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Un laboratoire pour la bombe H

Depuis qu'elle a renoncé aux essais dans le Pacifique, La France s'est doté d'un programme lui permettant de simuler le fonctionnement de son arme de dissuasion nucléaire.
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En 1996 la France a signé et ratifié le Traité d’interdiction complète des essais nucléaires (Tice) après avoir mené à son terme une ultime campagne d’essais. Elle doit désormais garantir la fiabilité et la sécurité de ces armes sans recourir aux essais nucléaires.

Afin de s’assurer que les futures armes nucléaires fonctionneront de manière optimum sans les tester, l’état Français, a fait le pari de la simulation. La première étape consiste à reconstituer en détail, grâce un ordinateur surpuissant, les processus physiques qui se déroulent durant la mise à feu et la combustion d’une charge nucléaire. La seconde étape consiste à vérifier expérimentalement les prédictions de la simulation numérique pour chacun de ces processus grâce à un outil dont elle est la seule au monde à se doter à part les Etats Unis, Le Laser Mégajoule

Un laboratoire pour la bombe H. Programme de simulation de l'arme nucléaire. Bordeaux. CEA. site du CESTA. La chambre d'expérience du Laser Mégajoule dans son enceinte de béton. c'est une sphère de 10m de diamêtre, de 10 cm d'épaisseur et de 140 tonnes. Vers elle, convergeront 240 faisceaux laser, qui serviront à déclencher des expériences de fusion nucléaire sur d'infimes quantités de deutérium et de tritium. Les hublots carrés sont destinés à faire entrer les faisceaux laser et les hublots ronds les appareils de diagnostics.Le Laser Mégajoule est un outil expérimental du programme de Simulation du CEA destiné à garantir la fiabilité et la sûreté des armes nucléaires, sans recourir aux essais auxquels la France a renoncé depuis 1996.
Un laboratoire pour la bombe H. Programme de simulation de l'arme nucléaire. CEA. Site de Valduc. Programme de simulation de l'arme nucléaire. Ce micro-ballon contiendra le mélange de deutérium et de Tritium. Il sera placé au centre de la chambre d'expérience du LMJ, et fusionnera sous l'action des 240 lasers.
Un laboratoire pour la bombe H. Programme de simulation de l'arme nucléaire. CEA. Site de Valduc. Programme de simulation de l'arme nucléaire. Ce micro-ballon contiendra le mélange de deutérium et de Tritium. Il sera placé au centre de la chambre d'expérience du LMJ, et fusionnera sous l'action des 240 lasers.
Un laboratoire pour la bombe H. Programme de simulation de l'arme nucléaire. Nemours St Gobain. La société St Gobain synthétise pour le CEA des cristaux dit "KDP" qui serve à modifier la longueur d'onde des lasers, de l'infra-rouge à l'ultraviolet juste avant qu'ils ne frappent la cible.
Un laboratoire pour la bombe H. Programme de simulation de l'arme nucléaire. Nemours St Gobain. La société St Gobain synthétise pour le CEA des cristaux dit "KDP" qui serve à modifier la longueur d'onde des lasers, de l'infra-rouge à l'ultraviolet juste avant qu'ils ne frappent la cible.
Un laboratoire pour la bombe H. Programme de simulation de l'arme nucléaire. Bordeaux. CEA. site du CESTA. Programme de simulation de l'arme nucléaire. Laser Méga-joule. Ici, inspection d'un miroir en verre servant au transport des faisceaux lasers et analyse par logiciel des impacts ou défauts constatés.
Un laboratoire pour la bombe H. Programme de simulation de l'arme nucléaire. Bordeaux. CEA. site du CESTA. Programme de simulation de l'arme nucléaire. Laser Méga-joule.Test sur banc optique. Examen des traces d'érosion ou d’impact d’une optique en verre après plusieurs tirs laser.
Un laboratoire pour la bombe H. Programme de simulation de l'arme nucléaire. Bordeaux. CEA. Site du CESTA. LIL. Programme Simulation. La ligne d'intégration laser (LIL) est une installation prototype à échelle 1 d'une des futures chaînes laser du Laser Mégajoule. Elle est en partie destinée à valider les choix technologiques retenus pour le LMJ (Laser mégajoule). La LIL est constituée d'une chaîne laser élémentaire du LMJ comportant huit faisceaux identiques. Comme le futur LMJ, la LIL est équipée d'une chambre d'expériences, sous vide, abritant la cible et supportant de nombreux instruments de mesures ou diagnostics.
Un laboratoire pour la bombe H. Programme de simulation de l'arme nucléaire. Bordeaux. CEA. Site du CESTA. LIL. Programme Simulation. La ligne d'intégration laser (LIL) est une installation prototype à échelle 1 d'une des futures chaînes laser du Laser Mégajoule. Elle est en partie destinée à valider les choix technologiques retenus pour le LMJ (Laser mégajoule). La LIL est constituée d'une chaîne laser élémentaire du LMJ comportant huit faisceaux identiques. Comme le futur LMJ, la LIL est équipée d'une chambre d'expériences, sous vide, abritant la cible et supportant de nombreux instruments de mesures ou diagnostics. Ici, maintenance sur le bras porte-cible au centre de la sphère d’expérience de la LIL.
Un laboratoire pour la bombe H. Programme de simulation de l'arme nucléaire. Bordeaux. CEA. site du CESTA. Vue de l'intérieur de la chambre d'expérience du Laser Mégajoule. Vers elle, convergeront 240 faisceaux laser, qui serviront à déclencher des expériences de fusion nucléaire sur d'infimes quantités de deutérium et de tritium. c'est une sphère de 10m de diamêtre, de 10 cm d'épaisseur et de 140 tonnes. Le bras articulé téléscopique que l'on voit ici sert à mettre en place certains des éléments nécessaires à la préparation des expériences. Le Laser Mégajoule est un outil expérimental du programme de Simulation du CEA destiné à garantir la fiabilité et la sûreté des armes nucléaires, sans recourir aux essais en grandeur réel auxquels la France a renoncé depuis 1996.
Un laboratoire pour la bombe H. Programme de simulation de l'arme nucléaire. CEA Direction des applications militaires. Site de Bruyère le Chatel.Le super calculateur Tera 10 permet de modéliser des objets complexes en 3 dimensions tel que la simulation des expériences réalisées gràce au laser méga-joules. Ici on voit une simulation en 3D représentant les faisceaux des lasers convergeant vers la cible contenant le de deutérium et de tritium fusible.
Un laboratoire pour la bombe H. Programme de simulation de l'arme nucléaire. Bordeaux. CEA. site du CESTA. Laser Mégajoule. Un des 4 halls laser de 100 mètres sur 30 destinés à accueillir les chaînes laser (à droite sur la photo) et à leur donner leur puissance. Une impulsion lumineuse d'1 joule est émise et amplifiée jusqu'à 20 000 fois dans ce hall en traversant des blocs amplificateurs composés de différentes optiques et de Lampes flashs au xénon qui apportent l’énergie lumineuse . Pour obtenir la puissance souhaitée les faisceaux laser parcourt quatre fois chaque chaîne amplificatrice avant d'entrée de manière parfaitement synchronisé dans la chambre d'expérience et d'être focalisé sur la cible d'hydrogène.
Un laboratoire pour la bombe H. Programme de simulation de l'arme nucléaire. Bordeaux. CEA. site du CESTA. Laser Mégajoule. Un des 4 halls laser de 100 mètres sur 30 destinés à accueillir les chaînes laser et à leur donner leur puissance. Une impulsion lumineuse d'1 joule est émise et amplifiée jusqu'à 20 000 fois dans ce hall en traversant des blocs amplificateurs composés de différentes optiques et de Lampes flashs au xénon qui apportent l’énergie lumineuse . Pour obtenir la puissance souhaitée les faisceaux laser parcourt quatre fois chaque chaîne amplificatrice avant d'entrée de manière parfaitement synchronisé dans la chambre d'expérience et d'être focalisé sur la cible d'hydrogène.
Un laboratoire pour la bombe H. Programme de simulation de l'arme nucléaire. CEA Direction des applications militaires, Centre DAM – Ile de France. Le super calculateur Tera 10 permet de simuler des phénomènes complexes en 3 dimensions. Par exemple la modélisation des caractéristiques des matériaux, ici la forte compression d’un échantillon de Silice modifie ses propriétés optiques. Il devient de plus en plus réfléchissant en fonction de la pression appliquée. Cette propriété pourrait être mise à profit pour effectuer une mesure précise de la pression à l’intérieur des cibles du Laser Mégajoule.
Un laboratoire pour la bombe H. Programme de simulation de l'arme nucléaire. Cea Tera 100 permet de modéliser des objets et des phénomènes complexes notamment lors des simulations des expériences de fusion réalisées grâce au laser Mégajoule. Technicien intervenant sur un serveur de calcul.

Le Laser Mégajoule est un outil expérimental  qui permet de réaliser des expériences de fusion nucléaire à échelle réduite. Installée dans un batiment de 300 mêtres de long par 150 mètres de large sur le site du CEA du Cesta près de Bordeaux , une sphère de métal de 10 mètres de diamètre constitue le cœur du dispositif expérimentale.  Vers celle-ci convergent 170 lasers capables de délivrer une puissance inégalée de 1,8 mégajoule  sur une cible minuscule contenant 0,3 milligramme de deux isotopes de l’hydrogène, le deutérium et le tritium, placée en son centre. En fonctionnant simultanément pendant un milliardième de secondes, ils sont capables de faire grimper sa température  à plusieurs millions de degrés. Dimensionné pour permettre aux lasers d’atteindre une puissance unique au monde équivalente à 750 milliards d’ampoules de 100 watts pendant 1 nanosecondes Le Laser Mégajoule  déclenchera la fusion de la cible d’hydrogène qui libérera une énergie équivalente à 5 kg de TNT.

Des instruments de mesures pointés sur la cible recueilleront les données du tir. Celles-ci serviront à leur tout à alimenter  le super calculateur afin d’affiner ses calculs.