20 février 2020

Barracuda : système de lancement vertical ?

© Inconnu. Ouverture des portes de deux des tubes lance-missiles du SNLE Le Terrible.
     L'intégration d'un système de lancement vertical à bord des Sous-marins Nucléaires d'Attaque (SNA) de la classe Suffren ne serait souhaitable qu'en raison d'une raison stratégique impérieuse obligeant à accroître fortement le nombre de silos à bord des plateformes sous-marines. Seuls les Barracuda n°5 et 6 pourraient, éventuellement, être modifiés sur cale tandis que seuls des arrêts techniques majeurs avancés avant ou à l'échéance des dix ans pour les n°1 à 4 donneraient la latitude pour accomplir les travaux considérés. L'acquisition de la capacité exigerait probablement plus ou moins 1000 millions d'euros.

Les sous-marins de la classe Suffren bénéficient en l'espèce d'une franche augmentation de la dotation en armes tactiques : vingt sur racks avec la possibilité d'en ajouter quatre « aux tubes » contre quatorze, en tout et pour tout, sur les Rubis. Ces 20 à 24 armes offrent la possibilité de panacher convenablement la dotation entre torpilles lourdes, missiles anti-navires à changement de milieu, missiles de croisière et, éventuellement, mines et tracteurs sous-marins.

La soute à armes tactiques des Suffren n'apparaît pas comme un facteur limitant dans une perspective où le nombre d'armes embarqués est presque doublé par rapport aux Rubis (24 contre 14). Il existe des marges d'améliorations afin que cette même soute à armes tactiques puisse accomoder un nombre supérieur et non-déterminé d'armes tactiques par un nouvel arrangement interne.

Le facteur limitant réside dans le lancement des armes tactiques à bord des sous-marins de la classe Suffren, c'est-à-dire par l'entremise des quatre tube lance-torpilles (4 x 550 mm). Le volume de la salve est d'ores et déjà arrêté puisqu'il n'y aura pas plus de quatre armes tactiques lancées à la fois.

Depuis les sous-marins à propulsion classique de la classe Daphné, il fut développé un « refouloir pneumatique ». En lieu et place d'une chasse de l'arme par l'air sous pression balancé dans le tube lance-torpilles, le refouloir pneumatique voit son piston être actionné par une réserve d'air comprimée qui va lui permettre de « pousser » l'arme hors du tube sur une certaine distance jusqu'à qu'elle se puisse se pouvoir par ses propres moyens. Technique réputée plus disrète qu'une chasse à l'air à l'intérieur du tube lance-torpilles. Technique réputée aussi pour être suffisamment rapide au point de justifier d'un nombre plus réduit de tubes lance-torpilles.

Deux paramètres plus ou moins rigides sont donc fixés : une dotation en armes tactiques de 24 armes, avec une perspective d'évolution, et des salves de quatre armes par une cadence de lancement jugée suffisamment « rapide » pour se contenter de quatre tubes lance-torpilles.

L'intégration d'un système de lancement vertical d'un sous-marin offre la possibilité d'augmenter non seulement le nombre total d'armes tactiques mais surtout de décupler le volume de la salve. Par exemple, un SNA américain de la classe Seawolf (3) possède huit tube lance-torpilles (8 x 660 mm) et 50 armes tactiques. Un Virginia Block V (4 x 533 mm), doté du Virginia Playload Module (VPM) détiendra 25 armes dans soute auxquelles il faudra ajouter les 12 disposées dans deux tubes lance-missiles entre le sonar et la coque résistante ainsi que les 28 contenues dans les quatre Tubes Lance-Missiles (TLM) du VPM : 65 armes. C'est une salve de 40 missiles de croisière contre 8 sur un Seawolf.

L'US Navy développait au profit des quatre Sous-marins Nucléaires Lanceurs d'Engins (SNLE) de classe Ohio refondus (2002 – 2007) le Multiple All-Up-Round Canister (MAC). Il est installé à l'intérieur d'un Tube Lance-Missile et se décompose en plusieurs Capsule Launching System (CPL) Mk 45 Mod. 1 et Mod. 2. Le CPL Mk 45 possède des servitudes électriques et pneumatiques (azote) et contient une munition. Le diamètre est compris entre 60,96 et 67,58 cm pour une longueur de 7,18 mètres et un poids pour le CPL Mk 45 de 0,96 tonnes.

Le TLM n'est pas entièrement occupé par le MAC et hormis les deux TLM avant des Virginia, les MAC insérés dans les TLM des Ohio refondus et des Virginia Block V sont accessibles par le tiers inférieur inoccupé du tube pour mener des opérations de maintenance sur chacun des CPL Mk 45.

Le TLM d'un Ohio refondu ou d'un Virginia Block V contient sept CPL Mk 45 contre seulement six pour les TLM des Virginia Block III. Le CPL Mk 45 Mod. 2 a la particularité d'être interchangeable avec n'importe lequel des MAC des Virginia Block V et des Ohio qui en sont dotés, contrairement au Mod. 1 réservé aux Virginia Block III.

La séquence de lancement à l'immersion d'une munition par un CPL Mk 45 suit une procédure codifiée permettant de mettre sous tension le conteneur et la munition. Le CPL Mk 45 est en suite mi sous pression grâce à un réservoir d'azote. La porte du TLM s'ouvre. Sauf ordre d'abandon de la séquence qui demeure possible jusqu'au dernier moment, le moteur-fusée du booster s'allume et la munition se propulse hors du silo par elle-même accompagnée par la bulle d'azote. Les gaz d'échappement sont récupérés par une installation dédiée.

Le combat sous-marin mis à part, il reste trois hypothèses de missions pour lesquelles un système de lancement vertical à bord d'un sous-marin d'attaque constitue une capacité nivelante et différenciante : l'attaque d'une force navale, la frappe dans la profondeur et la dissuasion nucléaire. Trois missions qui justifient le volume important d'une salve tant en raison de l'intérêt de traiter un nombre important de cibles que par les contraintes opérationnelles obligeant à construire au cours d'une mission une fenêtre d'opportunités par des efforts ne permettant pas de la produire à la demande. La production des effets exige alors une productivité tactique adaptée à la période temporelle offerte par la fenêtre d'opportunité.

L'opération Hamilton (14 avril 2018) démontrait les conséquences de ces exigences tant du point de vue de la fiabilité des systèmes que vis-à-vis de la pression opérationnelle exercée par l'adversaire. Trois plateformes MdCN (3 x 16 MdCN = 48) engagées, une seule en mesure de tirer le nombre de munitions demandées par l'opération.

La Marine nationale n'aurait ni éprouvé et donc ni exprimé le besoin que le SMAF intègre un système de lancement vertical puisqu'avait été écarté avant 1998 l'esquisse d'un SNA de 7000 tonnes, équivalent aux variantes de la classe Los Angeles Improved/Flight II/III, et doté d'un système de lancement vertical (à 12 silos ?). Une réflexion propre à l'état-major de la Marine quant à l'intégration d'un système de lancement vertical à bord des Barracuda serait apparue mais quelques mois après que la conception du bateau fut figée (2006).

Il avait pu être avancé par certains que l'intégration d'un système de lancement vertical à bord des Barracuda excédait les possibilités offertes par le diamètre de la coque : 8,8 mètres. Et c'était énoncé avec les Ohio (13 mètres) et Virginia (10 mètres). Néanmoins, le CPL Mk 45 exige une longueur de 7,18 mètres. La même installation à bord d'un Suffren laisserait 1,62 mètres pour l'épaisseur du TLM qui fait partie de la coque résistante, qualité exigeant un certain nombre de centimètres d'acier HLES ; pour la porte du TLM et son mécanisme d'ouverture. Cela interdirait une possibilité de visiter les munitions et leurs servitudes vis-à-vis de l'architecture américaine TLM-MAC qui n'est peut être pas la seule.

La difficulté proviendrait peut être de la comparaison entre l'UGM-109 Tomahawk et le MdCN puisque la première munition est d'une longueur de 5,56 mètres sans booster et de 6,25 mètres avec booster. Le MdCN est long de 6,5 mètres sans booster et de 7 mètres avec booster. Cette différence accroît la pression architecturale sur le conteneur de la munition dans le cas français. En l'état, la problématique ne paraît pas insurmontable. Naval group est très probablement parvenu à établir la solution. Les SMX Ocean (8,8 mètres) et SMX 3.0 (8,2 mètres) sont proposés avec un système de lancement vertical.

La phase d'industrialisation du programme Barracuda est bien engagée depuis décembre 2007 et devrait se poursuivre jusqu'en 2029. Toute volonté d'intégration d'un système de lancement vertical à bord obligerait à modifier sur cale ou presque les Casabianca (2027 ?) et Rubis (2029 ?) dont la construction ne paraît pas encore trop avancée tandis que les Suffren (2020), Duguay-Trouin (2022 ?), Tourville (2024 ?) et De Grasse (2025 ?) doivent pouvoir être livrés à la Marine nationale d'ici à 2025 selon les termes mêmes de la Loi de Programmtion Militaire (LPM) 2019 – 2025.

Cela revient à dire que l'embarquement d'une pareille capacité oblige à allonger la coque pour deux bateaux et à la découper pour les deux autres. L'effort exigerait de nombreuses études pour préserver pesée et flottabilité du sous-marin malgré un alourdissement et une augmentation de son volume interne. Et il s'agirait de pouvoir déterminer si l'allongement de la coque, en améliorant encore un coefficient de finesse exceptionnel sauvegarderait la vitesse maximale ou n'empêcherait pas de perdre peut être un nœuds. L'ordre de mesure est la dizaine de millions d'euros pour les études, d'une ou deux centaines de millions d'euros pour les travaux de refonte, voire de reconstruction à mener sur les bateaux.

Où allonger ? Les SMX Ocean et SMX 3.0 sont proposés avec un système de lancement vertical disposés à l'arrière du massif, entre la fin du poste central navigation opération et la cloison séparant la propulsion du reste du bateau. Dans le cas américain, un volume situé entre le dôme sonar et la coque résistante peut être occupée par douze CPL Mk 45 ou par deux TLM contenant chacun six CPL Mk 45. Il existe donc deux possibilités :

Reconstruire l'avant du bateau, c'est-à-dire la partie comprise entre la naissance de la coque résistante et la charpente finissant le « tunnel » des tubes lance-torpilles. Ce tunnel, justement, occupe la partie centrale du volume et limtie donc les possibilités d'exploitation. Pour profiter du diamètre maximale, il s'agirait d'allonger précisément avant la naissance de la coque résistante pour installer en deux lignes parallèles des conteneurs de lancement de par et d'autres du tunnel. Cela obligerait, en outre, à redessiner la coque hydrodynamique avec l'apparition inévitable d'une protubérance, donnant à l'ensemble un cachet typiquement britannique.

L'option préférée par Naval group est un allongement de la coque à l'arrière du massif. Selon la longueur du tronçon supplémentaire de coque résistante, un ou plusieurs tube lance-missiles peuvent être ajoutés. Il y a donc deux sous-options entre le seul ajout d'un TLM ou l'étude d'un « French VPM ». Cette option n'a pas été proposée en France. Elle serait probablement la moins coûteuse car si elle oblige à reconstruire la proue, elle n'oblige qu'à un gain de masse très réduit puisqu'il s'agira d'ajouter des capacités résistantes à l'immersion et non un tronçon de coque résistante.

La deuxième option apparaît intuitivement comme la plus convainquante et pourtant c'est possiblement la plus coûteuse. Dans le cas du Virginia Block V l'ajout du VPM impose de porter la longueur totale du bateau de 114,9 à 140,2 mètres pour un déplacement en plongée de 7900 à près de 9700 tonnes. D'où le questionnement quant à l'effort demandé à la propulsion, même en considérant l'amélioration du coefficient de finesse. Sans compter que placer des TLM emplis de munitions à proximité immédiate du réacteur nucléaire obligerait à l'une ou l'autre des mesures suivantes, voire de combiner les deux : transposer les normes radiologiques des TLM des SNLE à bord des TLM des SNA ou muratiser les munitions comme à bord du porte-avions.

Une variante afin de réduire la longueur de coque exigée pourrait être d'installer la reproduction d'une soute de SN2G réduite à quatre TLM, ce qui supposerait d'intégrer à la coque hydrodynamique un pont-missile. Cette variante conférerait la silhouette « so vintage » des Redoutable.

La troisième option consisterait à profiter de l'importance de l'opération pour, au prix d'études supplémentaires, combiner les deux options afin d'obtenir une franche augmentation du nombre d'armes tactiques embarquées à bord.

Pour schématiser à main levée, les options pourraient se matérialiser de façon suivante :

  • option n°1 : proue entièrement reconstruite et allongée de 4 mètres pour accomoder deux rangées de huit conteneurs de lancement pour MdCN pour un devis de masse de plusieurs dizaines de tonnes (40 armes) ;

  • option n°2 : coque allongée ou découpée pour être allongée à l'arrière du massif avec possibilité d'ajouter selon les hypothèses opérationnelles considérées :
      • 2 TLM en tandem : 12,6 mètres et 900 tonnes supplémentaires (40 armes) ;
      • 4 TLM en tandem : 25,2 mètres et 1800 tonnes supplémentaires (56 armes) :
      • 4 TLM en soute SN2G : 12,6 mètres et 1000 tonnes supplémentaires (56 armes).

  • option n°3 :
      • 29,2 mètres et 1900 tonnes supplémentaires (72 armes) ;
      • 16,6 mètres et 1100 tonnes supplémentaires (72 armes).

Chacune des options obligerait à de longues et coûteuses études car cela reviendrait à toucher à la pesée et la flottabilité des Suffren et donc possiblement à réagencer volume et poids. L'option n°1 paraît être la moins gourmande en devis de masse et de coûts. Les option n°2 et n°3 ne se justifie que par des hypothèses opérationnelles impérieuses et l'ouverture de pareilles chantiers ne serait pas regardée comme pertinente sans un accroissement significatif du nombre d'armes embarquées. L'ordre d'idée serait d'environ 200 millions d'euros par bateau refondu, sans compter les études.

La Marine nationale du point de vue de son système de lancement vertical aura 544 silos dont 136 aptes à recevoir des MdCN en 2030. Aucun nouveau programme de frégates ou corvettes ne pourra entrer en phase de réalisation avant 2025. Débuter l'intégration de plateformes sous-marines à ce système de lancement vertical permettrait dès 2027 d'augmenter progressivement (avec l'option n°2) le nombre de silos jusqu'en 2035 de 544 à 736 et le nombre de silos pour MdCN de 136 à 328.


6 commentaires:

  1. Une étude intéressante qui me laisse imaginer que NAVAL GROUPE avait sans doute la possibilité de poser ces options avant le début de la construction des sous-marins. Maintenant, compte tenu des énormes menaces dans ce monde d'une part et de la course aux armement menée par les grandes nations d'autre part, il serait opportun d'envisager malgré le coût, ces modifications, au moins pour les deux derniers sous-marins en projet dans le programme Barracuda.

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  2. Monsieur le Marquis
    La question du nombre de VLS peut aussi être dissociée du nombre de plateformes de 1er rang : le programme US de grands drones US tant de surface (LUSV) que sous-marins (USV XL) envisage l'emport d'armement.
    Plutôt que rajouter une tranche VLS sur un Barracuda, il serait alors moins couteux de rajouter des points d'ancrages pour deux drones babysoum qui reproduiraient la configuration du SMX-22 proposée par DCNS à Euronaval 2006.
    Et plutôt que d’investir dans de grands navires de surface, l'option de L-USV tels que ceux envisagés par l'USN dans les 2 à 3000t pourraient apporter le complément de VLS à nos navires de 1er rang.
    Puisque nous glissons sur le nombre total de VLS disponibles, j'en profite pour évoquer votre longue réponse lors un précédent billet (dont je vous remercie) :
    Sur la durée des opérations, on vit sous le joug de l’étude Rand TRI1230 qui semble avoir établi la supériorité définitive des opérations aériennes sur les frappes par missiles de croisière dès que la campagne dure un tant soit peu. Toutefois, elle a deux biais majeurs :
    1) Mélanger les guerres avec munitions de précision et celles plus anciennes avec bombes non guidées et 2) baser le calcul de coût sur 1 Paveway à 50k$ Versus 2 MdC à 2 m$ pour une seule cible.
    La frappe au MdC sera moins monolithique que ce que l'on a bien voulu retenir du concept de Frappeur de René Loire :
    Au même titre qu'une mission SCAF fera précéder les MdC d'un Swarm de munitions électroniques connectées entre elles et avec des Remote Carrier, cet entre-deux sera quelque chose comme le Miniature Autonomous Search and Strike Missile, variante du MALD qui aurait eu pour fonction de repérer et détruire les TEL. Si l'on note que ce missile partage grosso modo les dimensions d'un Spear 3 et surtout le même réacteur pour une autonomie de presque 1000 km, on voit alors émerger une option moins lourde que le MdCN pour les cibles de moindre taille et l'attaque électronique.
    Avec alors sa conséquence pour nos comptes d’apothicaire sur le nombre de silos de VLS : MBDA avait proposé un VL-SPEAR3 quadpackable.
    Reste le troisième larron de cette frappe SCAF, en l’espèce le Remote Carrier que la MN envisage de lancer aussi de navires de surface et qui pourront contribuer à quelques frappes d’opportunité mais aussi à la liaison avec le navire lanceur (via un HAPS). En attendant les solutions de MBDA, on voit que le X-61A Gremlin, avec ses 300 kg dont 60 de charge utile et sa capacité de roder une heure à 300 Nm de l'avion lanceur, brosse un portrait-robot de ce drone pour ambiance contestée. Drone qu'il s'agira aussi de récupérer au travers de différentes options.
    Appliquons cela à la réalité d'une guerre contre une puissance régionale comme le fut Iraqi Freedom 2003, où on rappelle que le CVN-72 avait délivré 700t de bombes de précision au travers de 1200 sorties avec un ratio d’environ 50% de charges lourdes Vs légères pour un total de quasi 1000 armes guidées sur la durée totale d’une campagne de seulement 4 semaines avec un ratio probable de 45% des armes délivrées sur la première semaine du conflit.
    Utiliser des munitions rodeuses quadpackables pour les objectifs plus légers fait tomber le besoin en VLS à 625 sur 4 semaines et sur la 1ère semaine à 275 VLS.
    Cette première semaine de conflit devient couvrable par 3 FREMM chapeautant chacune 2 L-USV à 32 VLS, puis se relayant au fur et à mesure de leur rechargement.
    En se basant sur l’ossature actuelle de la flotte de surface que la MN souhaite renforcer vu la pléthore de missions quotidiennes à gérer et sur un programme de L-USV qui se grefferait sur un programme comme l'EPC (qui produira des coques propulsées à moindre coût), cette solution permettrait de décupler notre impact dans un de ces conflits contre une puissance régionale, où nous ne pouvons peser actuellement que de manière parcellaire.
    Votre serviteur, BPCs.

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  3. Bonjour ,pourriez vous me dires à quelle "cadence" (le terme n 'est peut être pas très approprié )les tubes de nos sous marins peuvent tirer ? personnellement je pense que l 'utilité de silos verticaux sur notre nouvelle classe de SNA ne se justifie vraiment que pour l' auto défense (je ne sais pas ou en sont les projets d 'intégration de missile mer -air ,abandonné ?).Si vraiment il faut accroitre le nombre de silo ,je pense que ce sera dans le cadre d 'une vrai détérioration de la situation sécuritaire proche ( mais c 'est vrai que le niveau d 'armement marine monte en méditerranée ) et là il faudra peut être une tranche supplémentaire de SNA mieux adapté à un rôle plus dissuasif tout en laissant nos SNLE à leurs mission nucléaire propre.

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    1. Mich,

      Bonjour, je n'ai jamais croisé la cadence de lancement des armes tactiques par nos tubes lance-torpilles.

      Par contre, j'avais déjà lu que par une installation similaire les tubes lance-torpilles des Type 2400 ou classe Upholder pouvaient tirer une arme tactique toutes les 30 secondes. Rien ne précisait si c'était une arme tactique toutes les 30 secondes ou une arme par tube toutes les trente secondes. La première hypothèse me paraît être la plus solide.

      Bien cordialement,

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  4. D'un point de vue volume, le stockage vertical, malgré ses avantages me semble une aberration sur un sous-marin. En effet, un sous-marin est grosso modo un tube donc les tubes de lancement verticaux vont être perpendiculaires à ce tube. Il en résulte que soit on peut en caser quelque uns au milieu, les cotés étant moins épais. C'est encore pire au niveau de la coque étanche où on aura des pénétrations dans celle-ci, autant de vulnérabilité potentielles. Je pense donc qu'il serait plus simple de faire du rangement horizontal sur la partie supérieur du sous-marin en conservant des tubes indépendants. Les 6 tubes extérieures en arc de cercle sur l'avant des classe Akula sont un bon exemple. Sinon, on pourrait les mettre directement sous le point horizontal avec un système les inclinant avant le tir. On pourrait bien en mettre 4 devant le kiosque tirant vers l'avant et 4 derrière tirant vers l'arrière.

    J'ajoute qu'avec un sous marin nucléaire ayant de l'énergie à profusion, on pourrait envisager un drone externe relié par cable contenant les missiles de croisière ou des mines supplémentaires. Celui-ci suivrait la trajectoire du sous-marin avec sa propre propulsion.

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