La guerre comme idiotie (7) : le destroyer-centrale électrique... en résine et en bois

On commence cette fois par un drôle de bidule flottant, sorte d'OVNI de la mer, construit dans le plus grand secret voici 30 ans déjà, et révélé au public une dizaine d'années plus tard. Un engin qui rappelait fort un navire historique : le fameux CSS Virginia de la guerre civile américaine, et sa forme de casemate flottante (il était en prime muni d'un bélier, comme les trirèmes perses ou romaines !). L'engin est un "small waterplane area twin-hull" ou SWATH, selon le jargon des chercheurs de Lockheed. Devenu le "Sea Shadow", c'est en fait un drôle de catamaran (ici une de ses hélices au bout d'une de ses coques) conçu par les Skunkworks (de Lockheed), sous le nom de projet IX-529, sélectionné par la DARPA, fort pressée d'apporter à la Marine les résultats de ses recherches sur la furtivité aérienne, grâce à ses prototypes successifs ("Hopeless Diamond", "Have Blue " et "F -117). Un engin impressionnant, qui dissimulait ses deux pontons de flottaison, qui restaient sous l'eau durant tout ses parcours, donnant l'impression qu'il tenait en mer sur deux lames de coque seulement...   Pour le construire à l'abri des regards, la DARPA avait réquisitionné une vieille connaissance : le hangar flottant construit par Hughes pour aller repêcher le sous-marin russe coulé (**), nous précise l'excellent Aviation Intel. "Le IX -529 a été construit en 1984 dans le plus grand secret dans le complexe de la ville de Redwood de Lockheed. Comment voulez-vous construire une telle machine grande et sensible dans une zone à haut profil et le sortir à la mer sans que les gens appelent la police affirmant qu'ils voient un vaisseau spatial extraterrestre flottant ou sans que les Russes ne l'identifient par la surveillance par satellite ? Vous construisez une énorme cale sèche submersible avec un toit coulissant massif. Et il se trouve que le bateau parfait pour une telle mission unique restait inoccupé depuis des années, presque une décennie après que son dernier projet secret, ait été achevé. Ce navire est le Hughes HMB- 1. Depuis la création du Sea Shadow, le hangar flottant appelé HMB-1 est resté là pendant près de 30 ans. En utilisant le HMB-1 d'une manière presque marsupiale cela a permis au navire secret qui ressemblait plus au yacht personnel de Darth Vader qu'à un navire d'essai de la marine américaine d'être construit dans le plus grand secret, le toit étant fermé lorsque les satellites espions soviétiques le survolaient , et pour se rendre à différents sites d'exploitation en plein jour sans que personne ne soit au courant du sinistre contenu de la barge. En outre, le HMB-1 offert au Sea Shadow un leu de naissance au sec et l'aprotégé du secret par son cocon d'acier pendant presque une décennie de séries de tests réguliers de nuit". Le catamaran noir était bien un engin créé dans la lignée des F-117, conçus au même moment (ses équipements en ordinateurs le révèle aisément !), qui avait dû leur furtivité à l'usage intensif de matériaux composites à base de surfaces planes, des appareils qui ne semblent pas avoir tenu dans le temps, l'avion ayant été rétiré du service bien plus vite que prévu. Quant au Sea-Shadow, visible ici, qui a coûté 170 millions de dollars, il a été détruit depuis (en janvier 2013), à la pince pneumatique de grue de chantier, son hangar historique échappant pour l'instant à la destruction... juste avant que les chinois n'en effectuent un petit clone. Pour beaucoup, un fort vilain spectacle pour cette bizarreté qui aurait dû être préservée :

Le Sea Shadow n'était donc qu'une coquille vide d'essais, n'emportant que 4 hommes en général (et 24 au maximum), n'ayant jamais participé à des opérations navales militaires, et semble-t-il fabriqué en acier... recouvert de matériau absorbant disposé sur des longerons. C'est le matériau réfléchissant les ondes radars ou les absorbant qui est le plus intéressant de sa construction : de la peinture contenant des microbilles, comme pour le F-117. A bien regarder le scrappage du Sea-Shadow, on s'aperçoit que ce dernier n'avait qu'une faible couche de matériau absorbant, qui semble être fait de résine imprégnant une fibre de verre, type vinylester, matériau fort employé en construction amateur d'avions ou pour les bateaux de plaisance. Le principe a vu ensuite son application sur un navire de guerre sur l'USS San Antonio (LPD 17 pour la Marine US) pour la fabrication de ses deux mâts capteurs (AEMS). Un navire construit par Northrop Grumman dont le déploiement a été marqué par toute une série de problèmes dûs à des malfaçons manifestes. A vrai dire, c'est l'USS Arthur W. Radford (DD-968), de la classe Spruance, qui avait inauguré le principe en 1997 déjà, en remplaçant l'un des ses mâts métalliques support de ses radars, par "l'Advanced Enclosed Mast/Sensor System" : en fait une coiffe en fibre de verre à section hexagonale et résine recouvrant les radars existants (voir schéma ci-contre à droite). Pour rigidifier le tout, la Navy avait alors utilisé entre deux couches de vinylester deux types de matériaux : du balsa ou de la mousse plastique, le balsa s'étant révélé... plus efficace. C'est donc logiquement ce matériau qui a été retenu pour le Zumwait, par la firme spécialisée Alcan Baltek Corp (de Northvale dans le New-Jersey) pour habiller de fibre de carbone Toray T700 (de chez Toray Carbon Fiber America Inc, installé à Flower Mound au Texas), et de résine d'ester de vinyle 510A de chez Ashland Inc, plus connue sous le nom de Derakane (fabriquée à Dublin, en Ohio, ici un bon exemple de son usage ordinaire). La fibre de carbone fait 0,125 mm d'épaisseur, tandis que les noyaux de balsa sont compris entre 2 et 3 pouces (50,8 mm à 76,2 mm) d'épaisseur. La fibre de verre-carbone renforcée avec âme de balsa ayant été retenue surtout pour l'énorme structure centrale du navire, qui dissimule en une seule fois toutes les antennes du bateau. Trois natures de fibres Sigmatex (de Portland) ont été retenues : du 300 g/m², du 480 et du 900 g/m^2. Alcan Batek a fourni pour les mêmes raisons trois sortes de balsa de densités différentes, de la mousse syntactique à matrice polyuréthane étant utlisée dans les endroits autres qu'à fort coefficient de cisaillement. Ce n'est pas vraiment une surprise, cette arrivée massive des résines. Leur usage pour de grandes pièces tend à se généraliser : ainsi en aviation, avec la réalisation du fuselage du Dornier 328 JET entièrement en résine (sous le nom de Lockheed Martin X-55 Advanced Composite Cargo Aircraft (ACCA).

Le choix du bois de balsa peut en effet paraître étonnant, en revanche. Mais on arrive très bien à l'expliquer : "Joe Pantalone, gestionnaire de marché d'Alcan Baltek, rapporte que les ingénieurs de la marine ont sélectionné le noyau de balsa parce qu'ils ont appris au début de leur évaluation des matériaux composites que les propriétés mécaniques de balsa comme matériau de base par rapport à son coût sont nettement meilleures que tout autre matériau. Pantalone assimile le balsa, avec sa structure cellulaire de fibre de cellulose dans une matrice de lignine, à la composition résine / fibre d'un composite. Il rapporte que les tests ont montré qu'un sandwich avec du balsa comme noyau contenait l'incendie davantage que ceux fourrés avec de la mousse ou en nid d'abeille. "Le balsa ne brûle pas bien du tout", dit Pantalone. "Au contraire, il se carbonise lentement. Donc, il fait un meilleur travail d'isolation du côté opposé, à la différence de la mousse, qui fond et transfère la chaleur plus facilement. Contrairement au nid d'abeilles, les cellules du bois sont terminées ou fermées dans le sens de l'épaisseur, ajoute-t-il. Le balsa ne nécessite pas non plus de barrière intermédiaire pour empêcher l'entrée de résine lors de l'infusion, permettant un coût plus bas et faisant en sorte que le noyau de balsa conserve son faible poids". "Infusion", car en effet la résine est appliquée par transfert par aspiration (ou procédé VARTM, pour "Vacuum Assisted Resin Transfer Molding").

Cela donne une sorte d'immeuble central à 7 étages plutôt impressionnant : "les dimensions des sept niveaux de rouf du DDG -1000 (devenu Zumwait) sont à environ 160 pieds de long par 70 pieds de large pour 65 pieds de haut (48,8 mètres sur 21,3, pour 19,8 m). Les trois premiers niveaux sont construits en acier, tandis que les quatre niveaux supérieurs, ou superstructures, sont en résine de carbone-vinyle et panneaux de sandwich balsa. La superstructure du rouf contient les systèmes radar de pointe, et le centre de planification de mission et de contrôle". Cet énorme rouf en composite a été construit par Northrop Grumman Shipbuilding NGSB à Gulfport, dans le Mississippi, sous la supervision du maître d'œuvre général du navire General Dynamics. Nous sommes bien dans la continuité des études datant de 1975... sur le F-117, un appareil révélé en 1988 !

C'est l'excellentissime site de Navy Matters qui m'avait mis sur la surprenante piste du bois pour ce fleuron de la Marine US, et me faire songer aux déboires possibles liés à cette technique particulière : "l'un des traits caractéristiques de la superstructure Zumwalt est les grandes étendues à côtés plats. Cela semble avoir été dicté par le désir de maintenir l'outillage et des moules à coûts les plus bas. Les panneaux de composites de bois peuvent être très grands jusque faire 120 pieds de long et 60 pieds de largeur. La performance de la construction composite a été vérifiée par la construction d'un modèle 1/3-scale du rouf , qui a été testé à China Lake Naval Weapons Station dans le désert de Mojave en Californie. Les poutres de soutien structurel sont fabriqués à partir de matériaux composites similaires ;  Cette technologie est fascinante. Bien sûr, il reste à voir comment les matériaux composites de bois se produiront à l'utilisation et au combat. Peuvent-ils absorber la flexion continuelle d'un navire en mer qui provoque les fissures dans les superstructures en aluminium des classes LCS et Ticonderoga ? Vont-ils fournir une mesure de protection contre les éclats d'obus ? La plupart des résines produisent des fumées toxiques lors de la combustion - est ce que ce sera un problème à gérer ? Les composites offrent-ils une transparence électromagnétique suffisante pour les radars - il y a des rapports qui suggèrent que les mâts clos du LPD-17 ont de tels problèmes. Les réparations et l'entretien pourront-ils être effectués en mer ?" Voilà donc l'équivalent marin du bombardier B-2, lui aussi quasiment intégralement fait de matériaux composites. Le comportement au feu étant en effet plutôt inquiétant, à voir la perte totale du Fast Missile Patrol Vessel (FMPV) indonesien KRI Klewang-625 long de 63 mètres, dans le port de Banyuwangi, à Java, le 29 septembre 2012. Lui aussi construit à base de résine vinylester, construit chez LOMOcean Design Ltd, en Nouvelle-Zélande, il avait entièrement et très rapidement brûlé. Il avait été lancé le 31 août précédent : complètement perdu au bout d'un mois d'entrée en service à peine ! L'autre inquiètude concernant le blindage... inexistant, dans tout ce qui peut être trouvé comme documents sur la construction de cette partie cruciale du navire. Aurait-on fait l'impasse sur le sujet, en ne comptant que sur les capteurs électroniques du bateau comme défense contre les tirs adverses ? La propension à le montrer éloigné des côtes, dans les représentations imagées semble l'accréditer en effet.

La question de la tenue en mer, surtout, d'un engin présentant un tel château central et d'une coque frégatée ("tumblehome") a été posée : une maquette au 1/4 de 40 mètres de long, l'Advanced Electric Ship Demonstrator (AESD), appelé plus communément Sea-Jet, aurait prouvé la viabilité du concept... mais uniquement sur le lac Pend Oreille, endroit touristique et plutôt tranquille de l'Idaho, et non en pleine mer ! On peut d'ailleurs s'apercevoir que le roof du Sea-Jet, en proportion, était bien moindre en hauteur que celui du Zumwait... la présence d'un bulbe sur la maquette d'essais soulevant une autre question : lors de la construction, à l"origine du Zumwait, il n'y en avait pas. On a visiblement découpé la coque pour le rajouter plus tard : était-ce pour améliorer la tenue en mer ou pour lui éviter de trop "marsouiner" par gros temps ce que d'aucuns lui prédisent ? Pourquoi l'avoir oublié au départ  ? Ne serait-ce qu'un bulbe de sonar seulement ? Des maquettes d'essais démontrent que le "frégatage", à savoir ses flans plus étroits au fur et à mesure qu'on remonte vers le pont du navire présente un autre aspect gênant : dans une houle de côté, la mer passe beaucoup plus facilement au dessus, noyant par exemple au passage la piste d'hélicoptère. Et d'autres encore de remarquer que le jour où sa coque sera touchée, par un tir ou une torpille, avec cette forme de coque, il coulera deux fois plus vite que les autres...

Car les changements se suivent... et ne se ressemblent pas. A peine le rouf en composites installé sur le premier modèle de la série en octobre 2012... et sur le second (le Michael Monsoor) en train d'être bâti, l'US Navy vire de bord en août 2013 et annonce que le troisième (le Lyndon B. Johnson) sera... en acier ! Obligeant General Dynamics à rogner partout sur le poids de la coque du second modèle pour l'installer. Elle accorde pour cela une rallonge de 212 millions de dollars. La raison officielle du changement ? Un prix trop élevé pour le roof en composites demandé par Huntington Ingalls Industries (HII) ! On râle contre le tarif, mais on accorde un supplément !!! Rien qu'en composite, le bloc faisait 1000 tonnes déjà avait-on appris ce jour-là... sur les 15 610 tonnes en pleine charge du destroyer (1/15eme de l'ensemble). Combien fera le nouveau en acier... pas de réponse. Comment va-t-il se comporter dans la houle... pas davantage. Aucun essai n'a été en effet mené avec cette nouvelle configuration nécessairement plus lourde !

L'engin inaugure aussi une technologie "tout électrique" assez confondante, avec ses immenses turbines qui n'attaquent pas directement les arbres d'hélices, mais entraînent des dynamos colossales pour fabriquer du courant pour les moteurs électriques du navire. Soit quatre turbines à gaz signées Rolls-Royce  : deux MT 30 de 36 MW et deux de 38,4 MW, n'attaquant que deux moteurs électriques à induction de Converteam (ancien Alsthom Power Conversion) de 34.8 MW chacun entrainant deux hélices à pas fixe : au total, il y a 69,6 MW pour la propulsion seule ! C'est en fait un quadriréacteur, car chaque turbine est à 80% similaire à un réacteur Trent 800, les moteurs du Boeing 777 ! Car du courant, il en faut, pour faire avancer le destroyer ou faire marcher tout ce qu'il y a à bord : 78 000 mégawatts au total ; pas moins (l'équivalent de la centrale hydroélectrique du Regional Rusumo Falls Hydroelectric Project en Afrique pour desservir en courant le Burundi, le Rwanda et laTanzanie, ou d'une centrale pour la desserte de 47 000 foyers américains !), du courant pour servir à tout, y compris aux deux canons automatisés ou pour nourrir les serveurs informatiques gérant tout le navire, des"IBM blade servers" tournant "sous Red Hat Linux", dans une version Lynx OS pour les stations déportées sur le pont, pour gérer par exemple les armes. Les serveurs étant sous Lynux Worx's Lynx Secure. Tous sagement rangés dans 16 caissons appelés "Electronic Modular Enclosures (EMEs)", "de véritables mini data centers" selon l'auteur du blog, construits par Raytheon. Chaque caisson contient 235 serveurs/lames (dont on sait qu'ils chauffent plus que les autres), il est soutenu par des absorbeurs de chocs, est réfrigéré par eau et protégé des radiations extérieures. De ces caissons partent ou arrivent des câbles réseaux, en fibre ou en cuivre pour gérer l'Internet ou la Voice sur IP pour les télécommunications à bord. Un résau WiFi "sécurisé" existe aussi sur le destroyer. Le reste des machines connectées fonctionnant sous un système en langage orienté objet appelé Common Object Request Broker Architecture (CORBA, créé en 1992), utilisé par la Navy depuis des années. Sur le pont de commandes, les écrans terminaux du système ou Common Display System (CDS) dont certains en mode tactile, abondent partout. C'est le destroyer tout électrique !

Impressionnant ! Et pourtant, l'engin aurait dû être plus grand encore  : il avait été imaginé de la sorte dans les années 90 (à l'époque son informatique été représentée par une disquette !) proposé par le Joint Requirements Oversight Council (JROC) du 26 septembre 1994 et défini en 1995 par un mémorandum signé par Daniel J. Murphy, JR. contre amiral, et à la fois "U.S. Navy Director, Surface Warfare", qui l'avait alors baptisé DD21 (pour "Destroyer du 21eme siècle"). Des restrictions budgétaires en feront descendre la taille, puis le nombre (on devait en faire 32 exemplaires au départ !), pour devenir le projet DDX en avril 2002 (qui sera finalement accepté en 2005), car le coût de revient de la gamme avait pris une forte courbe ascendante : aujourd'hui, on évalue chaque navire à plus de 3,5 milliards de dollars pièce (soit environ deux B-2, ils avaient été évalués 750 millions les 5 exemplaires en 1997 !). En 2011, General Dynamics Bath Iron Works avait reçu un tarif fixe de 1,8 milliard pour la coque construite (sans les équipements). La gamme des 62 destroyers de type Arleigh Burke construits (DDG 51) à partir de 1979 avait coûté 1,2 milliard chacun. Le nouveau venu revient donc à presque trois fois plus cher l'unité. Le tout électrique se paie ! En juillet 2008, la Navy abandonnait l'idée d'en construire 12, puis 8, et finissait par se décider à en fabriquer 2 seulement, la classe Arleigh Burke étant... tout simplement maintenue et continuée. Un troisième exemplaire sera finalement accepté en 2009 (celui au roof d'acier). Comme excuse à le produire quand même, on explique que son énorme capacité à produire du courant permettra d'y installer de nouvelles armes "électriques" à venir : des armes aux lasers et des canons électriques ! La presse fait le pressing en ce moment sur les seconds, loin d'être au point encore, étant donné que les premiers ont tous été arrêtés en développement. L'Air Force a remisé dans le désert de Davis-Monthan Air Force Base son énorme Boeing YAL-1 Airborne Laser (ABL), le 14 février 2012, après y avoir consacré... des millions de dollars en recherche. Des millions ? En 2010, on évaluait la dépense depuis 2002 à 6 milliards de dollars pour cette autre gabegie volante ! "Outre les armes laser, la marine américaine cherche également à concevoir un canon électro-magnétique, dont le principe consiste à placer un objet entre deux rails alimentés en électricité. Une force électro-magnétique créé par un courant électrique de forte intensité donne à ce dernier un grande accélération. Ainsi, un tir d’une puissance de 33 mégajoules peut donner à un projectile une vitesse proche de Mach 5 et le faire retomber 200 km plus loin. Une telle arme devrait équiper les futurs destroyers de la classe DDG-1000 Zumwalt de l’US Navy" a-t-on pu lire à ce propos.... Une fois encore, on aura construit le support... avant l'arme !

Le monstre présenté comme incontournable navire du futur, à peine lancé, conserve donc ses détracteurs. On lui reproche déjà d'être fort peu marin (les essais de maquettes n'ont eu lieu qu'en eaux calmes et sa carrière dans le Pacifique et ses typhons risque d'être vite abrégée), certains craignant même des chavirages avec son rouf bien trop imposant, de mal résister dans le temps (l'avenir seul le dira), d'être conçu sur une erreur de départ (des radars supérieurs le "verront" un jour ou l'autre), mais surtout d'être mono-mission : "ce navire a une seule mission et qui est le bombardement du rivage. Il n'a pas de capacité anti- aérienne importante, ne peut engager les navires de surface avec ses armes, et il est trop grand et coûteux pour être risqué dans un rôle d'ASW (de surveillance maritime). C'est un navire très gros et très coûteux pour n'avoir qu'une seule fonction. Le rapport coût-efficacité de cette plate-forme est donc mauvais" affirme le spécialiste des questions navales. La classe Zumwait limitée à trois exemplaires seulement est déjà morte, à vrai dire. Le "destroyer du XXI ^eme siècle", mort dans l'œuf, aura coûté plus de 10 milliars de dollars au contribuable (on évoque bien plus, avec 9 milliards depuis ses débuts plus 20 au bas mot pour le développement complet du projet et des 7 premiers exemplaires prévus ! ). Encore une autre gabegie !!! Seule satisfaction financière : entièrement automatisé, il ne requiert que 142 matelots, là ou un Arleigh Burke ou un Aegis en réclament 300... Aux dernières nouvelles, il a finalement été baptisé, le samedi 12 avril dernier. Vogue la galère...du XXI^eme siècle !

(*) définition : "en marine, incurvation des flancs d'un navire"

(**) on vient d'avoir l'ouverture de documents secrets sur la question. On peut relire ici l'opération, appelée Azorian.

http://www.agoravox.fr/tribune-libre/article/les-folies-de-la-guerre-froide-146747

Un remarquable reportage sur la destruction du Sea-Shadow ici :

http://mulliphoto.com/?p=361

http://www.compositesworld.com/articles/ddg-1000-zumwalt-stealth-warship

http://maritimo48.com/tag/missile/

http://www.phisicalpsience.com/public/Tumblehome_Hull_DDG-1000/Tumblehome_Hull_DDG-1000.html

une mine de renseignement sur le composites :

http://www.compositesworld.com/

et l'indispensable...

http://www.youtube.com/watch?v=4F8zVyv3t1U