Opération Plowshare

L'opération Plowshare est un programme d'explosions nucléaires pacifiques des États-Unis destinés à développer des techniques pour utiliser des explosions nucléaires pour le génie civil. Le mot anglais plowshare signifie soc de charrue.

L'essai "Sedan" de 1962, qui a déplacé 12 millions de tonnes de terre et créé un cratère de 100 m de profondeur et de 390 m de large.

Les utilisations civiles fructueuses des explosifs nucléaires comprennent l'excavation de massifs rocheux, la stimulation gazière ou pétrolière, la production d'éléments chimiques (l'essai d'Anacostia a mené à la découverte du 250Cm), la compréhension des mécanismes du Processus r de la nucléosynthèse des étoiles et le sondage profond de la croûte terrestre par la prospection sismique qui intéresse à la fois les géologues et les sociétés de prospection minière[1],[2],[3].

Les conséquences négatives de 27 des projets nucléaires de l'opération Plowshare ont éveillé une opposition publique importante, qui a conduit finalement à l'abandon du programme en 1977[4], notamment l'eau tritiée[5] et les retombées radioactives de matériaux pulvérisés dans l'atmosphère avant que les essais souterrains soient devenus obligatoires par traité.

Raisonnement

En exploitant les usages pacifiques de l'atome (applications médicales, terrassements, et centrales nucléaires), l'industrie nucléaire et le gouvernement ont cherché à apaiser la crainte publique vis-à-vis des technologies nucléaires et à faire accepter l'arme nucléaire. À l'apogée de l'Âge atomique, les États-Unis lancèrent l'opération Plowshare, qui impliquait des « explosions nucléaires pacifiques ». Lewis Strauss, alors directeur de la Commission de l’énergie atomique des États-Unis, a annoncé que l'opération Plowshare était conçue pour « mettre en valeur les applications pacifiques des engins explosifs nucléaires et par conséquent créer une atmosphère mondiale d'opinions favorables au développement et à l'essai d'armes »[6].

Propositions

Les propositions d'utilisations d'explosifs nucléaires de l'opération Plowshare comprenaient l'élargissement du canal de Panama, la construction d'une nouvelle voie navigable au niveau de la mer à travers le Nicaragua (surnommée le canal Pan-Atomic), le creusement de chemins pour les autoroutes à travers des montagnes, et la jonction de différents réseaux de rivières. Les autres propositions impliquaient la création de cavités souterraines pour le stockage d'eau, de gaz naturel et de pétrole. L'utilisation de ces explosifs pour différentes opérations minières a aussi été sérieusement envisagée. Une proposition imaginait de connecter des aquifères en Arizona. Un autre plan impliquait une explosion sur le flanc Ouest de la vallée de Sacramento en Californie pour un projet de transport d'eau[4].

Le projet Carryall[7], proposé en 1963 par la Commission de l’énergie atomique, le département des Transports de Californie, et la Santa Fe Railway, aurait nécessité 22 explosions nucléaires pour creuser un déblai autoroutier à travers les monts Bristol dans le désert des Mojaves, pour laisser passer l'Interstate 40 et une nouvelle ligne de chemin de fer[4]. À la fin du programme, un objectif majeur était le développement d'explosifs et de techniques nucléaires pour la stimulation du débit de gaz naturel dans des réservoirs souterrains traversant des formations resserrées. Dans les années 1960, une proposition a été émise pour un procédé in situ d'extraction de schistes bitumineux impliquant la création d'une cheminée de gravats (une zone de la formation de schistes créée par fracturation de la roche) par une explosion nucléaire[8]. Cependant, ce projet a été abandonné pour un certain nombre de raisons techniques.

Les essais de Plowshare
Un des schémas de Chariot impliquant 5 engins thermonucléaires en chaîne pour créer un port artificiel.

L'un des premiers projets de Plowshare de créer un cratère, et qui a failli être mené à bien, fut le projet Chariot, qui devait utiliser plusieurs bombes à hydrogène pour créer un port artificiel à Cap Thompson, en Alaska. Il ne fut jamais réalisé à cause des inquiétudes pour les populations indigènes et du fait que le faible potentiel de ce port ne justifiait pas les risques et le coûts prévus[9].

Un certain nombre de démonstrations de faisabilité de création de cratères ont été menés, notamment le tir de Buggy de 5 explosifs d'une kilotonne dans une tranchée de la Zone 21, et le plus gros essai de 104 kilotonnes du au Nord de Yucca Flat, au sein du site d'essais du Nevada de la Commission de l'énergie atomique au Sud du Nevada. Cet essai, « Sedan », a déplacé plus de 11 milliards de kilogrammes de sol et créé un nuage radioactif qui a atteint une altitude de 3,7 km. Le panache de retombées radioactives s'est déplacé vers le Nord-Est et l'Est vers le Mississippi.

La première explosion nucléaire pacifique a été le projet Gnome, menée le dans un lit salé à 39 km au Sud-Est de Carlsbad, au Nouveau-Mexique. L'explosion a dégagé une énergie de 3,1 kilotonnes à une profondeur de 361 mètres, et créé une cavité de 52 m de diamètre pour 24 m de haut. L'essai avait de nombreux buts. Le plus connu d'entre eux concernait la production de vapeur qui aurait pu ensuite être utilisée pour générer de l'électricité. Un autre objectif était la production et récupération de radioisotopes utiles. Une autre expérience concernait la physique des neutrons. Une quatrième expérience, dans le domaine de l'exploration géophysique du sol à l'aide des ondes sismiques, fut la seule à être considérée comme un franc succès. L'explosion dégagea malencontreusement des fumées radioactives alors que la presse observait. Le projet Coach d'explosion expérimentale encore à l'étude, qui devait suivre l'essai Gnome, fut alors annulé.

Au cours des 11 années suivantes, 26 autres essais d'explosions nucléaires ont été menés par le programme d'ENP américain. Les débris d'explosions des 839 essais nucléaires souterrains sont restés enterrés sur place et ont été jugés impossibles à retirer par le Bureau de Site d'Essai du Nevada (DOE). Le financement s'acheva en 1977. Les coûts du programme ont été estimés à plus de 770 millions de dollars américains[4].

Expériences de stimulation du gaz naturel

Trois explosions nucléaires expérimentales avaient été prévues pour stimuler le flux de gaz naturel depuis des formations « étroites » de champs de gaz. Des partenaires industriels s'étaient impliqués dans le programme, comme El Paso Natural Gas Company pour l'essai Gasbuggy, la CER Geonuclear Corporation et l'Austral Oil Company pour l'essai Rulison[10] et la CER Geonuclear Corporation pour l'essai Rio Blanco.

La dernière ENP eut lieu le à Fawn Creek, à 76,4 km au Nord de Grand Junction, au Colorado. Trois explosions de 30 kilotonnes ont été réalisées simultanément à des profondeurs de 1758, 1875 et 2 015 mètres. En cas de succès, le programme prévoyait l'utilisation de centaines de bombes nucléaires dans les champs de gaz des Rocheuses. Les deux précédents essais avaient indiqué que le gaz naturel ainsi obtenu était trop radioactif pour une utilisation sure ; bien que l'essai de Rio Blanco n'ait pas connecté les trois cavités comme espéré, le gaz résultant contenait encore un niveau inacceptable de radionucléides[11].

Vers 1974, approximativement 82 millions de dollars avaient été investis dans le programme de stimulation gazière par la technologie nucléaire. Selon les estimations, même après 25 ans de production du gaz ainsi récupéré, le gain ne représenterait qu'entre 15 et 40 % de l'investissement initial. De plus, l'idée que les brûleurs des cuisinières des familles californiennes pourraient bientôt présenter des traces de radioactivité ne passait pas auprès de l'opinion publique. Le gaz contaminé n'a jamais été introduit sur les réseaux commerciaux.

La situation est restée identique pendant les trois décennies suivantes, mais une reprise des forages gaziers dans l'Ouest du Colorado a vu les puits s'approcher près des sites de détonations souterraines. Mi-2009, 84 permis de forage avaient été émis dans un rayon de moins de 5 kilomètres du site, dont 11 permis à moins de 2 kilomètres du site[12].

Essais nucléaires

Les États-Unis ont mené 27 ENP en parallèle d'autres séries d'essais liés aux armes nucléaires[13]. Un rapport de la Federation of American Scientists présente des puissances légèrement différentes de celles données ci-dessous[14].

Essais nucléaires de Plowshare
Nom Date Lieu Puissance (kilotonnes) Série
Gnome Carlsbad (Nouveau-Mexique) 3 Nougat
Sedan Site d'essais du Nevada 104 Storax
Anacostia Site d'essais du Nevada 5,2 Storax
Kaweah Site d'essais du Nevada 3 Dominic I et II
Tornillo Site d'essais du Nevada 0,38 Niblick
Klickitat Site d'essais du Nevada 70
 Niblick
Ace Site d'essais du Nevada 3 Niblick
Dub Site d'essais du Nevada 11,7 Niblick
Par Site d'essais du Nevada 38 Whetstone
Handcar Site d'essais du Nevada 12 Whetstone
Sulky Site d'essais du Nevada 0,9 Whetstone
Palanquin Site d'essais du Nevada 4,3 Whetstone
Templar Site d'essais du Nevada 0,37 Flintlock
Vulcan Site d'essais du Nevada 25 Flintlock
Saxon Site d'essais du Nevada 1,2 Latchkey
Simms Site d'essais du Nevada 2,3 Latchkey
Switch Site d'essais du Nevada 3,1 Latchkey
Marvel Site d'essais du Nevada 2,2 Crosstie
Gasbuggy Farmington (Nouveau-Mexique) 29 Crosstie
Cabriolet Site d'essais du Nevada 2,3 Crosstie
Buggy Site d'essais du Nevada 5 essais de 1,1 kt chacun
 Crosstie
Stoddard Site d'essais du Nevada 31 Bowline
Schooner Site d'essais du Nevada 30 Bowline
Rulison Grand Valley (Colorado) 43 Mandrel
Flask 26 may 1970 Site d'essais du Nevada 105 Mandrel
Miniata Site d'essais du Nevada 83 Grommet
Rio Blanco Rifle (Colorado) 3 essais de 33 kt chacun Toggle

Essais non nucléaires

En plus des essais nucléaires, l'opération Plowshare a mené un certain nombre de projets d'essais non nucléaires afin de comprendre comment les explosions nucléaires pourraient être utilisées au mieux. Certains de ces projets ont conduit à des applications pratiques ou à une meilleure connaissance de l'utilisation de gros explosifs. Ces projets comprenaient[13] :

Projets non nucléaires de Plowshare
Nom du Projet
 Date Lieu Puissance Remarques
Pre-Gnome Site de Gnome, au Nouveau-Mexique 3 charges de 365 tonnes chacune Étalonnage par essais sisiques pour l'essai Gnome.
Toboggan SEN (zone 6), situé à 36° 57′ 54″ N, 116° 00′ 33″ O 122 petites détonations Explosions isolées, multiples et en ligne dans le lit du lac asséché de Yucca Flats.
Stagecoach SEN (zone 10), situé à 37° 09′ 58″ N, 116° 02′ 03″ O

37° 09′ 58″ N, 116° 02′ 08″ O
37° 09′ 50″ N, 116° 02′ 14″ O

3 explosions de 20 tonnes chacune. Préparation de l'essai Scooter.
Buckboard SEN (zone 18), situé à 37° 05′ 42″ N, 116° 21′ 11″ O 0,5 à 20 tonnes Au moins 13 tirs d'exploration d'une cavité d'un massif rocheuxde Buckboard Mesa
Pinot[15] Près de Rifle, situé à 39° 32′ 14″ N, 107° 57′ 18″ O Très petite Expérience d'injection de radioxenon pour étudier la percolation à travers des couches de schiste argileux.
Scooter[16] SEN (zone 10), situé à 37° 10′ 17″ N, 116° 02′ 16″ O 500 tonnes Un essai d'excavation similaire et proche de Sedan.
Pre-Buggy[16],[17] SEN (zone 5), situé à 36° 49′ 57″ N, 115° 58′ 14″ O 4 lots de 116 kg Étude de la formation d'une cavité.
Rowboat SEN (zone 10), situé à 37° 09′ 24″ N, 116° 02′ 36″ O 4 lots de 116 kg Étude de charges en ligne.
Pre-Schooner I SEN (zone 18), situé entre 37° 04′ 29″ N, 116° 20′ 34″ O et 37° 06′ 25″ N, 116° 21′ 02″ O 20 tonnes chacun 4 tirs préliminaires à l'essai Schooner.
Dugout[16] SEN (zone 18), situé à 37° 05′ 37″ N, 116° 20′ 42″ O 100 tonnes
Pre-Schooner II[18] Plateau Bruneau, situé à 42° 24′ 03″ N, 115° 34′ 25″ O 85,5 tonnes Création d'un grand cratère dans un massif rocheux.
Pre-Gondola[19],[20] Du au Réservoir de Ft Peck, dans le Montana ; centré sur 47° 55′ 50″ N, 106° 38′ 34″ O 0,5 à 210 tonnes 26 explosions dans une cavité du littoral.
Tugboat[21] Du au Kawaihae, situé à 20° 01′ 39″ N, 155° 49′ 43″ O 18 essais de 1 à 20 tonnes Excavation d'un petit port, toujours utilisé de nos jours.
Trinidad[22] Du au Près de Trinidad, situé à proximité de 37° 07′ 34″ N, 104° 36′ 14″ O 15 essais de 5 à 44 tonnes Dégagement d'un déblai ferroviaire.
Old Reliable Mine d'Old Reliable, située à 32° 45′ 06″ N, 110° 29′ 21″ O  ? Étude in situ de la fracturation et de la récupération de minerai de cuivre.

Proposition de projets nucléaires

Un certain nombre de projets ont été proposés, et même planifiés, mais n'ont pas été menés à terme. Leur liste est donnée ci-dessous[13] :

Projets inachevés de Plowshare
Nom du projet Date prévue Lieu Remarques
Tombigbee/Tennessee River Tishomingo County, près de 34° 49′ 51″ N, 88° 15′ 49″ O Excavation d'un déblai de 5 km environ pour connecter les rivières Tennessee et Tombigee au Nord-Est du Mississippi.
Oilsands Alberta, Canada near 57° 01′ N, 111° 39′ O Récupération de pétrole des sables bitumineux d'Athabascan ; plusieurs zones en Alberta, au Canada, auraient fait l'objet d'expériences.
Ditchdigger SEN Explosion thermonucléaire destinée à créer une excavation.
Chariot Près de 68° 06′ 01″ N, 165° 45′ 55″ O Cinq bombes nucléaires pour créer un port au Nord de l'Alaska.
Coach Carlsbad, près de 32° 16′ N, 103° 52′ O Production d'isotopes d'éléments transplutoniens enrichis en neutrons.
Carryall Bristol Mountain Pass, près de 34° 19′ 51″ N, 115° 51′ 47″ O Utilisation de 22 bombes pour dégager un chemin par les Montagnes Bristol pour la voie de chemin de fer ATSF.
Phaeton SEN Expérience de création de cratère.
Dogsled Glade Park, près de 39° 03′ 05″ N, 109° 01′ 35″ O Exploration des caractéristiques de formation de cratère dans les roches sableuses du Plateau du Colorado.
Pan-Atomic Canal Au Nicaragua, près de 11° 19′ 22″ N, 84° 49′ 56″ O Une des nombreuses possibilités de création d'un nouveau canal Atlantique-Pacifique.
Flivver NTS} Étude scientifique d'un cratère.
Dragon Trail Rifle, CO near 39° 54′ 01″ N, 109° 01′ 00″ O Plan de stimulation gazière similaire à l'essai Rulison mais dans les formations Mancos B du Colorado, sponsorisé par Conoco.
Thunderbird 56 km à l'Est de Buffalo, près de 44° 20′ 42″ N, 105° 59′ 28″ O Gazéification de charbon.
Galley Non déterminé Charges en ligne sous la roche dure sous des terrains de conditions variables.
Ketch Clinton County, près de 41° 11′ 29″ N, 77° 44′ 21″ O Création d'une cavité de stockage de gaz naturel souterraine, sponsorisée par la Columbia Gas System Corp.
Bronco Près de Rifle Fracturation de sables bitumineux pour autoclave in situ; projet similaire à Rulison.
Sloop Safford, près de 32° 51′ 40″ N, 109° 41′ 33″ O Un plan de fracturation de massifs de mines de cuivre à faible rendement pour les préparer à l'exploitation.
Acquarius Bowie County près de 32° 06′ 27″ N, 109° 08′ 53″ O Gestion de la ressource en eau, construction de barrage, stockage d'eau souterrain, purification et modification d'aquifère, à Clear Creek ou San Simon.
Wagon Wheel À 31 km au Sud de Pinedale, près de 42° 35′ 27″ N, 109° 51′ 16″ O Un autre projet de stimulation gazière.
Oxcart SEN Étude de l'efficacité d'une excavation en fonction de la puissance et de la profondeur pour le Projet Chariot.
Utah Ouray, près de 40° 00′ 39″ N, 109° 36′ 23″ O Expérience pour la maturation de schistes bitumineux.
Sturtevant NTS Expérience de création de cratère pour le canal Pan-Atomique.
Australian Harbor Tasmanie, en Australia, près de 40° 26′ 41″ S, 144° 46′ 41″ E Un plan commun aux États-Unis et à l'Australie de création d'un nouveau port au cap Keraudren sur la côte Nord-Ouest australienne.
Yawl SEN Expérience de création de cratère pour le canal Pan-Atomique.
Wasp Bondurant, à 39 km au Nord-Ouest de Pinedale, près de 43° 09′ 21″ N, 110° 25′ 45″ O Un autre projet de stimulation gazière.
Geothermal Power Valles Caldera, dans les montagnes Jemez, près de 35° 53′ 42″ N, 106° 51′ 22″ O Stimulation de l'énergie géothermique sèche et humide.

Impacts négatifs et opposition

L'opération Plowshare « a commencé avec des attentes considérables et de grands espoirs ». Les concepteurs pensaient que les projets pouvaient être menés de manière sûre, mais ils étaient moins confiants qu'ils pourraient se révéler plus économiques que les méthodes conventionnelles. De plus, le soutien du public et du Congrès était insuffisant. Les projets Chariot et Coach sont deux exemples où les problèmes techniques et les considérations environnementales ont incité à des études de faisabilité plus poussées, ce qui a pris plusieurs années, et chacun des projets a dû finalement être annulé[23].

Des regroupements citoyens ont exprimé leur inquiétude et opposition à quelques-uns des essais de Plowshare. Il y eut la crainte que le souffle de l'explosion Schooner n'assèche tous les puits en activité et ne déclenche un séisme. Il y eut une opposition aux essais Rulison et Rio Blanco à cause de potentiels torchages de gaz radioactifs et d'autres risques environnementaux[23]. Dans un article du Time de 1973, le terme « projet douteux » est utilisé pour décrire l'opération Plowshare[11].

Il y eut de nombreuses conséquences négatives pour 27 explosions nucléaires de l'opération Plowshare[4].

L'opération Plowshare montre comment un projet prévu pour améliorer la sécurité nationale peut involontairement faire l'opposé s'il échoue à mesurer les conséquences sociales, politiques, et environnementales. Cela souligne également que « le ressentiment public et l'opposition peuvent arrêter un projet en chemin »[4].

Bibliographie
  • (en) Edward Teller, The Constructive uses of nuclear explosives, McGraw-Hill,
  • (en) The Containment of Underground Nuclear Explosions, Office of Technology Assessment, Congrès des États-Unis,
  • (en) Bruce A. Bolt, Nuclear Explosions and Earthquakes : The Parted Veil, San Francisco, CA, WH Freeman & Co, , 309 p. (ISBN 0-7167-0276-2)
  • (en) Chuck Hansen, US Nuclear Weapons : The Secret History, Arlington (TX), Aerofax, , 232 p. (ISBN 0-517-56740-7)
  • (en) Scott Kirsch, Proving Grounds : Project Plowshare and the Unrealized Dream of Nuclear Earthmoving, New Brunswick, NJ et Londres, Rutgers University Press,
  • (en) Richard L. Miller, Under the Cloud : The Decades of Nuclear Testing, Woodlands, TX, Two Sixty Press, , 568 p. (ISBN 1-881043-05-3)
  • (en) Atomic Audit : The Costs and Consequences of U.S. Nuclear Weapons Since 1940, Washington, Brookings Institution Press, , 680 p. (ISBN 0-8157-7773-6)

Références
  1. "Isotope recovery; neutron physics experiment; examination of heat recovery; seismic measurements; and explosive development."
  2. http://symposia.obs.carnegiescience.edu/series/symposium4/ms/becker.ps.gz
  3. http://www.ociw.edu/ociw/symposia/series/symposium4/proceedings.html « Copie archivée » (version du 10 février 2006 sur l'Internet Archive)
  4. Sovacool, Benjamin K (2011), "Contesting the Future of Nuclear Power: A Critical Global Assessment of Atomic Energy", World Scientific: 171–2.
  5. Jacobsen, Sally (May 1972).
  6. Hewlett, Richard G.; Holl, Jack M. (1989).
  7. "Preliminary Design Studies In A Nuclear Excavation — Project Carryall" (50).
  8. Lombard, DB; Carpenter, HC (1967).
  9. O'Neill, Dan (2007) [1995], The Firecracker Boys: H-Bombs, Inupiat Eskimos, and the Roots of the Environmental Movement, New York: Basic Books, (ISBN 0-465-00348-6).
  10. "Austral Oil, Co., Inc."
  11. "Environment: Project Dubious".
  12. Jaffe, Mark (2009-07-02).
  13. "The Plowshare Program - Final Report" (PDF).
  14. "RESTRICTED DATA DECLASSIFICATION DECISIONS 1946 TO THE PRESENT, RDD-7, January 1, 2001."
  15. Adelman, FL, Bacigalupi, CM, and Momyer, FF (Dec 27, 1960).
  16. L. E. Kirkland, K.C. Herr, et P.M. Adams.
  17. Graves, E, Wray, WR, et Pierce, RB (Aug 1963).
  18. Saucier, K L and Stewart, F S (Sep 30, 1965).
  19. Kurtz, M K and Redpath, B B (May 1968).
  20. Vandenberg, WE and Day, WC.
  21. Edwards, SP, Beck, CM (2003).
  22. Redpath, BB (July 1972).
  23. (en) « Plowshare Program », sur access.gpo.gov, Catalog of U.S. Government Publications

Voir aussi

Articles connexes

Liens externes


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