REVUE SCIENTIFIQUE
L E R A D A R
Invention qui d é c i d a p e u t - ê t r e d u sort de l a guerre et qui resta longtemps m y s t é r i e u s e , le radar est u n p r o c é d é qui utilise l a réflexion des ondes ultra-courtes sur les obstacles, visibles ou non, pour déceler leur présence et m ê m e les localiser exactement.
I l implique que les ondes d é t e c t r i c e s sont dirigeables et qu'elles se réfléchissent selon les lois de l a l u m i è r e . L e faisceau émis v a frapper l'objet qui en renvoie une fraction infime à son point de d é p a r t . L e temps entre l'émission et l a r é c e p t i o n , m u l t i p l i é par l a vitesse connue des ondes, r e p r é s e n t e donc le double de l a distance à l'objet.
T e l est le principe d u radar et i l est loin d ' ê t r e nouveau. I l avait é t é a p p l i q u é d é j à pour l a l u m i è r e en sens inverse, c'est-à-dire qu'on connaissait d'avance l a distance d u miroir à l a source lumineuse et qu'on v o u l a i t savoir l a vitesse de propagation. C'est l a m é t h o d e que Fizeau employa en 1849, entre Suresnes et Montmartre, avec l'artifice d'une roue d e n t é e tournant à une certaine vitesse, pour a p p r é c i e r exactement les cinq à six c e n t i è m e s de seconde que durait le parcours.
Plus g r o s s i è r e m e n t , c'est l a m é t h o d e d ' é c h o dont on use avec les ondes sonores pour é v a l u e r l a distance d'une montagne ou l a profondeur d'un puits. Lahgevin et Chilowski s ' é t a i e n t servis avec plus de précision des ultra-sons pendant l a p r e m i è r e guerre pour sonder les fonds marins. E n f i n avec les ondes hertziennes elles- m ê m e s , A p p l e t o n avait en Angleterre, avant 1930, m e s u r é l a hau- teur des couches ionisées de l ' a t m o s p h è r e qui g ê n a i e n t ou favori- saient l a radiodiffusion. M ê m e presque vide, un grand volume de gaz électrisés est en effet u n obstacle à l a propagation des ondes, au moins celles qu'on appelle courtes. Les ondes ultra-courtes, au-dessous de d i x m è t r e s , ne sont pas e n t r a v é e s et c'est pourquoi les A m é r i c a i n s , ayant e n v o y é u n radar sur l a lune, en ont reçu l'écho deux secondes et demi a p r è s .
On voit que le radar n ' a pas a p p o r t é d'idée neuve ; mais i l a
R E V U E SCIENTIFIQUE 527 profité des connaissances nouvelles sur les p r o p r i é t é s des ondes et sur l a mesure des temps. Pour d é t e c t e r un objet à un k i l o m è t r e , l'écho met six millionièmes de seconde. L e seul c h r o n o m è t r e q u i puisse mesurer ce minuscule instant est « l'oscillographe catho- dique », merveilleux instrument analogue à nos ampoules de télé- vision. Quant aux connaissances sur les ondes elles ont progressé lentement des grandes longueurs d'onde aux petites, ou si l'on veut, des faibles fréquences vers les hautes, les « h y p e r f r é q u e n c e s ».
Quoique H e r t z ait fait ses magnifiques expériences avec des ondes t r è s courtes, ce furent des ondes t r è s longues, des ondes kilomé- triques, q u i furent d'abord préconisées pour l a radiodiffusion.
Les ondes longues c é d è r e n t l a place aux ondes moyennes, hecto- m é t r i q u e s , en d é p i t des é v a n o u i s s e m e n t s et distorsions qu'elles subissent en se réfléchissant dans l a haute a t m o s p h è r e . Puis les ondes d é c a m é t r i q u e s , méprisées d'abord, furent heureusement employées aux communications lointaines grâce à leurs p r o p r i é t é s directives. Les ondes m é t r i q u e s , aux fréquences é n o r m e s , furent conquises en dernier lieu. Elles n ' é t a i e n t plus capables de contour- ner l'horizon car elles se propagent surtout en ligne droite mais on pouvait les diriger avec des réflecteurs peu encombrants en forme de parapluie, et elles n'exigeaient qu'une t r è s faible puissance.
Elles furent t r è s bien étudiées par l'Ecole française de G u t t o n , Beauvais, Pierret, Jouaust, Mesny, D a v i d . Sans elles i l n ' y aurait pas de télévision.
Cette c o n q u ê t e fut t r è s difficile et i l fallut trente ans avant de rejoindre pratiquement les expériences primitives de Hertz. O n n'arrivait pas à atteindre l a longueur d'onde du m è t r e avec les lampes triodes, à cause de l a c a p a c i t é q u i s'établissait entre les électrodes, à cause aussi d u temps trop long que mettaient les élec- trons pour passer de l a cathode à l'anode. Quoique lancés à une dizaine de milliers de k i l o m è t r e s par seconde, ils ne pouvaient suivre des vibrations ondulatoires de plusieurs centaines de m i l - lions par seconde. Toute l'ingéniosité des physiciens se porta donc vers l a c r é a t i o n d'oscillateurs nouveaux. E n 1920, Barkhausen et K u r z en Allemagne d é c r i v i r e n t un montage qui fournissait des ondes d'un m è t r e . U n peu plus t a r d les Allemands produisaient couramment des ondes de 75 cm. et m ê m e de 30. E n 1924 Mesny, travaillant au Laboratoire militaire de Ferrie, réussit à transmettre des communications t é l é p h o n i q u e s sur onde de 1 m è t r e 50 entre deux sommets des Alpes, à 280 k m de distance, avec une puissance
de 3 watts seulement. L e m ê m e appareil, où G u t t o n et Pierret avaient isolé certains harmoniques de l'oscillation, permit d'abaisser la longueur d'onde à 35 c m .
Une invention, faite aux E t a t s - U n i s par H u l l en 1920 et qui é t a i t restée dans l a liste des brevets inutilisés, allait fournir le meilleur moyen d'obtenir des hyperfréquences exploitables. Cet oscillateur nouveau, c ' é t a i t le « m a g n é t r o n », lampe à anode cylindri- que où l a grille é t a i t r e m p l a c é e par un champ m a g n é t i q u e qui cour- bait diversement le flux d ' é l e c t r o n s issu de l a cathode. L e m a g n é - tron, dont le rendement é t a i t t r è s faible, fut grandement perfec- t i o n n é en 1928 par deux physiciens japonais, Y a g i et O k a b é , en fendant en deux l'anode et en disposant les circuits pour agir sur la vitesse et le temps de parcours des électrons. Il permettait de descendre à des longueurs d'onde de 50 c m . C'est l'appareil que les F r a n ç a i s Maurice Ponte et Henri G u t t o n , le fils d u physicien de l ' A c a d é m i e des Sciences, ont t r a n s f o r m é quatre ans plus tard au point d'en faire une invention nouvelle. E n m u l t i p l i a n t les fentes de l'anode, en constituant ainsi des cavités de r é s o n a n c e offertes à un anneau tournant d'électrons, ils ont rendu pratique le modèle japonais, ils l'ont t i r é du laboratoire pour livrer à l'industrie un é m e t t e u r d'ondes c e n t i m é t r i q u e s .
L ' é p o q u e de ces recherches é t a i t vraiment féconde. E n mars 1931 les ingénieurs français Darbord, Deloraine et Clavier avaient é t a b l i une communication hertzienne entre Calais et Douvres sur une longueur d'onde de 18 cm. L a q u a l i t é t é l é p h o n i q u e de ces « micro- rayons », comme ils disaient, é t a i t parfaite (je pus m o i - m ê m e le véri- fier). Ils n ' é t a i e n t pas affectés par les conditions a t m o s p h é r i q u e s : . pluie, brouillard, o b s c u r i t é . O n les projetait et on les recevait avec de grands réflecteurs paraboliques tout comme des faisceaux l u m i - neux. Ils n'exigeaient qu'une puissance insignifiante. O n ne son- geait q u ' à les utiliser pour les communications à courte distance et pour les relais de la radiodiffusion. On ne pensait pas à l a d é t e c - tion des obstacles. Pourtant les besoins de la grande guerre avaient a t t i r é l'attention sur cet usage dont Tesla et Marconi avaient expres- s é m e n t i n d i q u é l'importance.
L a guerre é t a i t déjà loin. Mais un souvenir sinistre p r é o c c u p a i t les compagnies de navigation : celui du Titanic écrasé dans l a brume par une montagne de glace. Elles demandaient aux techniciens de p r o t é g e r leurs navires contre ces catastrophes. Les microrayons n'avaient pas l a p o r t é e nécessaire pour donner un écho avec les
R E V U E SCIENTIFIQUE 529 é m e t t e u r s usuels. Seul le m a g n é t r o n admettait l a puissance requise.
L e u r « d é t e c t e u r é l e c t r o m a g n é t i q u e » mis au point (brevet d u 20 juillet 1934), Ponte et G u t t o n l ' i n s t a l l è r e n t d'abord sur le paquebot Oregon, ensuite sur Normandie, c h e f - d ' œ u v r e de l a Compagnie transatlantique. L a puissance du m a g n é t r o n n ' é t a i t pas encore t r è s grande mais elle permettait de d é c o u v r i r les obstacles à plusieurs, k i l o m è t r e s avec des ondes de 30 c m . A i n s i l a navigation devenait sûre dans les eaux chargées de glaces flottantes.
Ce fut b i e n t ô t aux militaires, inquiets des extravagances hitlé- riennes, de demander à l a science son concours contre l'invasion par les airs. L a marine a m é r i c a i n e eut son d é t e c t e u r é l e c t r o m a g n é - tique en 1937. Les Anglais avaient d e v a n c é tous les autres pays dans l a protection hertzienne. Dès 1935 ils avaient pourvu leurs côtes de radars efficaces, inspirés d u m o d è l e français, alors q u ' à l a d é c l a r a t i o n de guerre l a France ne p o s s é d a i t encore qu'une D . C . A . aveugle et s u r a n n é e . I l est triste de penser que l ' a r m é e n'avait pas compris l'utilité du principe de défense nouveau. Ce n'est qu'en 1939 que les c r é a t e u r s du m a g n é t r o n purent convaincre les géné- raux H é r i n g , Doumenc et Gallion, a p r è s quoi l'on installa chez nous les premiers postes de guet et de tir. Les cinq stations anglaises utilisaient des ondes m é t r i q u e s qui pouvaient ê t r e projetées en faisceaux rectilignes avec l a puissance voulue pour l a t â c h e de surveillance. Cependant les ondes c e n t i m é t r i q u e s du nouveau ma- g n é t r o n français permettaient une localisation plus précise. L e dernier modèle, celui de G u t t o n et Berline, avait une p o r t é e de 150 k m . avec une puissance de 5 watts seulement. U n e a m é l i o r a t i o n importante avait é t é introduite par l a cathode à oxydes, cylindre de nickel recouvert d'une mince couche d'oxydes de b a r y u m , de strontium ou de thorium. A d o p t é par l ' A m i r a u t é anglaise en 1940 avec la permission du gouvernement français, le m a g n é t r o n fran- çais aida à gagner l a grande bataille a é r i e n n e du mois d ' a o û t . E n trois semaines les Allemands perdirent 957 avions qui avaient fran- , chi les côtes britanniques. On peut dire que le radar a s a u v é l ' A n - gleterre.
Pour augmenter la puissance des é m e t t e u r s sans augmenter leurs dimensions, i l fallait concentrer leur puissance pendant un temps e x t r ê m e m e n t court, un millionième de seconde, Pour cela on avait renoncé à l'émission continue du faisceau hertzien ; on ne p r o c é d a i t plus que par impulsions qui se r é p é t a i e n t à une cer- taine cadence pour ne pas gêner le retour de l'écho. A une distance
de 150 k m . c ' é t a i t par exemple 1000 fois par seconde. Tous les ra- dars actuels é m e t t e n t ainsi d'une façon discontinue, ce qui leur permet de mettre en jeu des puissances é n o r m e s , j u s q u ' à 1000 kilo- watts. C'est l ' A m é r i q u e q u i , à partir de 1940, les a p o r t é s à ce degré d'efficacité. E l l e y a consacré des milliers de spécialistes et des m i l - liards de dollars. E l l e baptisa ce prodigieux instrument d'un nom formé d'initiales ( R A d i o D é t e c t i o n A n d Ranging) que son heureuse sonorité fit adopter universellement.
O n a i n v e n t é 300 types de radar fonctionnant sur ondes déci- m é t r i q u e s et c e n t i m é t r i q u e s . A p r è s é l i m i n a t i o n on a conservé les meilleurs qu'on a a d a p t é s aux divers usages de l a guerre. U n des plus puissants est le radar c e n t i m é t r i q u e d'alerte dont l a p o r t é e d é p a s s e 250 k m . et qui peut d é t e c t e r des escadrilles d'avions. C'est une petite usine qui exige u n nombreux personnel. Dans les radars les plus simples l'écho reçu est e n v o y é à un oscillographe catho- dique qui traduit i m m é d i a t e m e n t les signaux en distances sur une échelle g r a d u é e . U n m o d è l e c e n t i m é t r i q u e fait a p p a r a î t r e une tache lumineuse plus ou moins brillante qui donne l a distance et l'angle d'azimut. U n autre genre de radar accomplit un balayage constant de l'espace à surveiller et, par l a persistance de l a tache fluorescente sur l'écran, trace une sorte de carte des obstacles r e n c o n t r é s . I l est d'un grand secours à l ' a v i a t i o n de guet. P o u r le combat de l'air le radar dirige m ê m e automatiquement le t i r et ses réflexes sont ins- t a n t a n é s . Sur terre les avions de chasse sont guidés par des chaînes de radars reliés à u n centre qui leur donne les ordres des manoeuvres.
Dans l ' a v i a t i o n navale le radar sert à d é c o u v r i r les sous-marins ; sa précision l u i fait d é t e c t e r j u s q u ' à leur périscope. Sur mer les navires observent grâce à l u i les points de chute de leurs projectiles par l a gerbe d'eau qu'ils s o u l è v e n t et ils corrigent leur pointage en c o n s é q u e n c e . L a tactique navale a é t é bouleversée par cet appareil magique. Les navires ennemis peuvent ê t r e coulés sans qu'on les voie et sans qu'ils s'en doutent, par exemple l a nuit ou dans le brouillard.
Les Allemands ont é t é t r è s en retard sur les Alliés pour mettre en œ u v r e ces m é t h o d e s nouvelles. Ils ne r i p o s t è r e n t qu'avec peine.
A p r è s que les Anglais eurent a d o p t é les ondes c e n t i m é t r i q u e s d u m a g n é t r o n français, leurs V I furent repérés et d é t r u i t s en l'air.
Sur les 105 de ces projectiles qu'ils l a n c è r e n t sur Londres le 26 a o û t 1944, et qui t r a v e r s è r e n t l a Manche, trois seulement é c h a p p è r e n t à l a destruction. E n mer leurs sous-marins avaient réussi à capter les ondes m é t r i q u e s des premiers radars ; avertis ils plongeaient
R E V U E SCIENTIFIQUE 531 a u s s i t ô t . Mais le passage aux ondes de plus haute fréquence en 1943 les prit au d é p o u r v u . D é t e c t é s à leur insu, ils p é r i r e n t en q u a n t i t é . Les moyens de parade des Allemands furent en grande partie inefficaces. Sur terre leur infériorité en moyens de d é t e c t i o n causa l a destruction massive de leurs usines et de leurs villes.
Les applications du radar n'ont cessé de c r o î t r e . Les artilleurs en coiffent leurs obus pour les faire éclater à une distance efficace d u sol. Les marins en pourvoient leurs balises pour faciliter le repé- rage maritime. L a précision du faisceau hertzien permet de viser et de d é t r u i r e automatiquement les projectiles q u ' i l rencontre, en parti- culier une bombe atomique qui serait lâchée d'un avion. Comme dans la lutte classique du canon et de la cuirasse, les ingénieurs militaires cherchent à l'utiliser pour l'attaque et pour l a défense, car i l est apte à servir les deux. O u t i l d'une complaisance i n é p u i s a b l e , qui travaille maintenant sur ondes millimétriques avec une puis- sance notable, i l est mis à profit par les œ u v r e s de paix. I l d é t e c t e les zones orageuses, i l calcule l a vitesse des m é t é o r e s , i l enrichit l a diathermie m é d i c a l e . I l surveillera les futurs voyages i n t e r p l a n é t a i r e s que nous ont promis M M . Esnault-Pelterie et Ananof. O n est surpris que tous les bateaux et tous les avions n'en soient pas encore pour- vus ; les collisions i m p r é v u e s seraient évitées. Même pour l'estime de l a hauteur dans l'espace, le radar est plus s û r que les m é t h o d e s b a r o m é t r i q u e s .
Dans une remarquable conférence q u ' i l a faite r é c e m m e n t au Comité F r a n c e - A m é r i q u e , M . E m i l e Girardeau a exposé que le radar é t a i t une invention française et i l en a a p p o r t é des preuves élo- quentes. M . Girardeau, qui est p r é s i d e n t d'honneur de l a F é d é r a - tion nationale des industries électroniques, peut ê t r e considéré comme un des artisans de sa c r é a t i o n , puisqu'il commandait l ' é q u i p e d'ingénieurs qui ont fait de l a conception t h é o r i q u e d u rad^ar un outil i m m é d i a t e m e n t utilisable et de grand service. L'historien de la science ne considère que l'évolution des idées et i l distribue le m é r i t e en c o n s é q u e n c e . L a civilisation doit tenir compte des accom- plissements, car en certains cas i l est plus difficile de réaliser que d'imaginer, et l a lutte avec l a m a t i è r e demande autant d ' h a b i l e t é que les purs é b a t s de l'esprit. A cet é g a r d , comme l ' a dit M . Girar- deau, « i l est certain que l'équipe française a été l a c r é a t r i c e des premiers radars ».
R E N É S U D R E .
