au lieu de cela, les tactiques ciblant les points faibles tels que les portes, les systèmes de communication, la ventilation… deviendront la nouvelle priorité. L'armée étudie également des armes hypersoniques atteignant des vitesses supérieures à Mach 5, équipées de pénétrateurs en tungstène non explosifs, dans le but de pénétrer plusieurs couches de matériaux à la manière d'une « balle perforante ».

Le Dr Justin Bronk de l'Institut RUSI (Royaume-Uni) a commenté que dans de nombreux cas, le simple fait de couper la communication 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 la technologie des armes et les matériaux défensifs n’est pas seulement une question de destruction et de protection, mais aussi un symbole du progrès scientifique moderne.

Là, les lignes de bataille ne se déroulent pas seulement sur terre ou dans le ciel, mais aussi dans les laboratoires de recherche sur les matériaux, où chaque grain de ciment ou chaque 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