Zoom sur le F22 Raptor
Furtivité électromagnétique

La furtivité désigne l’ensemble des caractéristiques techniques d’un aéronef (ou d’un véhicule militaire en général) conçues pour réduire sa signature face aux moyens de détection ennemis. On parle classiquement de furtivité radar, mais on peut l’envisager pour l’infrarouge, l’acoustique et la vision (camouflage, formes, peintures spécifiques). C’est une propriété technologique et structurelle. A contrario, la discrétion est une démarche tactique ou comportementale. Il s’agit d’un ensemble de pratiques et de stratégies visant à minimiser les chances de détection, indépendamment du niveau de furtivité technologique. Quelques exemples : vol à basse altitude pour éviter les radars (nap-of-the-earth flying), silence radio, utilisation de zones d’ombre radar, choix d’un moment d’attaque où les défenses sont affaiblies. Cet article adresse la problématique de la furtivité, principalement vis-à-vis du radar.

La furtivité électromagnétique, souvent désignée par le terme anglais « stealth », est donc une technologie visant à réduire la détectabilité des aéronefs par les systèmes de détection radar. Elle repose sur plusieurs principes fondamentaux, notamment la déflexion et l’absorption des ondes radar. Les avions furtifs sont détectés plus tard par les radars ennemis, ce qui leur permet de mener à bien des missions de pénétration. L’idée de la furtivité électromagnétique a émergé durant la Guerre froide, lorsque les États-Unis et l’Union soviétique cherchaient à développer des avions capables de pénétrer les défenses aériennes adverses sans être détectés. Les premiers travaux sur la furtivité ont commencé dans les années 1950 et 1960, mais c’est avec le développement du Lockheed F117 Nighthawk dans les années 1980 que la technologie a vraiment pris son essor. Le F117, avec ses formes angulaires et ses matériaux absorbants, a démontré la viabilité de la furtivité en opérations réelles, notamment lors de la guerre du Golfe en 1991. Il n’a cependant été abattu qu’une seule fois en mission opérationnelle, en 1999, en Serbie pendant la guerre du Kosovo.

Depuis la technologie a évolué de manière significative. Les avions modernes comme le F-22 Raptor et le F-35 Lightning II, les bombardiers B2 Spirit et B21 Raider, intègrent des designs plus sophistiqués et des matériaux avancés. Ces avions ne se contentent pas de réduire leur signature radar, mais cherchent également à minimiser leurs signatures infrarouge et acoustique, rendant leur détection encore plus difficile. Cependant, la conception d’un avion furtif est extrêmement complexe. Les concepteurs doivent équilibrer les exigences de furtivité avec celles de performance aéronautique, de maniabilité et de capacité de charge. Les formes angulaires et les matériaux absorbants peuvent augmenter le poids et réduire l’efficacité aérodynamique. De plus, les avions furtifs sont généralement très coûteux à développer et à entretenir. Les matériaux avancés, les technologies de pointe et les maintenances spécifiques augmentent considérablement les coûts.

La simulation et le calcul de la surface équivalente radar (SER) représentent une problématique cruciale dans le développement des avions furtifs. La SER est une mesure de la réflectivité d’un avion aux ondes radar, et sa minimisation est essentielle pour en réduire la détectabilité. Cependant, simuler et calculer avec précision la SER est une tâche extrêmement complexe en raison de la multitude de facteurs impliqués, tels que la géométrie de l’avion, les matériaux utilisés, les angles d’incidence des ondes radar, etc. Les méthodes de simulation numérique, bien que puissantes, doivent souvent faire face à des limitations en termes de résolution et de temps de calcul, surtout pour des structures aussi complexes. Les avancées dans les algorithmes de calcul haute performance et les techniques de modélisation avancée, comme la méthode des éléments finis et les techniques d’optimisation, voire l’intelligence artificielle, sont donc essentielles pour permettre une évaluation précise de la SER, garantissant ainsi l’efficacité des designs furtifs.

Aujourd’hui, la furtivité électromagnétique des avions est une technologie cruciale pour les opérations militaires modernes. Elle permet aux avions de pénétrer les défenses aériennes adverses avec une probabilité de détection réduite, offrant ainsi un avantage tactique significatif. Cependant, cette technologie présente des défis importants en termes de conception, de coût, de maintenance et d’adaptation aux menaces évolutives. Les avancées futures dans ce domaine devront continuer à équilibrer ces différents aspects pour maintenir l’efficacité opérationnelle des avions furtifs dans des contextes de défense évolutifs.

Les figures de ce dossier sont visibles en couleurs dans la version électronique sur le site des Techniques de l’Ingénieur.