But du prélèvement et principe retenu
Après les essais et tirs nucléaires de faible puissance réalisés avec succès au Sahara (tirs GERBOISE), le CEA-DAM, en tant que maître d’œuvre, demande aux sociétés MATRA et BERTIN d’étudier et de réaliser, à partir d’un missile air-air, un dispositif capable de pénétrer dans le nuage et de prélever du gaz qui pourra être analysé dans les meilleurs délais.
Les essais probatoires de qualification auront lieu, pour les têtes de prélèvement, en usine (BERTIN – AIR LIQUIDE), au Sahara (missiles et têtes) et aux Iles du Levant (récupération marine des têtes par hélicoptère et chalut).
Les tirs opérationnels auront lieu en Polynésie Française en site marin.
Le vecteur choisi est à la base le missile MATRA AS37 qui évoluera en 637 et 638.
Le missile tiré à H environ 10 km à Mach 0,8 à environ 20 km du nuage doit pénétrer dans le nuage à H environ 20 km à Mach compris entre 1,5 et 2,3.
Il doit pouvoir être tiré à partir d’un avion Vautour ou d’un avion Mirage.
Le Vautour sera finalement retenu.
Après prélèvement, la tête doit être automatiquement désolidarisée du missile.
Définition de la tête de prélèvement du PG 400
Le sigle PG 400 est défini par :
PG = prélèvement de gaz
400 = diamètre extérieur du missile MATRA 638
Les caractéristiques du gaz prélevé n’étant pas suffisamment définies, en particulier la présence d’incondensables dans le gaz, il a été nécessaire de coupler compression et cryogénie en première version.
Caractéristiques du réservoir de gaz :
Ce réservoir devait être, d’une part mis sous un vide parfait – d’où des parois internes exclues de tout dégazage, d’autre part tenir à la température du néon liquide et enfin supporter la remontée en pression liée au séjour en mer avant repêchage et après récupération.
Composition de la tête initiale PG 400
(1) Entrée des gaz : Cette entrée du type « pitot » est calibrée en fonction des conditions de vitesse lors du prélèvement. Son inclinaison est définie en fonction de l’angle de portance de l’engin.
(2) et (3) Vannes : Deux vannes de type « couteau » montées en série, assurent le maintien du vide puis l’étanchéité après prélèvement. Leur fiabilité a été particulièrement mise au point.
(4) Réservoir azote liquide : L’azote liquide injecté avant décollage assure une mise en froid générale de la tête avant l’injection du néon.
(5) Filtres poussières : Ces filtres, de tubes céramique type « barrière » (utilisés pour la séparation isotopique), montés en parallèle, sont destinés à capter les poussières.
(6)* Compresseur : Ce compresseur (photo ci-dessous), en cas d’incondensables dans le nuage, assure l’obtention de la masse contractuelle prélevée.
Il est actionné par une turbine alimentée par la combustion de deux blocs de poudre.
(7) Réservoir néon liquide : Le néon liquide introduit au dernier moment avant le décollage assure la liquéfaction des gaz prélevés.
Ce réservoir, étudié et réalisé par l’AIR LIQUIDE (Sassenage) a été particulièrement conçu pour éviter les ponts thermiques.
(8)* Réservoir des gaz prélevés : Ce réservoir, parfaitement étanche, ne devait contenir aucune particule pouvant polluer le gaz et nécessitait un matériau permettant un dégazage parfait de sa paroi interne.
Afin de parer à toute remontée en pression entre l’usine et le site (environ 1 mois), il était procédé à un contrôle avant le tir et, si nécessaire, un complément de mise sous vide était effectué.
(9) Appareillage séquentiel : Ce bloc contenait les dispositifs de commande des séquences, de leur contrôle et de leur enregistrement (ouverture, fermeture des vannes et clapets, démarrage du compresseur, séparation de la tête du missile, bloc de destruction, affichage balise …..
(10) Boîtier de destruction : Ce dispositif temporisé assurait la destruction de la tête non récupérée, ceci afin qu’elle ne soit pas prise par des étrangers ….. nombreux en ce lieu !
Composition de la seconde version des têtes de prélèvement PG 400
Après les premiers essais et tirs en 1966, les prélèvements ayant confirmé qu’il n’y avait pas d’incondensables dans le gaz et qu’en conséquence seule la liquéfaction s’avérait nécessaire pour obtenir la masse contractuelle à prélever, le compresseur fut supprimé et la cryogénie aménagée.
Têtes de prélèvement poussières & eau
Parallèlement au PG 400, BERTIN & Cie a étudié et réalisé divers dispositifs de prélèvement pour le compte du CEA-DAM et d’autres dispositifs pour le compte du SMSR (Service Mixte de Sécurité Radiologique) et du CEA-STEPPA.
Missile 536 Poussières (CEA-DAM)
Développé par MATRA à partir d’un missile air-air R530. Diamètre 280 mm.
La tête de prélèvement (Fig.1) comporte une entrée d’air annulaire obturable par une ogive, un filtre BERTIN type VM6 comportant 6 éléments papier cylindriques démontables au télémanipulateur, une sortie d’air obturable et une case équipements.
L’ogive, le filtre et l’obturateur de sortie se déplacent en bloc pour ouvrir ou fermer la veine.
Le filtre VM6 comporte également, montés sur la face avant, 3 petits filtres « absolus » (non représentés). La tête 536, après séparation du propulseur et descente sous parachute, est récupérée par chalutage.
Missile 638 Poussières (CEA-DAM)
Développé par MATRA à partir d’un missile air-solAS37. Diamètre 400 mm.
L’architecture de la tête de prélèvement rappelle celle de la tête 536.
Elle en diffère cependant notablement sur les points suivants :
– L’ogive est remplacée par une coiffe éjectable. L’étanchéité en amont du filtre est assurée par une vanne à boisseau sphérique équipée de joints gonflables.
– Le filtre Bertin VM8 (8 éléments concentriques au lieu de 6) est fixe. Il constitue un tronçon du missile raccordé par deux sangles (au lieu de coulisser dans l’enveloppe de la tête).
La disparition de l’ogive permet de monter au centre du filtre, sur sa face avant, un Impacteur à Défilement Continu (IDC). Ce dispositif étudié et réalisé par Bertin montrant un IDC sans son capot.
Comme le top démarrage IDC s’inscrit sur l’enregistrement des paramètres de vol du missile, on peut donc repérer, sur la trajectoire restituée du missile, le point d’entrée dans le nuage et le point de sortie, ce qui est une aide appréciable à l’interprétation des résultats.
Dispositif de prélèvement SCALP (CEA-DAM)
Etudié et réalisé par Bertin. Diamètre 500 mm. Longueur 3,64 m. Masse 450 kg
Ce dispositif de prélèvement se présente sous forme d’un pod emporté au point externe gauche des Vautour 2B PP, le point d’emport droit étant équipé d’un ballonnet portant la « tuyère Vautour » (voir ci-après).
SCALP permet à la fois de capter les poussières en filtrant une quantité déterminée d’air et de retenir également certains gaz tels vapeur d’eau (recherche de tritium) et gaz carbonique.
L’air traverse d’abord un filtre en fibre de verre (fig.2), puis passe sur un tamis moléculaire refroidi à –40°C par du fréon avant de sortir à l’atmosphère.
Le prélèvement peut être effectué en une ou plusieurs séquences. L’ensemble des produits prélevés est emprisonné entre les vannes amont et aval.
Tuyère Vautour (CEA-DAM)
Les Vautour 2B PP (Prélèvement de Poussières / Pénétration Pilotée) ont été équipés pour pouvoir traverser le nuage (ou du moins son pied compte tenu du plafond de l’avion).
La tuyère de prélèvement, adaptée par SUD-AVIATION sur un ballonnet pendulaire de carburant, est équipée du filtre Vautour marinisé dit PPS, conçu et réalisé par Bertin.
Il est de même type que les filtres VM6 et VM8, comporte 7 éléments concentriques et 3 filtres absolus sur la face avant.
Ces filtres absolus permettent une analyse qualitative des particules prélevées en très faible quantité, alors que le filtre principal, qui traite un très grand volume d’air, permet une analyse quantitative.
Tuyère Neptune (SMSR)
Cette tuyère, conçue et réalisée par Bertin, est destinée à être accrochée aux points d’emport des avions de patrouille maritime LOCKHEED P2V6 et P2V7 « Neptune »
La tuyère est équipée d’un filtre à poussières et d’un piège à iode constitué d’un lit de charbon actif.
Un dispositif d’obturation permet d’effectuer des prélèvements séquentiels lors de missions de contrôle de la contamination dans l’environnement proche et lointain des sites d’expérimentation.
Capteur de Prélèvement Omnidirectionnel (CEA-STEPPA)
Le CPO est un dispositif de prélèvement de poussières au sol destiné à contrôler le niveau de contamination des zones habitées entourant les sites d’expérimentation.
Bertin a conçu, réalisé et adapté, sur un équipement existant, un tête de prélèvement de poussières très peu sensible à la force et à la direction du vent, y compris pour des particules de grande taille (jusqu’à 0,2 mm).
Résultats des tirs
A titre d’exemple, nous pouvons mentionner que 5 tirs exécutés en 1968 représentant 33 missions avions qui ont donné les résultats suivants, récupérés et analysés :
8 missiles Poussières 536 tirés dont 6 récupérés
27 missiles Poussières 638 tirés dont 25 récupérés
15 missiles PG 400 638 tirés dont 12 récupérés
Conclusion
C’est grâce à une collaboration très étroite entre les différents services de BERTIN & Cie que cette opération a pu être menée à bien.
De tous, les Ingénieurs, le Bureau d’Etudes, les Ateliers, les Services Essais Spéciaux (salles blanches), les Services d’Essais de Qualification (Iles du Levant, Colomb Béchar) ainsi que sur le site à Hao, les qualités techniques furent appréciées.
Les relations très proches et ponctuelles avec le maître d’œuvre CEA-DAM, RadioChimie avec BERTIN & Cie ont favorisé la réussite de cette mission. Tant avec les collaborateurs extérieurs : MATRA, AIR LIQUIDE, SRTI (chargé du découpage), mais aussi avec le site la DIRCEN, les militaires marins et aviateurs (tout particulièrement avec le GROUPE LOIRE), l’entente avec BERTIN & Cie a été fructueuse.
Il apparaît que sur le plan français, la mission confiée par le CEA à BERTIN & Cie a permis de connaître, dans les meilleurs délais, la puissance dissipée et, de ce fait, d’accélérer les tirs et de combler ainsi le retard qu’avait notre pays sur le plan nucléaire.
Il est à noter que BERTIN & Cie – dirigée à cette époque par l’Ingénieur Jean Bertin entouré d’équipes unanimement soudées – a effectué cette mission dans les meilleurs conditions possibles en ce qui concerne l’environnement et la sécurité.