Pourquoi personne n'a de flingue LASER ? - On Se l'Demande #140 - Le JDE

en 1977 un tremblement de terre agite l'univers de la science-fiction les fils d'attente s'allongent devant les cinéma et des millions de fans plongent sans bouder leur plaisir dans la grande lutte du bien contre le mal qui agitaé il y a fort longtemps une galaxie très très lointaine le premier opus de la saga Star Wars vient de sortir et au-delà du phénomène culturel le film introduit d la scène d'ouverture l'invention fabuleuse qui a en un instant changé les standards cinématographiques du genre je veux bien sûr parler des batailles lasers dans l'univers Star Wars les lasers sont

partout dès qu'il y a baston sous tous les formats àord des vaisseaux dans les pistolets dans le canon géant de l'Étoile Noire dans les Sabres des Jedi et même dans cette espèce d'arbalette moyenâuse bizarre dont on n jamais trop compris le principe mais qui a l'air suffisamment cool pour que bon d'accord pourquoi pas alors c'est vrai on retrouve dès le début du 20e siècle des histoires évoquant des rayons mortels et même un épisode de Star Trek dans les années 6 avec une sorte de pistolet laser rustique mais c'est bien a new hope traduisait un nouvel

espoir qui fait d'un coup d'un seul du laser l'arme de science-fiction par excellence indispensable à n'importe quelle bataille spatiale à partir de 1977 les lasers seront tout simplement une norme graphique universelle des séries B comme l'affreux laser blast sorti dès l'année suivante au blockbusters actuels en passant par James Bond tout le monde propose sa version des petits traits d'énergie aux couleurs chatoyantes et chacun y va de son petit br éitage futuriste les lasers ont pris le pouvoir sur le monde de la science-fiction et on n'est pas prêt de les déloger salut les thriens choses promises

choses du après notre épisode sur les pistolets dans l'espace vous avez été nombreux à réclamer la suite sur les lasers et c'est exactement ce qu'on va faire aujourd'hui en passant désolé si cette vidéo sort plusieurs mois après la première mais les épisodes on se le demande sont préparés longtemps à l'avance et au moment d'écrire celle-ci la première partie n'est sortie pour moi qu'il y a une dizaine de jours donc c'est un Quentin du mois de janvier qui s'adresse à vous aujourd'hui d'ailleurs va peut-être falloir qu'on le fasse cet épisode sur les voyages dans le temps

bon allez on s'y colle la baston au laser sous toutes les coutures c'est [Musique] parti avant de disserter en creux sur l'intérêt ou le réalisme d'un piste laser dans une bataille spatiale on pourrait peut-être commencer par le commencement à savoir un laser qu'est-ce que c'est et comment ça marche le mot laser d'abord il sonne bien il sonne classe dès qu'un nom de machine inclut le terme laser ça rend tout de suite plus fiable futuriste et cool les jeunes je vous raconte pas comment on a kiffé quand les disques laser ont remplacé les cassettes magnétiques et

c'est peut-être pas vraiment le genre d'anecdote qui me rajeunit si je prends le temps d'y penser mais avant d'être un mot bien stylé laser c'est un acronyme c'est celui de Light amplification by stimulated emission of radiation en français amplification de la lumière par émission stimulée de radiation ce qui finalement nous dit exactement comment ça F fonctionne je détaille un peu bon ok je détaille un peu d'abord une émission stimulée qu'est-ce que c'est c'est un petit jeu d'échange d'énergie entre d'un côté un photon et de l'autre les électrons d'un atome imaginons pour l'expérience un atome simplifié

doté d'un électron vous l'aurez peut-être appris au lycée cet électron peut prendre plusieurs niveaux d'énergie suivant l'orbite sur laquelle il se trouve plus ou moins éloigné de son noyau ce niveau d'énergie il fonctionneent comme les barreaux d'une échelle l'électron ne peut se trouver que sur l'un ou sur l'autre jamais entre deux imaginons à présent que notre électron se trouve sur un niveau faible qu'on appellea niveau fondamental il vient passer par là un photon qui le hasard faisant bien les choses lui fournit précisément l'énergie qui le sépare de l'échelon supérieur et bien voilà soudain notre électron

qui monte d'un niveau et passe à un état qu'on appelle excité mais pour lui ce n'est pas une situation stable et rapidement il retombe en bas de l'échelle en réémettant à son tour un photon dont l'énergie correspond exactement à l'écart entre les deux niveaux photon qui pourra faire de même avec un atome voisin et comme l'énergie d'un photon est directement liée à sa longueur d'onde et que les écarts entre les niveaux d'énergie sont toujours les mêmes pour un atome donné ces photons réémis sont toujours exactement de la même couleur imaginons maintenant qu'on rassemble un grand

nombre de ces atomes aussitôt qu'on lâche un premier photon en entrée il va en croisant le premier atome provoquer l'excitation de son électron et l'émission d'un nouveau photon qui ira faire de même avec son voisin et ainsi de suite et si maintenant on ajoute des miroirs de part et d'autres de nos atomes les photons ainsi renvoyés vont rester en vas clos et continuer de propager la réaction comme la caisse de résonance d'une guitare on vient donc de réaliser une amplification de lumière par émission stimulée de radiation et même si en vrai dans le détail c'est

un peu plus subtile que ça pour nos pistos laser on va s'en tenir là nous voilà donc en 1960 et après divers tâonnements de la part de toute une troupe de scientifiques qui tentent de faire quelque chose de concret de cette belle théorie un certain theéodor mayman trouve enfin une façon de produire pour la première fois ce que l'on appelle aujourd'hui un rayon laser pour ça il utilise un cylindre de Ruby ouais de Ruby comme la pierre précieuse et pas parce qu'il a des goûts de luxe hein mais bien parce que les atomes du cristal

de Ruby possèdent précisément les propriétés qui leur permettront de jouer au ping-pong atomique qu'on vient de décrire et ce avec des photons dont la longueur d'onde correspond à une fréquence du spectre visible et plus précisément à une jolie couleur rouge aux extrémités du cylindre il place deux miroirs bien parallèles l'un a une surface parfaitement réfléchissante et l'autre est semi-transparent de manière à laisser passer une partie des photons autour du cylindre il enroule le tube d'une puissante lampe flash au xénon et une fois cette lampe allumée que se passe-t-il alors les atomes du cristal de Ruby

excités par les photons de la lampe au xénon se mettent à émettre leur lumière rouge tous de la même longueur d'onde ces photons sont initialement émis dans toutes les directions mais la partie d'entre eux qui vient se refléter perpendiculairement en miroir va alors commencer une partie de ping-pong autoamplifié entre les surfaces réfléch échissante en réexcitant maintenant les atomes dans cet axe privilégié la fraction de ces photons qui franchit le miroir semi-réfléchissant crée alors un rayon lumineux aux propriétés très particulières il est parfaitement monochromatique ses photons sont synchronisés en terme de phase et sa dispersion angulaire

est extrêmement faible le rayon restant extrêmement fin sur une grande distance ce sont les trois caractéristiques qui définissent un rayon laser depuis de nouvelles façons de produire ce genre de lumière ont été trouvé notamment avec l'apparition des leds et des lasers de toute taille et de toute puissance sont aujourd'hui absolument partout avec des applications en médecine dans les communications les imprimantes le stockage de données la cartographie le guidage des véhicules la découpe industrielle et même évidemment les portes-clés ouais qu'on le veuille ou non les lasers font partie de nos vies le montage expérimental de theéodore

mayman a fait des petits et sans peut-être vous en rendre compte vous en possédez plusieurs descendants à la maison mais alors comment en fait une arme parmi les propriétés d'un laser on l'a dit il y a la grande concentration angulaire de son rayon contrairement à une lampe quelconque dont les photons sont émis dans toutes les directions ceux d'un laser sont extrêmement focalisés sur son axe de propagation ce qui permet de transférer intégralement leur énergie sous forme de chaleur en un point très précis voilà pourquoi dans l'industrie on s'en sert pour souder découper graver décaper en

surface en bref tout ce qui revient à faire fondre ou trouer des objets à distance et avec une grande précision pas besoin une grande imagination alors pour se faire une idée de ce qu'on pourrait causer comme dégâts avec après tout quoi de plus efficace et discret qu'un canon capable de percer à grande distance n'importe quel matériaux dans un silence total sauf que vous vous en doutez si c'était vraiment si efficace et si pratique les militaires du monde entier auraient tous des pistau laser entre les mains et ce n'est pas le cas alors pourquoi et bien

ce que vous voyez là c'est l'effet de goutlet en suspension dans l'air et c'est ce qui tue complètement l'utilisation de laser comme arme terrestre parce que vous l'avez marqué en temps normal malgré la représentation commune qu'en fait la science-fiction le rayon d'un laser n'est évidemment pas visible tout au long de sa trajectoire tout ce qu'on en perçoit c'est le point lumineux à l'arrivée et oui si tous nos photons vont bel et bien en ligne droite de leur source à leur cible il ne s'en trouve aucun pour partir vers vos yeux entre-temps et le rayon lui-même

n'est pas visible c'est d'ailleurs bien pour ça que votre chat ne fait pas le lien entre le point rouge qui se balade et votre main et heureusement d'ailleurs parce que comme ça on peut continuer à jouer avec lui pour que le rayon devienne visible il faut qu'une matière capable de diffuser la lumière comme des gouttelettes d'eau ou de la fumée viennent se placer sur son chemin dans un concert c'est très joli mais pour un pistolet laser par contre c'est une véritable PL et pas seulement parce que le trait de lumière révèle bêtement la position du

tireur car si vous voyez le rayon c'est qu'une partie de ces photons ont été détournés et que la quantité d'énergie transmise à la cible est affaiblie d'autant autrement dit un fling laser ne marcherait plus par temps de brouillard ou bien à travers des nuages ou s'il y a de la fumée ou de la neige ou de la poussière enfin bref n'importe quoi capable de masquer de la simple lumière donc en pratique ça se révèle assez nul finalement les seules situations dans lesquelles une arme laser serait utilisable sans des perdition c'est soit dans un air parfaitement

pur soit dans l'espace ah on dirait bien qu'on y arrive ouais enfin on y arrive mais peut-être pas vraiment dans la version qu'on espérait parce que oui sans vouloir jouer les rabageois en plus du problème de la dispersion des photons il y a aussi celui de la taille du jouet qui produit laser parce que oui j'ai peut-être oublié de le préciser mais un laser c'est gourmand en énergie très gourmand même les machines industrielles qui découpe des tool consomme plusieurs dizaines de kilow de puissance instantanée et pour vous faire une idée de la chose avec les

technologies de stockage actuel une batterie capable de délivrer 10 kWh donc 10 kW pendant 1 he ça ressemble à peu près à ça une belle bête d'une centaine de kilos absolument intransportable par qui que ce soit et encore là je vous épargne tous les systèmes de refroidissement à eut que ce genre de laser réclame pour ne pas se faire fondre même autrement dit un laser capable de faire des dégâts et pas de juste réchauffer agréablement sa cible ça demande une masse de matériel annexe qui font oublier toute application légère donc exit les fusillades en orbite

au pistolet façon James Bond un canon laser capable de faire de vrais trous dans sa cible ne peut être installé que sur un véhicule lourd avec une source d'énergie conséquente à disposition maintenant est-ce que les militaires ont seulement essayé de construire ce genre de chos bah ouais évidemment qu'ils ont essayé c'est d'ailleurs à ça qu'on les reconnaît dès 1983 l'initiative de défense stratégique voulue par le président américain Ronald Rean est annoncé quelques semaines seulement avant la sortie du Retour du Jedi et elle est aussitôt surnommée dans les médias guerre des étoiles par les lobby militaires

industriels qui ont font la promotion soulevant la colère de George Lucas qui intentera et perdra deux procès en tentant de protéger sa série d'une telle récupération politique mais pourquoi un tel surnom rigan définit lui-même en ses terme l'objectif de cette initiative pour contrer l'horrible menace des missiles soviétiques un programme ambitieux est mis à l'étude pour protéger les États-Unis par un bouclier spatial identifiant et anéantissant tout missile venu de la haute atmosphère un bouclier spatial dont la nature est encore incertaine puisqu'il ne s'agit encore que d'une phase d'étude mais parmi les propositions avancées figurent au milieu

des diverses variantes de missiles antimissil l'idée d'un système de laser à rayon X abattant en vol les missiles intercontinentaux adverses dès leur phase d'accélération de tel canon laser serait installé sur une constellation de satellite de grosse taille en faisant en sorte qu'il s'en trouve toujours au moins un prêt à dégommer le moindre décollage suspect dans la pratique ce projet extrêmement coûteux ne verra jamais le jour et l'IDS sera annulé 10 ans plus tard par l'administration Clinton mais l'idée d'un laser embarqué capable de descendre les missiles en vol n'a pas complètement disparu entre 2002 et 2012

Boeing Northrop Gruman et lockin Martin se partage le développement pour le compte de l'USR force d'un système de laser embarqué à bord d'un 747 spécialement modifié le but reste le même mais l'ambition d'une constellation de satellite a été réduite à une flotte totale de 7 avion à l'avant de l'appareil est Moné une tourelle incluant un laser de 1 MW accompagné d'un télescope d' 1,50 de diamètre pour le suivi de la cible activé environ 5 secondes le laser provoque une surchauffe du missile qui perturbe son vol et entraîne sa destruction et sur le principe et bien

ça fonctionne le 11 février 2010 un missile balistique est tiré depuis une plateforme en mer au large de la Californie et pour la première fois de l'histoire le canon laser installé à bord du 747 se verrouille sur lui et le détruit avant même qu'il est fini d'accélérer au total ce sont aussi cinq missiles et un drone qui seront détruits pendant les phases de test mais le système a aussi ses failles en particulier le temps doit être dégagé et l'avion ne peut se trouver à plus de 100 km de la zone de tir du missile car

les destruction ne peut avoir lieu que pendant les premières minutes de son vol le système est par contre impuissant face à des engins déjà en phase de descente ce qui est dommage car si un missile est tiré sur les États-Unis il ne décollera probablement pas des États-Unis et l'avion ne pourra pas grand-chose contre lui encore une fois le développement est abandonné aujourd'hui encore si des systèmes laser antidrone commencent à être testés en opération les usage de ce genre de technologie reste pour les raisons qu'on vient de donner extrêmement limité enfin du moins dans notre monde

à nous mais si vous vous souvenez bien ce n'est pas vraiment de ça qu'on parlait en introduction et si on y réfléchit juste un instant les rayons façon Star Wars ce ne sont en fait fait pas des lasers dans la saga de George Lucas c'est plus généralement dans tous les films de science-fiction reprenant le code du canon tirant des traits de lumière colorée il est malheureusement impossible qu'il s'agisse de laser au sens où on l'entend depuis le début de cette vidéo d'abord parce qu'un rayon laser on l'a dit n'est visible que s'il y a de

la matière sur son chemin pour le disperser en cours de route et ensuite soyons sérieux ces traits de lumière qui sortent des canons sont toujours possibles à suivre à l'œil nu même s'ils sont rapides il faut plusieurs images du film pour qu'un trait parte du destroyer de l'Empire pour venir frapper sa cible et un rayon lumineux à 300000 km par seconde sur cette même plage de temps aurait de quoi faire tranquillement le tour de la planète donc malgré leur nom ces canons ces pistolets ses sabres et ses arbalettes ne sont pas des armes lasers alors

que sont-elles donc bon ok c'est une question bête vous allez me dire puisqu'on parle d'un univers de fiction et que coucou c'est inventé ça n'existe pas évidemment rien de tout ça n'existe et ces jolis traits de lumière sont des créations ique d'abord penser pour transposer l'esthétique des duels aériens de la Seconde Guerre mondiale dans une forme futuriste qui n'a absolument pas besoin d'une justification technique pour vivre sa vie d'œuvre de fiction mais est-ce que c'est le genre de détail qui retient les fans de faire de la rétroingénierie et ben pas un instant vous l'imaginez bien

alors comment fonctionnent les canons lasers de Star Wars si on les écoute et bien laissez-moi vous citer un extrait de la littérature qu'on trouve en ligne sur le sujet lorsqu'on tire un gaz à haute énergie est excité par une cellule de puissance et converti en plasma ce plasma est focalisé is dans le canon pour émerger comme une boule d'énergie dont la cohérence est maintenue par un champ magnétique vous avez tout compris bon détaillons quand même un peu la recette en gros on prend une petite dose de gaz quelconque conservé en réserve dans le pistolet et

dans un premier temps on le chauffe à l'extrême pour le transformer en plasma exactement comme celui qui entoure les vaisseaux spatiaux pendant leur rentrée atmosphérique c'est bien sûr cette étape qui les rend lumineux et leur donne leur belle couleur celle-ci dépendant de la nature du gaz et de la température atteinte exactement comme on peut l'admirer pendant les différentes phases du retour sur terre d'un Starship une fois cette boule de plasma obtenue un champ magnétique puissant est chargé de l'accélérer le long du canon de l'arme et ça dans l'absolu ça reste de l'ordre du physiquement envisageable

un plasma contenu par un champ magnétique c'est par exemple ce qu'on retrouve dans les réacteurs expérimentaux de fusion nucléaire et c'est un joli spectacle d'ailleurs alors certes il faut une quantité d'énergie monstrueuse pour en arriver là mais vu la capacité à l'éviter et à dépasser la vitesse de la lumière dont font preuve les vaisseaux dans ces films on doit pouvoir considérer que ce n'est pas un problème jusque-là donc l'idée d'un plasma confiné et propulsé par un champ magnétique ça peut se tenir par contre une fois sorti du canon c'est là que quelques questions se posent

parce queok si on se trouve dans l'espace notre plasma ne se verra pas freiner et continuera à grande vitesse droit devant mais une fois en dehors du canon il n'y a plus de champ magnétique pour maintenir tout ça et on peut se demander pourquoi notre gaz resterait sur des kilomètres sagement en forme de très bien concentré plutôt que de faire ce que font tous les gaz dans le vide à savoir refroidir et s'éparpiller et donc devenir parfaitement inoffensif ensuite suite même en supposant que le trait reste bien ficelé de bout en bout on peut s'interroger

sur les dégâts que serait vraiment capable de causer quelques centimètres cubes de plasma chaud si on revient à nos images du Starship en pleine rentrée atmosphérique on voit toute la moitié inférieure littéralement enveloppé de plasma en quantité énorme sans le moindre dommage ou presque tout simplement parce qu'un bon isolant thermique suffit à s'en protéger sachant que la force de frappe de notre trait ne viendrait pas non plus comme c'est le cas pour une balle classique de son énergie cinétique puisque'un gaz même concentré et bien ça reste très léger on ne voit pas bien ce qui

pourrait abîmer la cible au final d'autant qu'un plasma ça reste de la matière avec une masse avec une inertie sousmise à la gravité d'une planète et si on revient à nos animations du premier épisode on se retrouve exactement dans la même situation avec le même souci à savoir que not tré ventent eux aussi se retrouver en orbite et tôt ou tard atteindre n'importe qui n'importe où mais aussi tous les problèmes de recul de l'arme dans le vide que notre pauvre brusce subissait stoïquement puisqu'une masse est éjectée suffisamment vite pour faire des dégâts à sa cible

le erreur part encore une fois en arrière fait la toupie et globalement ne passe pas un bon moment bon ce n'est peut-être pas la peine de pousser l'analyse plus loin il semblerait bien que dans tous les cas les pistes lasers en usage dans cette galaxie très très lointaine recellent pour fonctionner comme il semble le faire bien d'autres secret qui nous échappe encore il nous manque vraisemblablement encore quelques détails techniques pour construire nos propres pistes laser et la guerre spatiale à coup de blaster à plasma tant fantasmé par les réalisateurs de science-fiction n'est heureusement tout comme

ça la base de laser pas pour demain voilà l' thériens si la guerre des étoiles voulu par Ronald rigan n'a pas vu le jour les lasers ont depuis trouvé dans l'espace bien d'autres applications pacifiques des systèmes de guidage ou communication entre satellites en passant par l'interphérométrie les ingénieurs n'ont pas fini de jouer avec les lasers et on se fera peut-être un petit épisode sur le sujet un de ses jours si cette vidéo vous a comme moi appris quelque chose parce que oui moi aussi j'ai découvert comment fonctionne les laser en préparant cet épis laissez-lui donc

un pouce en l'air et surtout partagez la vidéo s'il y a d'autres technologies que vous aimeriez voir décortiqué sur cette chaîne laissez-nous donc un commentaire et quant à moi je vous dis à très bientôt pour la suite Ciao leséarien [Musique]