Radar SCR-584

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Le radar SCR-584 (SCR pour Signal Corps Radio) était un radar à micro-ondes mis au point par le MIT Radiation Laboratory[1] au cours de la Seconde Guerre mondiale. Il remplaçait — au fur et à mesure qu'il était fabriqué — le SCR-268, plus ancien et beaucoup plus complexe, qui était le principal dispositif de pointage antiaérien de l’US Army. En opération il s'est révélé être exceptionnel, bien plus avancé que n'importe quel autre radar militaire au cours de la guerre.

Contexte[modifier | modifier le code]

Caractéristiques techniques du SCR-584
Longueur d'onde 10 cm
Fréquence Quatre bandes autour de 3 GHz
Magnétron 2J32
Puissance crête 250 kW
Largeur d'impulsion 0,8 µs
Fréquence de répétition des impulsions 1 707 impulsions par seconde
Diamètre de l'antenne 1,8 m
Largeur du faisceau à mi-puissance 4 degrés
Portée maximale
Affichage PPI 64 km
Auto-Track 30 km
Commande de l'artillerie 25 km
Portée minimale 450 à 900 m
Limite d'élévation inférieure – 175 mils (– 9,8 degrés)
Limite d'élévation supérieure + 1 580 mils (+ 88,9 degrés)
Couverture en azimut 360 degrés
Vitesse de rotation en mode recherche 5 tours par minute
Erreur sur la distance 23 m
Erreur sur l'azimut 1 mil (0,06 degré)
Précision en élévation 1 mil (0,06 degré)
Alimentation électrique 115 V, 60 Hz, triphasé, 10 kVA maximum (sans IFF)
Le SCR-584 est construit sur un chariot de type K-78. Son poids total est de 9,072 tonnes. Sa longueur hors tout est de 6 m, sa largeur de 2,45 m et sa hauteur de 3,15 m.

Données en provenance de l'U.S. War Department Technical livrets TM11-1324 et TM11-1524 (publiés en avril 1946 par le Bureau d'impression du gouvernement des États-Unis).

L'histoire du SCR-84 commence avec la Mission Tizard en septembre 1940 quand un groupe de scientifiques britanniques se rend aux États-Unis pour présenter quelques résultats de leurs recherches pouvant être utiles à l'effort de guerre. Au départ les britanniques ont hésité à livrer trop d'informations sans rien avoir en retour, cependant ils ont appris que les États-Unis étaient en train de mettre au point trois dispositifs semblables aux leurs, le Chain Home, le radar CXAM de l’US Navy et le radar SCR-270. Aucun de ces systèmes n'avait une précision suffisante pour conduire directement le tir des armes qui leur étaient associées. Alors les délégués des États-Unis ont parlé des travaux de l'US Navy sur un radar opérant sur une longueur d'onde de 10 cm qui pourrait avoir une résolution suffisante, mais leur klystron ne permettant que des puissances très faibles il n'était pas opérationnel.

À cette occasion Edward George Bowen, physicien britannique, avait préparé et présenté un des tout premiers magnétrons à cavités à l'ensemble des chercheurs. Il fonctionnait également sur 10 cm mais offrait une puissance encore plus importante que celles des radars américains de l'époque fonctionnant sur ondes longues. Plus tard, un historien américain en parlait comme de la cargaison la plus importante jamais arrivée dans nos ports. Le dispositif était tellement innovant par rapport à tout ce qui existait alors aux États-Unis qu'à l'instant même on a programmé une phase de recherche intensive pour entrer en production le plus rapidement possible. C'est ainsi que fut créé le Radiation Laboratory[1] (RadLab). À la fin de la guerre, les États-Unis avaient la suprématie dans le domaine des radars.

Développement[modifier | modifier le code]

En plus de son radar de veille lointaine (en) SCR-270, l’US Army travaillait sur un dispositif de pointage associé, le SCR-268. Fondé sur une technologie à ondes longues le SCR-268 n'était que peu utile sous sa forme originale avec une résolution trop basse pour pointer des armes directement. Bien que le SCR-268 présentait de réels problèmes opérationnels, son défaut principal était sa taille. Les équipements radioélectriques requièrent, en général, des antennes dont la taille est proportionnelle à la longueur d'onde utilisée, et donc inversement proportionnelle à la fréquence. Aussi, dans le cas du SCR-268, la fréquence de fonctionnement de 205 MHz correspondait à une longueur d'onde de 1,5 m nécessitant des antennes extrêmement grandes qui posaient d'importants problèmes de logistique. Un radar à micro-ondes opérant aux alentours des 10 cm de longueur d'onde pouvait être pointé avec bien plus de précision en utilisant une antenne parabolique beaucoup plus petite. Pour une fréquence donnée, plus la dimension maximale de l'antenne est grande, plus le faisceau est étroit le long de la normale de cette dimension (c'est-à-dire perpendiculairement à cette dimension) et donc, meilleure est la résolution du relèvement.

En janvier 1941, le Signal Corps Radio propose officiellement le remplacement du SCR-268 car le RadLab était déjà en train de mettre au point des radars équipés d'un magnétron. Plutôt qu'un système simple comme le SCR-268, ils proposent un dispositif plus sophistiqué qui permet le pointage direct des armes. C'est un domaine dans lequel le MIT est particulièrement compétent en raison de ses travaux sur les servomécanismes (au Servomechanisms Lab).

Dès avril 1941, le RadLab disposait d'un prototype opérationnel. Les équipes du RadLab, sous la direction de Lee Davenport[2], ont testé le système de pointage automatique en reliant le radar à une tourelle provenant d'un bombardier B-29 Superfortress après avoir remplacé les canons par une caméra. Un avion léger a ensuite volé dans la zone et le 31 mai le dispositif a été capable de suivre les évolutions de l'avion avec précision. Des études ont alors été lancées pour fabriquer un système adapté au combat et susceptible d'être transporté sur une seule remorque avec son antenne parabolique d'1,80 m de diamètre sur le toit. Ce dispositif a été testé pour la première fois à Fort Monroe en février 1942 sous le nom de « XT-1 » pour eXperimental Truck-1 (camion expérimental n°1).

Mise en œuvre du SCR-284 à Peleliu au cours de la Seconde Guerre mondiale. L'élévation importante de la parabole associé à un manque visible d'activité laisse supposer que le radar est en mode balayage hélicoïdal.

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Des recherches étaient également conduites sur un calculateur susceptible d'assurer le pointage des armes à l'aide de systèmes électriques pour remplacer les systèmes mécaniques. Les laboratoires Bell ont livré un calculateur analogique connu sous le nom de M-9 Director[3] capable de contrôler quatre canons standards de 90 mm M3. L'ensemble du dispositif, y compris le M-9, a été présenté le 1er avril 1942. Dès le lendemain, 122 exemplaires sont commandés. Bell travaillait en parallèle sur son propre radar micro-ondes en solution de secours.

Le SCR-284 était très en avance sur son temps. Pour obtenir son excellente précision il utilisait le balayage conique (en) par lequel le faisceau tourne autour de l'axe de l'antenne pour détecter le maximum de signal ce qui indique la direction vers laquelle l'antenne doit être tournée pour que ce maximum soit dans son axe et pointer précisément vers la cible. Le système n'était pas nouveau, il existait déjà sur le radar Würzburg allemand en 1941. Cependant le SCR-584 est allé beaucoup plus loin en adjoignant un mode de poursuite automatique. Une fois que la cible a été détectée et se trouvait à portée, le radar se verrouillait dessus automatiquement grâce aux servomoteurs installés dans la base de l'antenne.

Le radar pouvait être opéré sous quatre fréquences comprises entre 2,7 et 2,8 GHz (10 à 11 cm) en émettant des impulsions de 0,8 microseconde sous une puissance de 300 kW. La fréquence de répétition des impulsions était de 1 707 impulsions par seconde. Il pouvait détecter des cibles de la taille d'un bombardier à 65 km et était généralement capable d'engager une poursuite automatique à 30 km. La précision à cette distance était de 23 m en distance et 0,06 degré (mil) en azimut[4]. Les informations de distance étaient affichées sur deux J–scopes[5] semblables au A–scope classique mais sur lesquels le résultat était affiché sous la forme d'un angle proportionnel au temps de retour de l'écho.

Pour la détection, par opposition à la poursuite, le radar possède un mode de balayage hélicoïdal qui permet la recherche des avions. Ce mode à un afficheur PPI (Plan Position Indicator) dédié qui facilite l'interprétation. Lorsqu'on est dans ce mode; l'antenne est entraînée mécaniquement à une vitesse de rotation azimutale de 4 tours par minute tout en assurant un mouvement de haut en bas et de bas en haut pour le balayage vertical.

Exploitation[modifier | modifier le code]

Console du SCR-584.

Bien que le premier radar opérationnel a été livré en mai 1943, de nombreux problèmes administratifs ont retardé sa livraison sur le front. C'est en février 1944 que le SCR-584 a été utilisé à Anzio pour la première fois en combat. Il a joué un rôle capital en permettant de briser les attaques aériennes répétées de la Luftwaffe sur la tête de pont. Le SCR-584 était bien connu sur le front où il suivait la troupe, il était utilisé pour diriger les avions, localiser les véhicules ennemis (on dit qu'un radar a pu localiser des véhicules allemands à 26 km de distance) et suivre les trajectoires d'obus d'artillerie à la fois pour optimiser les tables balistiques des canons de 90 mm et pour préciser la position des batteries allemandes de tir de contre-batterie. Cependant le SCR-584 n'était pas utilisé sur des lignes de fronts en mouvement rapide, on lui préférait alors des radars plus légers et moins précis comme l'AN/TPS-1.

Le SCR-584 fonctionnait si bien qu'il a été adapté pour l'US Navy. Le « CXBL », un prototype de la version navalisée, a été installé sur le porte-avions USS Lexington en mars 1943 alors que la version de série le SM, fabriqué par General Electric était en service sur les porte-avions USS Bunker Hill et USS Enterprise en octobre 1943. Le Radar SCR-784 était une version plus légère du même radar. La seule vraie différence était que ce dernier pesait 5 500 kg contre les 9 000 kg de la version originale.

Davenport a rendu étanches un certain nombre de radars ce qui a permis de les transporter pour le débarquement de Normandie en juin 1944.

Après la guerre, le radar a été transformé pour être utilisé dans les systèmes AN/MPQ-12 et AN/MPM-38 destinés au missile d'artillerie de campagne de l’US Army, le MGM-5 Corporal. Une version modifiée a également été utilisée pour le contrôle et la poursuite (grâce à un transpondeur embarqué) du satellite espion Corona.

Bien qu'ils utilisent des tubes électroniques et un calculateur analogique, quelques spécimens du SCR-584 sont encore en service aujourd'hui. On le trouve, par exemple, au National Severe Storms Laboratory à Norman (Oklahoma).

Le pointage automatique des armes (qui utilise le SCR-584, entre autres) et les fusées de proximité ont joué un rôle important dans l’Operation Diver[6], opération qui visait à contrer les V1 allemands. Ces deux dispositifs ont été commandés par le AA Command (commandement britannique pour la lutte antiaérienne) et ont été livrés en quantité à partir de juin 1944, juste au moment où les canons ont atteint leurs positions de tir sur la côte sud-est de l'Angleterre. Dix-sept pour cent de toutes les bombes volantes qui sont passées au-dessus de la ceinture de canons ont été détruites sur la côte au cours de la première semaine. Ce chiffre est porté à 60 % le 23 août et à 74 % pendant la dernière semaine du mois quand, au cours d'une journée particulièrement remarquable, 82 % des V1 ont été abattus. Le taux de réussite est passé de 2 500 obus par V1 à un V1 pour 100 obus.

En 1953 le SCR-584-Mod II a été utilisé pour suivre le missile PGM-11 Redstone, sa portée ayant été étendue à 740 km par l'utilisation d'un émetteur-récepteur embarqué[7].

Remorque K-83[modifier | modifier le code]

General Electric a construit une remorque pour le SCR-584 appelé K-83. Le K-83 a été conçu pour être attaché au crochet d'attelage d'un semi-remorque ce qui permettait de transporter le SCR-584 à l'aide de véhicules plus légers.[réf. nécessaire]

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. a et b Le Radiation Laboratory appelé familièrement « Rad Lab » se trouvait au Massachusetts Institute of Technology (MIT) à Cambridge (Massachusetts) et a fonctionné d'octobre 1940 au 31 décembre 1945.
  2. [(en) http://www.nytimes.com/2011/10/01/science/01davenport.html?_r=1&ref=science Lee Davenport Dies at 95; Developed Battlefront Radar, New York Times, 30 septembre 2011].
  3. On appelle director un ordinateur mécanique ou électronique qui calcule en continu des solutions de tir trigonométriques pour une cible en mouvement et transmet les données pour le tir aux personnels servant l'arme.
  4. (en) Table SCR-584 Technical Characteristics
  5. Le J–scope est un système d'affichage circulaire sur lequel la distance à la cible est représentée sous forme d'un angle. Ce système permet une meilleure précision dans la lecture de la distance qu'avec un système linéaire sur une échelle (A–scope) car la totalité de la circonférence de l'afficheur présente une longueur supérieure à celle d'une échelle sur l'axe des abscisses (la longueur du tracé est ainsi  \pi fois plus grande). Une version électromécanique du J–scope équipait encore très récemment des sondeurs bathymétriques pour la navigation de plaisance. Voir affichage radar.
  6. Operation Diver était le nom de code britannique pour le système de contre-mesures contre les bombes volantes V1 envoyées par la Luftwaffe en 1944 contre Londres et d'autres régions de l'Angleterre. Le nom de code des V1 était « Diver ».
  7. (en) "The Evolution of Electronic Tracking", W.R. McMurran, NASA0TM-X-70077, 1973
  • (en) The SCR-584 Radar, Electronics magazine, novembre 1945 et février 1946
  • (en) Manuels de service de l'armée américaine : FM 4-144, TM 11-1324, TM 11-1424, TM 11-1524, TM 9-2800, SNL G695 K-83 dolly (chariot) et SNL G698 K-78 trailer (remorque).

Liens externes[modifier | modifier le code]