GAZETTE NUCLEAIRE
Pourquoi le Mégajoule viole-t-il le TNP et le CTBT ?
Dominique Lalanne
(STOP ESSAIS supplément N° 93)
12 novembre 1999
Caractéristiques du Mégajoule
     Le laser Mégajoule en projet va consister en 240 faisceaux lasers (regroupés en 30 "lignes") qui doivent envoyer simultanément leurs faisceaux en moins de 10 milliardièmes de seconde (10 nanosecondes) sur un microballon de 1 mm de diamètre contenant 0,2 milligrammes de deutérium et de tritium (2 isotopes de l'hydrogène). L'énergie totale ainsi focalisée correspondra à presque 2 Mégajoules (2 millions de joules). L'allumage des réactions de fusion peut alors avoir lieu. Lorsqu'un noyau de deutérium fusionne avec un noyau de tritium et donne un noyau d'hélium et un neutron. Il est prévu que l'énergie de fusion dégagée corresponde à 20 Mégajoules soit un gain de 10 entre l'énergie déposée et l'énergie recueillie. L'énergie dégagée de 20 Mégajoules est équivalente à l'explosion de 5 kilogrammes de TNT (trinitrotoluène). Les neutrons emportent 80 % de cette énergie et chaque tir pourra comporter jusqu'à 1019 neutrons.
 
     La LIL (Ligne d'intégration Laser) actuellement en construction à Le Barp près de Bordeaux est l'un des 30 faisceaux du Mégajoule. Elle devrait fonctionner en 2002 et permettre ainsi de vérifier la faisabilité du Mégajoule.
     Le Mégajoule est en réalité une copie presque conforme du laser américain, le NIF (National Ignition Facility) construit en Californie. Le NIF doit démarrer en 2004 mais de récentes difficultés laissent entrevoir de possibles retards.
Les traités signés par la France, le TNP et le CTBT.
     L'article Vl du traité de Non prolifération (TNP) précise:
     "Chacune des Parties du Traité s'engage à poursuivre de bonne foi des négociations sur des mesures efficaces relatives à la cessation de la course aux armes nucléaires à une date rapprochée et au désarmement nucléaire, et sur un traité de désarmement général et complet sous un contrôle international strict et efficace.. Ce traité a été ratifié par la France en 1992.
     La Cour Internationale de Justice a précisé en 1996 ce qu'il convient d'entendre dans le traité TNP: "ll existe une obligation de poursuite en bonne foi et d'amener à une conclusion les négociations aboutissant au désarmement nucléaire dans tous ses aspects sous contrôle international strict et effectif'.
     Le CTBT déclare dans l'article l:
     "1- Chaque État partie s'engage à ne pas effectuer d'explosion expérimentale d'arme nucléaire ou d'autre explosion nucléaire, et à empêcher toute explosion de cette nature en tout lieu placé sous sa juridiction ou son contrôle.
     2- Chaque État partie s'engage en outre à s'abstenir de provoquer ou d'encourager l'exécution-ou de participer de quelque manière que ce soit, à toute explosion expérimentale d'arme nucléaire ou de toute autre explosion nucléaire..
     Ce traité a été ratifié par la France en 1998.

En quoi le Mégajoule viole-t-il le TNP
     Les arguments évoqués pour la construction du Mégajoule ont évolué dans le temps. Au début des années 90 le Mégajoule a été présenté comme un laboratoire nécessaire aux équipes de recherches impliquées dans les essais nucléaires face à la nécessité de se reconvertir après la fin des campagnes de tir à Mururoa. Vers 1995, l'objectif du Mégajoule est devenu plus technique, il s'agissait d'assurer, pour les armes existantes, la fiabilité (l'explosion devra être conforme en cas d'utilisation) et la sûreté (l'explosion ne devra pas se produire pendant le stockage). Ces buts pourraient être résumés par l'expression de Jacques Isnard (Le Monde, 8 octobre 1999):
     "renouveler à grand prix les explosifs existants, quand ils devront être remplacés au bout d'une vingtaine d'années". Cet argument est manifestement en contradiction avec l'esprit du TNP puisqu'il signifie que l'armement nucléaire français est pérennisé au moins pour une période de 20 à 30 ans après 2010, date prévue pour la mise en service du Mégajoule.

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     En réalité le Mégajoule ne peut étudier ces problèmes de vieillissement, de maintenance ou d'échange standard de sous-systèmes qui concernent des éléments mécaniques ou électroniques mais qui n'ont rien à voir avec la réaction de fusion nucléaire proprement dite. De plus, l'énergie dégagée dans une bombe correspond à des dizaines de milliers de tonnes d'équivalent TNT alors que les explosions sur le Mégajoule dégageront une énergie de (seulement) 5 kg de TNT. Quel spécialiste des armes ne se poserait pas de questions pour un tel facteur d'échelle de un million ?
     Aux États-Unis, les documents qui justifient la construction du NIF ont le mérite de la clarté; le but est la mise au point de nouvelles têtes nucléaires. Très récemment le but réel du Mégajoule a été publiquement annoncé à la presse (Sud-Ouest, 14 septembre 1999) lors de l'intervention de René Pellat, Haut-commissaire à l'énergie atomique: 'il s'agit de l'étude de l'allumage de la réaction de fusion ". Ce sujet de recherche est beaucoup plus passionnant pour les militaires car il ouvre la possibilité de mettre au point de nouvelles armes nucléaires, dites à fusion pure, présentant une réelle percée pour une utilisation sur le champ de bataille.

Pourquoi le Mégajoule relance-t-il la course aux armements?
     Dans la panoplie actuelle des militaires on trouve toutes les tailles de bombes à explosif chimique jusqu'à des énergies équivalentes à quelques tonnes de TNT. Quant aux plus petites bombes nucléaires, elles sont beaucoup plus puissantes et font au moins 10 000 tonnes de TNT (bombes à uranium ou plutonium). Les bombes plus puissantes sont des bombes à hydrogène (deutérium, tritium) "allumées" par des bombes à uranium ou au plutonium et correspondent à une énergie dégagée de l'ordre de 10 millions de tonnes de TNT. La bombe la plus puissante qui a été expérimentée par l'URSS a été équivalente à 58 millions de tonnes de TNT.
     On voit qu'il n'existe pas actuellement de bombe entre 1 tonne et 10 000 tonnes de TNT. Cette gamme d'énergie pourrait être couverte par des armes à fusion pure (sans allumage par une bombe à uranium ou plutonium, mais avec un allumage laser par exemple). Une telle bombe aurait des propriété intéressantes pour les militaires:
     -elle serait utilisable sur un champ de bataille car la puissance pourrait être adaptée à l'objectif choisi;
     -elle ne polluerait pas avec de l'uranium ou du plutonium car la réaction deutérium- tritium donne de l'hélium, non radioactif, et un neutron. Seul ce neutron crée une activation radioactive;
     -le dégagement intense de neutrons augmente considérablement l'effet de destruction de la bombe sur les organismes vivants. La zone létale par tonne de TNT est 100 fois plus étendue si l'énergie est dégagée sous forme neutronique que sous forme calorifique ou mécanique.

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En quoi le Mégajoule viole-t-il le CTBT ?
     Le CTBT engage les États à ne pas procéder à la moindre explosion de test d'arme nucléaire "ou tout autre explosion nucléaire.. La question est donc posée de savoir ce que l'on entend par explosion nucléaire. Rappelons tout d'abord que l'on a fait dans de nombreux laboratoires des réactions de fusion DT dégageant des flux de neutrons jusqu'à 1014 neutrons par tir. On ne peut pas appeler explosion le simple fait de réaliser une fusion nucléaire. Il faut donc déterminer un seuil au delà duquel on parlera "d'explosion" . Lors des négociations du CTBT, il a été établi un examen poussé des autorisations de certaines explosions par fission.
     Au départ les USA voulaient que le CTBT autorise les essais hydronucléaires qui sont des expériences en dessous de la limite de criticité, c'est-à-dire "d'allumage", bien que parfois très proche de cette limite. Typiquement ces expériences provoquent des explosions jusqu'à 2 kg d'équivalent TNT. Pourtant ils changèrent de position en 1995 et se prononcèrent en faveur d'un traité avec "l'option zéro". Malheureusement "l'option zéro" ne fut pas définie bien que le relevé des négociations pour les explosions hydronucléaires indique clairement que ce devrait être largement en dessous de 2 kg d'équivalent TNT. En conséquence, les signataires du CTBT ne sont pas autorisés à mener des expériences hydronucléaires. Par contre, la France et les USA envisagent avec le Mégajoule et le NIF de faire des expériences de fusion atteignant 5 kg d'équivalent TNT.
     La définition officielle adoptée par le Département de l'Énergie (DOE) aux États-Unis pour une explosion nucléaire est " un dégagement d'énergie initié par un processus nucléaire pendant une période de temps de l'ordre de la microseconde" qui est équivalent au dégagement d'énergie correspondant à l'explosion de 4 pounds (soit 1,8 kg) de TNT ou plus (DOE order 452, 1 appendix: définitions, 7). Cette limite de 1,8 kg d'équivalent TNT a ensuite été utilisée dans les négociations du CTBT pour faire la distinction entre les tests d'explosion autorisés et ceux non-autorisés.
     A ce stade de réflexion on pourrait imaginer que le Mégajoule soit utilisé à plus bas niveau de combustion DT pour ne pas dépasser un seuil de 2 kg de TNT, voire moins. Mais même dans ce cas, on serait encore en situation contradictoire avec le CTBT. En effet, il faut préciser plus en détails ce que l'on peut dénommer " explosion nucléaire".

Réflexions sur la notion d'explosion nucléaire
     Plusieurs auteurs ont déjà fait des propositions à la communauté internationale d'une définition de la notion d'explosion nucléaire. Le débat n'a jamais abouti à un accord qui inévitablement remettrait en cause le Mégajoule et le NIF.
     Une explosion peut être caractérisée par une quantité d'énergie dégagée en un temps de réaction. Pour une réaction nucléaire, une nouvelle notion peut être introduite. Puisque les réactions élémentaires dégagent des neutrons, on peut parler d'explosion si le nombre de neutrons dépasse un seuil à déterminer. Le Mégajoule va produire des flux instantanés de neutrons 106 fois plus intenses que les techniques utilisées jusqu'à présent.
     En ce qui concerne la libération spécifique d'énergie, un rapport de Los Alamos de 1987 affirme qu'on pourrait parler d'explosion dès lors que l'explosif nucléaire dégage plus d'énergie que les explosifs chimiques de meilleur rendement (le TNT dégage 1000 calories par gramme). 

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Pour le Mégajoule il est évident que cette définition le condamne définitivement puisque le dégagement d'énergie de la réaction DT est de l'ordre de 1011 calories par gramme.
     La notion de durée de dégagement d'énergie retenue souvent par les spécialistes pour caractériser une explosion est la milliseconde. Dans le cas du Mégajoule, les temps de réaction sont environ 10 000 fois plus brefs, ce critère aussi condamnerait le Mégajoule.
     La dernière notion à discuter dans le cas d'une explosion nucléaire est celle "d'ignition". En d'autres termes le processus d'allumage de la réaction de fusion. Deux approches sont utilisées par les experts:
-la notion de création d'une "vague de combustion". Cela revient à la notion de criticité, c'est-à-dire l'idée d'emballement de la réaction en chaîne;
-la notion de gain. En d'autres termes, l'énergie dégagée par la fusion est-elle supérieure à l'énergie dépensée pour l'amorcer? Dans le cas du Mégajoule, on a vu que le gain escompté est de 10.
     Il faut être prudent avec cette notion de gain car de nombreuses expériences à but explicitement militaire pourraient être menées avec un gain juste inférieurà 1, c'est- à-dire juste en dessous du seuil d'ignition.
     C'est pour cette raison que les experts qui ont réfléchi aux limitations possibles à imposer pour les explosions nucléaires choisissent des critères plus difficiles à contourner. La limite de Richard Garvin, consultant pour les agences gouvernementales américaines propose de restreindre la production de neutrons par tir à 1014. Cela correspond à l'explosion de 0,05g de TNT et plusieurs expériences ont déjà atteint des valeurs proches. Une telle proposition implique l'abandon du Mégajoule.
     Une autre proposition faite par Ray Cidre, spécialiste des armes au Laurence Livermore National Laboratory, l'un des pionniers de la recherche sur la fusion par laser, demande d'interdire l'utilisation de tritium dans tous les essais d'armes nucléaires dont beaucoup sont dopées au tritium car la réaction D+T est relativement simple à "allumer". Si cette limitation était imposée au Mégajoule cela le rendrait dépourvu d'intérêt.

Conclusion
     Le laser Mégajoule n'est pas conciliable avec les traités internationaux signés par la France, aussi bien le TNP qui explicitement spécifie une "cessation de la course aux armes nucléaires à une date rapprochée" que le CTBT qui engage les États à s'abstenir de "toute explosion nucléaire". Seules de volontaires absences de précision dans la notion d'explosion permettent à certains hommes politiques de faire croire à une possible compatibilité du Mégajoule avec le CTBT, hommes politiques qui nient contre toute évidence que le Mégajoule relance la course aux armements.
     La communauté internationale gagnerait grandement à faire une clarification officielle. Il appartient aux mouvements opposés aux armements nucléaires à faire pression au niveau des instances concernées (conférence de révision du CTBT, Cour Internationale de La Haye...) pour obtenir les précisions essentielles qui permettront de dénoncer la nouvelle course aux armements engagée avec le Mégajoule en France et le NIF aux États-Unis.
 

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