Effets des armes atomiques

On peut classer les nombreux effets des armes nucléaires en 2 groupes :
- D'une part les effets immédiats du à l'explosion qui sont pour la majorité d'entre eux similaires aux effets des armes conventionnelles.
- D'autres part les effets a long termes propres aux armes nucléaires.

Effets immédiats d'une explosion

L'effet thermique


   L'énergie produite durant l'explosion élève la température de plusieurs millions de degrés et, en moins d'une fraction de seconde, l'arme rayonne d'énormes quantités d'énergie notamment sons forme de rayons X qui sont absorbé très rapidement par l'atmosphère. Une " boule de feu ", engendré par cette énergie considérable, plus brillante que le soleil se forme, se dilate et se refroidit en quelques secondes, rayonnant son énergie, surtout sous forme de lumière ultraviolette visible et infrarouge. Pour une explosion de 10 kt dans l'atmosphère, la boule de feu atteint un diamètre d'environ 300 m. Pour une explosion de 10 Mt, la boule de feu peut atteindre un diamètre de 4 km. Un flux thermique est émis par la boule de feu et se propage sur une large zone, avec une intensité décroissante en fonction de l'éloignement. La quantité de chaleur reçue a une certaine distance de l'explosion nucléaire dépend de la puissance de la bombe et de l'état de l'atmosphère. Si la visibilité est faible, ou si l'explosion a lieu dans les nuages, la quantité de chaleur dégagée est limitée. C'est ce flux thermique élevé qui est capable, même à grande distance, de provoquer des brûlures des yeux ou de la peau et d'allumer de nombreux incendies. De plus, en raison de l'effet de focalisation du cristallin cette lumière très intense peut provoquer, surtout la nuit du fait de la dilatation de la pupille, des éblouissements prolongés ou brûler définitivement la rétine.

 

 

     une explosion nucléaire

 

 

L'onde de choc

   Comme dans le cas des explosions des armes conventionnelles, la plupart des dommages sur les immeubles et autres structures résultent de l'effet de souffle. Elle est créée par la détente de la boule de feu, formée de gaz à très haute température et à très forte pression. L'action destructrice dépend de la valeur de la surpression de crête qui écrase les structures fermées. Le vent balaye tout sur son passage et transforme en projectiles meurtriers tous les objets rencontrés. A la surpression de 0,35 bars, qui correspond au risque de rupture des tympans, la vitesse maximale du vent atteint 250 km/h et, à la surpression de 2 bars pour laquelle on constate des lésions pulmonaires, elle dépasse 1000km/h (dans les tempêtes les plus violentes le vent dépasse rarement les 200 km/h). Le niveau des dégâts au sol infligés par l'effet de souffle dépend de la puissance de l'explosion, de l'altitude à laquelle elle a eu lieu et de la distance de l'objet par rapport au point zéro (qui est le point du sol situé à la verticale de la bombe). Pour les bombes de 20 kt larguées sur le Japon la hauteur de l'explosion était de 550 m. Si la puissance avait été plus importante une altitude d'explosion supérieure aurait été choisie.
Le rayon de la zone endommagée par l'effet de souffle s'accroît avec la puissance de la bombe, approximativement comme la racine cubique de celle-ci. Explosant à une hauteur optimale une bombe de 10 Mt, 1000 fois plus puissante qu'une bombe de 10 kt, accroîtra le rayon de la zone d'un facteur 10.

L'impulsion électromagnétique (IEM ; en anglais EMP)

   Les rayons gamma, émis lors de la réaction nucléaire et après, par les interactions des neutrons avec les résidus de l'arme ou le milieu environnant, réagissent avec les molécules et les atomes de l'air créant ainsi une région ionisée entourant le point de l'explosion. Par suite des inhomogénéités de l'atmosphère, de la configuration de l'arme et de la proximité du sol, il en résulte un flux d'électrons qui provoque d'une brève IEM transportant une quantité importante d'énergie sur un spectre de fréquence très large (quelques kHz a des centaines de MHz).
On peut envisager plusieurs conséquences possibles :
Explosion a haute altitude (40km) : l'explosion peut endommager ou dérégler tous les systèmes électroniques non protégés contre ces effets, entraînant une paralysie économique (énergie, moyens de transport, usines, ordinateur et banque de données).
Explosion a basse altitude : L'explosion peut bloquer l'action en rendant inopérant tous les équipements électroniques des blindés d'une grande unité (division ou corps d'armée).


Effets prolongés ou à long terme d'une explosion

Effets des rayonnements

   On distingue 2 types de rayonnements lors de l'explosion nucléaire :
- Rayonnement nucléaire initial (avant 1 min). Il correspond à l'émission instantanée de neutron et de rayon gamma, qui se propage sur une zone de plusieurs kilomètres carrés. Bien que leur énergie ne représente que 3 % de l'énergie total de l'explosion, ils peuvent atteindre de nombreuses victimes et endommager gravement les équipements électroniques (voir IEM)
- Rayonnement nucléaire résiduel (après 1 min). Ce rayonnement est engendré par les débris radioactifs de l'arme et par la radioactivité induite par l'action des neutrons sur les différents éléments du sol, de l'air et de l'eau. Le danger principal est la création de granules de retombées qui contiennent les résidus radioactifs de l'arme et des fragments de matériaux (sol, eau). Les effets de ces " retombées " peuvent se faire sentir à des distances bien supérieures à celles des autres effets de l'arme nucléaire. Dans les bombes qui obtiennent leur énergie de la fission de l'uranium 235 ou du plutonium 239, deus noyaux radioactifs sont créés pour chaque noyau fissile brisé. Ces produits de fission contribuent à la radioactivité résiduelle des débris de la bombe car leur période radioactive se chiffre en jour, en mois ou en années.


Effets physiologiques

   Ces effets sont du aux rayonnement initial et résiduel (voir ci-dessus) c'est à dire aux rayonnements X, gamma, neutronique, alpha et bêta. La dose absorbée est mesurée en grays (1 gray = 100 rads). La " dose biologique " est établie en sieverts (1 sievert = 1gray × q ; 1 sievert = 100 rems). De nombreux paramètres interviennent : dose aiguë ou exposition chronique, sensibilité plus ou moins grande selon l'organe touché, etc. Pour des doses d'environs 1 gray, effets à long terme. Pour des doses supérieures à 3 grays, effets violent à court terme (vomissement), mort au bout d'un temps variable.

On peut résumer tous ces effets dans le tableau suivant :

      

note:(1) Par temps clair et sur peau nue.
        (2) Due au rayonnement initial qui est un facteur important dans le cas d'explosion à faible puissance, mais devient négligeabledans le cas d'explosion de forte puissance.
        (3) Au dessous de laquelle une explosion est contaminante.


Effets d'une guerre atomique

   Prévision des dommages qu'entraînerait une guerre nucléaire totale d'une puissance de 10 000 mégatonnes (Soit environ la moitié du stock actuel d'armes nucléaire) éclatant à 90% en Europe, Asie et Amérique du Nord et à 10% en Afrique, Amérique latine et Océanie.
Effets à court terme : 1 150 000 000 morts et 1 100 000 000 blessés. 1 habitant du monde sur 2 serait frappé. Toute l'infrastructure (eau énergie, hôpitaux…) serait touchée ou détruite par le souffle ou de gigantesques incendies. Les survivants seraient saisis de panique. Les secouristes ne pourraient les approcher à cause des radiations et les possibilités de leur assurer des soins seraient pratiquement nulles. La désorganisation consécutive à l'explosion rendrait aléatoire un système de surveillance et de décontamination, on l'a nommé Hiver Nucléaire (voir ci-dessous).
Effets à long terme : (sur des décennies)
- Démembrement des structures socio-économique (arrêt des transports et communication)
- Difficulté d'approvisionnement en eau et en nourriture. En effet il faut 10 à 20 L d'eau par jour pour les brûlés et au minimum 4 L pour éviter la déshydratation des survivants, de plus les pays en voie de développement dépendent des importations de céréales.
- Contamination de l'ensemble des eaux par des matières radioactives et des virus et bactéries (dues à la destruction des stations d'épuration et à l'amoncellement des déchets)
- Contamination des aliments solides par des micro-organismes pathogènes (impossibilité de réfrigérer).
- Eclosion de multiples épidémies favorisées par la putréfaction de millions de cadavres (prolifération d'insectes plus résistants que l'homme aux radiations).
- Transformation des terres arables en jachère par le feu et la radioactivité résiduelle.
- Désertification à terme des terres rendues impropre à la culture et à l'élevage (par les explosions), entraînant une famine générale et une malnutrition au cours des années suivantes.

L'Hiver Nucléaire

   Les explosions et incendies consécutif à un conflit atomique important entraînerait 1 milliard de tonnes de poussière et des fumées toxiques dans la stratosphère (au-delà de 12000 mètres). A cette altitude, l'air est raréfié, il ne pleut jamais et les particules redescendraient très lentement. Il en résulterait une baisse de température. Sur les côtes, les différences de température entre l'intérieur et le large (où la mer se refroidit moins vite) provoquerait des ouragans et des pluies diluviennes sur 100 km de profondeur. Ce refroidissement survenant au printemps ou en été affecterait les plantes qui ne pourraient plus effectuer la photosynthèse transformant le gaz carbonique en composés organiques, privant les animaux de nourriture. La couche d'ozone qui nous protège des rayons ultraviolets pouvant être détruite par endroit sous l'effet des oxydes d'azote propulsé dans la stratosphère. Au retour du beau temps, la Terre serait alors atteinte par les ultraviolets qui diminueraient la productivité des récoltes, endommageraient le plancton marin, supprimeraient le système immunitaire des mammifères, brûleraient la peau et rendraient aveugle.



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