Intervention de François Geleznikoff

Merci, Monsieur le vice-président, Mesdames et Messieurs les sénateurs, de me donner l'opportunité de témoigner devant vous de ce que fait la direction des applications militaires du CEA dans le domaine de la dissuasion nucléaire française.

Je vais essayer comme vous me l'avez demandé de faire un peu de pédagogie sur ce que l'on fait.

Donc, nos missions concernent les têtes nucléaires (nous avons cette responsabilité), les chaufferies nucléaires embarquées (donc c'est le deuxième grand délivrable que nous avons à réaliser), les matières nucléaires qui sont nécessaires pour à la fois les têtes et les chaufferies, et nous devons assister les autorités nationales et également internationales dans la lutte contre la prolifération et le terrorisme.

Je vais d'abord faire une petite précision de terminologie sur ce que c'est qu'une tête nucléaire. Je vous projette également sur l'écran, comme vous l'avez souligné, simplifiée, une tête nucléaire.

Sa fonction première est de délivrer l'énergie. Cela se fait dans un sous-ensemble que vous voyez en rouge sur l'écran qui s'appelle la « charge nucléaire ». Il faut également que cette tête soit capable de pénétrer les défenses (elles ne le font pas toutes seules mais elles ont aussi cette vocation-là), et que cette tête soit capable, si nous sommes dans l'océanique, de rentrer à longue portée dans l'atmosphère, ce qui est assez sollicitant pour les têtes nucléaires. Donc c'est réalisé majoritairement par l'enveloppe de la tête mais pas que. En bleu sur cette image de l'objet interne simplifié, ce sont les équipements qui font fonctionner à la fois la charge nucléaire et la tête quand elle arrive à l'objectif.

Pour montrer un peu mieux comment fonctionne une tête nucléaire, je vais prendre l'exemple d'une tête océanique. Donc elles sont embarquées dans les sous-marins, mises à poste par un missile, donc le M 51 pour le cas d'aujourd'hui. Cette mise à poste est suivie d'une phase balistique (puisque la tête est lancée par le missile), qui se termine par une phase de rentrée atmosphérique. Paradoxalement, une tête n'arrive pas comme ça. Elle tourne déjà sur elle-même, c'est pour assurer sa stabilité. Deuxième objectif, c'est de la rendre invisible aux radars et pas seulement aux premiers radars, à tous les radars que la tête est capable d'avoir sur sa trajectoire et, le dernier point, c'est de rentrer dans l'atmosphère tout en étant intègre, à la fois pour résister aux premiers échauffements quand on dépasse 120 km d'altitude. Dans la deuxième phase, où l'air devient plus dense, donc les sollicitations de l'air deviennent plus importantes, par conception on fait en sorte que la tête qui pivote sur elle-même se repointe automatiquement sur l'objectif, pour assurer sa précision en final. Nous travaillons également avec l'ONERA pour tout ce qui concerne les écoulements de fluides autour de la tête. Enfin, dans la dernière phase, l'air est très dense, l'extérieur de la tête chauffe énormément - on a en pointe avant de la tête de l'ordre de 4 000°C - et, il faut imaginer que, à l'intérieur, pour que la charge nucléaire et les équipements fonctionnent bien, il faut que la température reste dans un domaine raisonnable ce qui est le cas pour tous nos objets. Il faut également résister aux sollicitations de décélération. Nous faisons donc des calculs et les validations expérimentales correspondantes. Et puis sur cette image, vous voyez, dans un essai d'une maquette de tête nucléaire qu'on envoie à plus de 5 000 km, la rentrée des couches en terminal, ce qui permet de valider en final que l'on a la précision voulue à l'objectif. Donc nous faisons peu d'essais, mais ils sont très bien instrumentés.

Sur les chaufferies, nous travaillons sur celles des sous-marins nucléaires lanceurs d'engins, donc 4 chaufferies, des six sous-marins nucléaires d'attaque et sur les deux chaufferies du porte-avions Charles de Gaulle.

Pour expliquer la problématique des chaufferies nucléaires des sous-marins, il faut considérer qu'elles sont similaires aux réacteurs nucléaires du parc électronucléaire, miniaturisées et avec moindre puissance. L'objectif est de créer de la vapeur qui va actionner un turbo-alternateur électrique, ce qui permet de produire l'énergie électrique nécessaire au bateau et va également mettre en condition la turbine qui, par transmission sur un axe, par un arbre, va actionner l'hélice pour propulser le navire. Le réacteur nucléaire a un coeur qui va produire de la fission. Nous chauffons l'eau dans un compartiment primaire, qui est très isolé. Cette eau va monter dans un générateur de vapeur, et échanger avec l'eau d'un deuxième circuit. Cette eau vaporisée va alimenter le turbo-alternateur et la turbine pour produire l'énergie et la propulsion du bateau. Enfin grâce à un troisième circuit avec de l'eau de mer, on va recondenser la vapeur qui a été mise en oeuvre pour la retransformer en eau et renvoyer cette eau dans le réacteur pour que ça refonctionne avec le cycle que j'ai indiqué tout à l'heure.

Un point maintenant sur la troisième fonction qui consiste en la lutte contre la prolifération nucléaire et le terrorisme. Je vais parler de la lutte contre la prolifération nucléaire. Sur des critères prioritaires qui sont donnés par le ministère des Armées, nous avons une mission de surveillance d'un nombre important de pays, à la fois pour regarder leur capacité scientifique à concevoir des armes, leur capacité technique à les fabriquer (principalement, l'objet prioritaire ce sont les matières nucléaires) et leur capacité à garantir leur fonctionnement jusqu'à l'essai nucléaire. Pour l'illustrer sur cette figure, notre suivi est majoritairement aujourd'hui sur la Corée du Nord et l'Iran, c'est un travail que nous effectuons en symbiose avec la DGSE, la DRM et le ministère des Armées, globalement. Ainsi voit-on sur cette image, le président nord-coréen en train de montrer à la télévision ce qu'il qualifie d'arme thermonucléaire et la journée d'après, nous avons recueilli les signaux sismiques de la dernière explosion nucléaire nord-coréenne, c'était en 2017, qui montraient une énergie élevée. Notre objectif derrière ça c'est d'avoir une capacité d'analyse autonome pour notre pays, de donner la vision de ce que ce pays est capable de faire avec son armement nucléaire. Il y a également, en complément, un aspect « missiles » qui est regardé par la DGA. Il faut se souvenir qu'en 2003, nous avons de même donné notre vision de ce qu'était capable de faire l'Irak, ce qui a permis également à nos autorités politiques de ne pas vouloir aller détruire des armes de destruction massive que nous n'avons pas décelé dans ce pays.

J'en viens au travail que nous effectuons sur les têtes nucléaires futures, quand on doit renouveler les composantes. La France a signé et ratifié le traité d'interdiction complète des essais nucléaires, donc nous avons changé de méthodologie. Et pour pouvoir être conforme aux engagements de notre pays, nous ne faisons plus d'essais nucléaires et nous nous appuyons sur le programme Simulation. C'est un programme qui est en trois volets. Le premier, qu'on voit sur l'image en jaune, qui consiste à optimiser les outils de modélisation physique des armes nucléaires. Ces modèles sont ensuite introduits dans des codes de calculs qui sont quasiment les plus importants que l'on peut avoir dans le monde. Ces codes sont tellement importants qu'on a besoin de calculateurs de puissance de plus en plus élevée. Avant nous validions les codes en final avec les essais nucléaires, maintenant nous les validons autrement, en s'appuyant sur deux outils principaux. C'est principalement l'outil EPURE, que nous partageons avec le Royaume-Uni et qui est dédié à la partie primaire de fonctionnement des armes, et l'outil laser Mégajoule, qui est dédié à la partie du fonctionnement de l'étage de puissance dans les armes nucléaires françaises.

Ce programme lancé en 1996 est aujourd'hui totalement achevé. Nous ne faisons pas un programme de physique pour faire un programme de physique. Nous le faisons pour concevoir et garantir les armes nucléaires. Et la concrétisation de ce lancement, c'est le fait que nous avons pu à la fois développer une nouvelle tête nucléaire aéroportée, associée au missile ASMPA, et une nouvelle tête nucléaire océanique associée au missile M51, garanties par les équipes via la simulation.

Pour expliquer plus finement l'usage de l'installation Epure, nous allons passer à quelque chose d'idéalisé sur la formule nucléaire puisque c'est l'exercice qu'on peut faire aujourd'hui. A l'intérieur d'une enveloppe (c'est ce qu'on a vu tout à l'heure), on a simplifié la charge nucléaire (c'est la boule dorée que l'on voit sur l'image) et on va en voir ses composants. Donc, sur l'image, de l'extérieur vers l'intérieur, la partie verte, c'est une partie qui va confiner l'explosif, un explosif chimique spécial, puis une matière fissile, le plutonium, pour la fission et, pour la fusion, un mélange de deux corps, deutérium et tritium. Dans une première phase, l'explosif va détonner et faire imploser la coquille rose en plutonium pour la densifier et faire en sorte que la fission puisse démarrer. On peut valider ce fonctionnement-là par la radiographie X, c'est ce que l'on fait dans l'installation Epure. Après, on entre dans la phase nucléaire. C'est une phase où les réactions en chaîne se développent. Le plutonium, comme il chauffe énormément, va avoir tendance à exploser mais il va également faire imploser le matériau fusible, au sens nucléaire, donc deutérium-tritium. On va l'amener dans des conditions de température de millions de degrés et de densité très forte. Le deuterium-tritium va fusionner et finalement produire énormément de neutrons qui vont décupler l'énergie de fission que l'on a dans le plutonium. C'est ce qu'on a dans les armes modernes comme celles de la France et cela permet d'obtenir sur cette partie primaire l'énergie qui va bien pour faire fonctionner l'étage de puissance thermonucléaire dont je ne peux pas parler ici. Au sein de la DAM, moins d'une personne sur dix a accès à ce secret puisque cela permet d'avoir un avantage énorme pour faire diminuer la taille des armes nucléaires.

L'intérêt de la machine radiographique est de permettre de savoir si la densité du plutonium que l'on a dans nos calculs est celle que l'on a dans l'expérience et donc que l'énergie de fission que l'on va produire est celle que l'on souhaite avoir sans que l'on ait besoin de faire des expériences avec de la fission, comme nous le faisions auparavant avec l'essai nucléaire, puisque maintenant on n'y a plus recours. Donc on fait des expériences qui sont en conformité avec les traités signés et ratifiés par la France, le TICE et le TNP. C'est également la volonté du Royaume-Uni qui a, comme la France, signé et ratifié ces deux traités.

Les expériences au Laser Mégajoule se font avec de petits édifices expérimentaux au millimètre. Vous voyez donc que ce ne sont pas des expériences nucléaires que l'on fait au Laser Mégajoule. Je vais en venir à la partie conception et garantie des têtes nucléaires. Comme vous l'avez souligné Monsieur le vice-président, on va travailler avec les outils de validation des codes de calculs en expérimentation que je viens de mentionner, mais également avec des outils numériques très performants. Dès 2001, nous avons voulu avoir une industrie souveraine des grands calculateurs et recréer une industrie nationale des calculateurs. Nous nous sommes alors associés à Bull (maintenant Atos-Bull). Dès 2005, nous disposions ainsi de calculateurs compétitifs au niveau mondial, avec la première machine, appelée TERA-10. Aujourd'hui nous en sommes à TERA-1000-1 et TERA-1000-2, depuis 2017. Ce sont les calculateurs dont nous avons besoin pour concevoir les têtes futures pour les deux composantes, mais ils ne servent pas que pour la dissuasion. Ils sont aussi utilisés pour d'autres applications du ministère des Armées. Nous avons de plus mis en place sur ce même type de calculateur une machine à vocation de développement industriel, avec une quinzaine d'industriels qui travaillent sur cette machine dite Cobalt. Nous disposons de surcroît d'un calculateur à vocation de recherche académique européenne, qui est sur le même modèle que les machines que l'on utilise pour la dissuasion.

Pour les têtes futures, les performances demandées sont plus importantes que celles qui sont nécessaires pour les têtes TNA et TNO que j'ai citées tout à l'heure et nous devrons développer des modèles plus performants, et faire de plus en plus de calculs en 3D (alors qu'on était majoritairement en 2 dimensions avant), ce qui nécessite de continuer à accroître la puissance de nos calculateurs, avec des machines de la classe exaflopique, c'est-à-dire capable de réaliser des milliards de milliards d'opérations par seconde et nous avons besoin de les utiliser 7j/7, 24h/24 pour la dissuasion nucléaire puisque les calculs sont très demandeurs de puissance de machine.

Nous avons aujourd'hui un industriel au meilleur niveau mondial, puisqu'il est classé 4e ou 5e dans les classements mondiaux. Il est compétitif. Nos collègues britanniques achètent également des calculateurs Bull, qui vend d'ailleurs plus de la moitié de ses calculateurs à l'étranger, pour différentes applications. Nous comptons poursuivre cette coopération dans le futur, mais nous aurons besoin de ressources de développement lancées au niveau européen de la recherche technologique numérique pour au moins deux applications : la première c'est pour avoir un processeur européen souverain - nous travaillons beaucoup avec Intel mais nous ne voulons pas être soumis à une incapacité d'avoir ces processeurs-là - et la deuxième, ça va être les machines quantiques que l'on regarde aujourd'hui.

S'agissant des chaufferies nucléaires embarquées, nos programmes actuellement en cours sont celles des six sous-marins nucléaires d'attaque de la classe Barracuda, donc six chaufferies. La première est actuellement dans le Suffren, le premier de la série, dont le coeur devrait diverger à la fin de cette année pour un bateau à la mer l'année prochaine. Le programme prévoit la livraison d'une chaufferie à peu près tous les 2,5 ans. C'est un programme qui se déroule correctement.

Sur les sous-marins nucléaires lanceurs d'engins de 3e génération, qui vont remplacer ceux de la classe « Triomphant », en cohérence avec ce que fait le bateau (puisqu'on ne peut pas faire une chaufferie indépendamment du sous-marin), nous sommes en phase d'avant-projet détaillé. Cette phase devrait se terminer en 2020 (bateau et chaufferie) et le ministère devrait lancer la phase de réalisation du bateau et de sa chaufferie à la fin de l'année prochaine. Ce programme se déroule tout à fait correctement.

Concernant le remplacement du Charles de Gaulle à terme, j'ai vu que l'Amiral Prazuck, dans cette instance, vous en avait parlé. Nous sommes en totale cohérence avec l'état-major de la Marine et la DGA sur ce sujet-là. Il y a deux besoins. Un besoin prioritaire qui est opérationnel : c'est d'avoir une chaufferie qui pousse un bateau plus lourd que le Charles de Gaulle, et de l'avoir dans les délais de remplacement du Charles de Gaulle. Nous n'avons pas fait d'innovation majeure, nous sommes partis sur les concepts que nous avons développés pour le SNLE3G et le Barracuda, concepts qui datent des années 90. Nous avons adapté la puissance de ces réacteurs pour la taille du bateau, telle qu'il est prévisible pour les années entre 2035 et 2040. Aujourd'hui, nous avons une bonne confiance dans cette capacité performances et délais. L'amiral Prazuck a souligné également qu'il faudra être capable, pour le maintien en condition opérationnelle des bateaux de la flotte dans la longue durée et lorsqu'il faudra changer les SNA Barracuda et lancer les programmes dans les années 2040, d'avoir des concepteurs de chaufferies chez TechnicAtome et chez Naval Group capables de le faire. Le fait de concevoir une chaufferie plus importante que celle qu'on a mise dans le Barracuda et les SNLE 3G va régénérer cette compétence pour le grand futur. Donc un premier objectif opérationnel et un second de régénérescence des capacités de conception des chaufferies.

La DAM doit être en mesure de répondre rapidement à l'évolution du contexte stratégique et technologique. Comment fait-on cela ? Le programme Simulation nous permet d'aller plus vite : moins de gros essais et moins d'itérations sur les gros essais. Ensuite, nos têtes nucléaires sont à présent conçues de façon modulaire et nous sommes capables d'accroître une performance dans un domaine sans avoir à changer toutes les têtes et en changeant uniquement ce qui doit être changé. Le point important également, c'est que nous faisons un travail de veille technologique avec le ministère des Armées. Que peut-on nous opposer dans le grand futur ? Des vecteurs hypersoniques, mais cela peut être d'autres choses notamment dans le domaine des radars. Cela nous permet de réduire nos temps de réaction si nous devions modifier les têtes mais plus généralement les systèmes d'armement nucléaires.

Une autre problématique est importante : la maîtrise des coûts des programmes, puisqu'il nous est demandé d'une génération de tête à une autre, de réduire les coûts de la conception à la réalisation des têtes nucléaires qui succèderont aux TNA et TNO actuelles, ainsi que leurs coûts de maintien en condition opérationnelle. Nous allons nous appuyer sur la simulation et la conception modulaires, mais nous faisons aussi l'effort sur les infrastructures nucléaires que l'on doit renouveler et nous essayons de ne pas faire porter la totalité du poids de la sûreté nucléaire sur la totalité des installations.

Le troisième point concerne le maintien des compétences industrielles dans la longue durée. Je l'ai mentionné sur la propulsion nucléaire mais c'est vrai également pour les têtes. Nous travaillons avec environ 3 000 entreprises industrielles. Nous avons fait un tri pour sélectionner les plus stratégiques d'entre elles. Ce suivi est partagé avec le ministère des Armées, en vue de conserver les compétences de ces industriels au profit de nos programmes.

Le dernier point consiste à s'assurer que nous disposons bien des matières nucléaires dans la longue durée pour les armes et pour les chaufferies nucléaires embarquées. Pour les armes nucléaires, sur les matériaux pour la fission, donc le plutonium et l'uranium hautement enrichi, nous vivons sur un stock existant. Sur le matériau pour la fusion, donc le tritium, à terme, il faudra le refabriquer et donc un programme a été lancé pour pouvoir le faire. En ce qui concerne les chaufferies nucléaires embarquées, la France a choisi d'avoir de l'uranium faiblement enrichi qui a la même teneur isotopique (même enrichissement) que le taux qu'on a dans les réacteurs civils et donc nous nous appuyons sur les industriels du civil, ce qui permet d'économiser des crédits pour la défense.

Enfin, sur les aspects budgétaires, je peux, comme l'ont dit mes collègues et comme l'a dit la Ministre devant vous, vous confirmer que la loi de programmation militaire est pour nous parfaitement respectée. Donc les crédits 2019 ont été parfaitement respectés et ce que vous avez votés, c'est-à-dire les crédits 2020, 21, 22 sont suffisants pour réaliser le travail qui nous est demandé. Je précise que nous avons la particularité de recevoir notre budget en Titre V (« investissement »). Ces crédits sont exprimés en coûts complets, taxes comprises, et donc nos crédits financent à la fois la main-d'oeuvre CEA, les contrats passés avec les industriels, les taxes, nos frais généraux et le renouvellement des infrastructures nucléaires, à la fois pour la réalisation des armes nucléaires et des chaufferies. Sur les crédits du programme 146 pour 2020, nous redonnons à l'Etat un peu plus de 200 millions d'euros de taxes, ce qui n'est pas négligeable.

Les retombées au niveau de l'emploi en France sont importantes. Seul un tiers du travail est réalisé en maîtrise d'oeuvre interne à la direction des applications militaires du CEA et les deux autres tiers sont sous-traités à nos partenaires industriels, quasiment exclusivement français. Une étude réalisée par l'INSEE sur les retombées emplois de la DAM pour l'année 2017 a montré que 1'emploi DAM génère 3 emplois dans les contrats, 3 emplois qui sont dans l'industrie française et sur le territoire national. Nous sommes de plus très exigeants en termes de performance sur ce que l'on demande à nos partenaires industriels. Nous profitons donc des deux côtés de la dualité entre ce qui est demandé pour la dissuasion et ce qui est demandé pour d'autres applications. Enfin, en majeur, la dissuasion a permis de recréer une industrie des supercalculateurs et de développer une industrie optique et laser en Nouvelle-Aquitaine autour du Laser Mégajoule.