Un bateau tourné vers le ciel

Rappelez-vous votre cours de sciences physiques. Exercice : calculez la trajectoire d’un objet lancé en l’air avec une certaine vitesse. Quelle fonction hyperbolique décrit sa courbe ? Mesurez sa décélération et trouvez son point d’impact. Et n’oubliez pas la rotation de la Terre ! Il y a dans le port de Brest un navire qui fait ce type d’exercices, à l’échelle des océans. Long de 229 m, surmonté de trois radars immenses (14 et 12 m de diamètres) et de six antennes de télémesure, le Monge est le champion de la balistique - cette science qui décrit le mouvement des objets lancés.

« La mission principale du bâtiment est de suivre la trajectoire des missiles mer-sol balistiques stratégiques, qui sont portés par nos sous-marins nucléaires lanceurs d’engins », explique le commandant du Monge Frédéric Benon.

Comment savoir où atterrit un missile à plusieurs milliers de kilomètres de sa cible ? Des essais permettent de le savoir. Deux semaines avant le jour J, le Monge se positionne sur la zone de rentrée du missile, souvent dans l’Atlantique Ouest, près des côtes des États-Unis ou de l’Amérique du Sud. C’est une opération très complexe, qui nécessite plus d’une année de préparation, en collaboration entre Airbus Défense Industrie, la Défense, la DGA(1) et la Marine nationale. « Lors d’un essai, nous vérifions que ce qui a été calculé est conforme à la réalité, résume Frédéric Benon. Un missile balistique est propulsé en trois étapes jusqu’à l’espace. Les objets dans la tête du missile amorcent ensuite leur trajet balistique, régi par les lois de Kepler. Savoir où ils tomberont est une problématique très subtile. »

Le capitaine de vaisseau Frédéric Benon, ici devant les radars Armor et Normandie, commande les deux cents marins du Monge. © Nicolas Guillas

À très haute altitude

Pour faire (très) simple, le Monge étudie deux types de trajectoires. Certaines correspondent à des tirs tendus, presque à l’horizontal. Le missile est rapide (plusieurs kilomètres par seconde), mais parcourt une courte distance. Par contre, les tirs à énergie minimale peuvent atteindre une cible à grande distance, en montant à très haute altitude. L’incidence (l’angle entre le plan de l’océan et le missile qui retombe) est alors très forte. Les radars de trajectographie et de mesures du Monge, qui mesurent ces mouvements, sont parmi les plus performants du monde. « À la différence du radar d’une frégate antiaérienne, qui transmet et capte des ondes électromagnétiques selon une fréquence et une polarisation données, les radars du Monge ont la particularité d’être programmables », précise Frédéric Benon. Les antennes de mesures, elles, reçoivent les signaux (température, pression, vitesse), émis chaque fraction de seconde par les objets instrumentés.

Le cœur opérationnel du Monge est le dispositif général de mesures. Pour suivre en temps réel des objets ultrarapides, tout doit être parfaitement calibré. Une centrale à inertie, couplée à des signaux GPS, établit la position précise, la vitesse, l’accélération et les mouvements angulaires du bateau. Des horloges atomiques au rubidium mesurent le temps. Une station météorologique, la plus sophistiquée de la Marine nationale, analyse l’atmosphère sur la zone de retombée du missile. Le navire est équipé de six lasers (Lidar(2)) qui caractérisent la densité, la température et l’humidité de l’air jusqu’à 100 km d’altitude. Des ballons-sondes sont également lancés.

Les satellites qui tombent

Au-dessus de la passerelle, une station optique équipée de deux télescopes (2 m de focale), d’une caméra numérique rapide et d’un radio-spectromètre, permet des observations dans le visible et l’infrarouge. Le navire peut aussi suivre la course d’autres missiles, lancés par les avions de chasse.

« Le Monge a la capacité de suivre tous les objets en mouvement dans l’atmosphère ou dans l’espace, poursuit Frédéric Benon. Nous allons prochainement suivre la trajectoire d’une fusée. En novembre 2013, à la demande du Cnes(3), nous avons suivi un satellite qui risquait une collision, deux jours plus tard. Sa trajectoire a été modifiée. » Le Monge fait partie d’un réseau international sur les “entrées à risque”, pour suivre les satellites qui tombent et les détecter quand ils sont encore en phase spatiale, à plus de 120 km d’altitude.

Le navire n’est pas seulement un super-radar posé sur l’eau. Un pont d’envol (650 m2) accueille les hélicoptères. Parmi les deux cents marins du bord, il emploie quatre-vingts personnes (soixante militaires de la Marine et vingt agents de la DGA). Navigation, propulsion, électricité, alimentation, médecin, école de formation : c’est tout un monde. L’entretien du navire est une mission invisible et majeure. Au sein de la Marine nationale, il fait partie des bâtiments d’essais et de mesures, qui assurent l’efficacité de la force de dissuasion nucléaire française. Le secret est de mise pour quantifier exactement ses performances. Disons que ses radars identifient une pièce d’un euro à... 800 km.