Les débuts de l'aventure au Canada

Ken Tapping, le 4 avril 2016

Dans le ciel cette semaine…

  • Jupiter apparaît au sud-est après le coucher du Soleil.
  • Mars et Saturne se lèvent autour de minuit.
  • La Lune sera nouvelle le 7.

En 1940, à l'aube de la Seconde Guerre mondiale, la Grande-Bretagne mobilisait toutes ses énergies pour assurer sa défense immédiate. Ingénieurs et scientifiques avaient plusieurs inventions dans leurs cartons susceptibles de changer radicalement l'effort de guerre, mais l'Empire manquait de ressources pour les mettre en œuvre. Après discussions avec le Canada et les États-Unis, la Grande-Bretagne a accepté d'envoyer ces inventions et ses nouvelles technologies outre-Atlantique pour qu'elles y soient développées. Parmi celles-ci se trouvait le magnétron à cavité résonante, une invention révolutionnaire. Cet appareil, qui ressemble à une rondelle de hockey munie d'ailettes de refroidissement, venait résoudre un grave problème : il pouvait produire de fortes quantités d'énergie dans les longueurs centimétriques appelées micro-ondes.

L'Armée de l'air avait besoin de radars efficaces pour ses avions, munis d'antennes de petite taille, et capables de détecter en vol les périscopes de sous-marins et même les obus et les bombes. Il fallait pour cela des radars à micro-ondes, mais il n'existait encore aucune source pouvant débiter la puissance utile requise pour ce faire. C'était avant l'avènement du magnétron. L'Angleterre en a envoyé des exemplaires au Conseil national de recherches à Ottawa et aux États-Unis. L'un d'entre eux est d'ailleurs exposé au Musée national de la science et de la technologie à Ottawa. Le CNRC est rapidement devenu le centre névralgique de la recherche sur les radars de première ligne pour les forces alliées, concevant de nouveaux types pour des applications sur terre, dans les airs et sur mer.

Pour détecter des objets, un radar émet des ondes radio qui se réfléchissent sur la carlingue des avions, la coque des bateaux ou tout autre objet qu'elles rencontrent sur leur parcours. En mesurant le temps qui s'écoule entre l'émission de l'impulsion et le retour d'écho, on peut établir la distance de la cible, et en retraçant l'origine de l'écho, l'endroit où elle se trouve. Pour déjouer cette technologie, les constructeurs ont conçu des avions et des bateaux furtifs qui réfléchissent très faiblement les ondes radar. Pour contrer cette quasi-invisibilité, il fallait accroître la puissance des émetteurs afin d'inonder les cibles massivement, ce que les magnétrons rendaient possible. On pouvait également accroître la sensibilité des récepteurs afin de détecter des échos ténus, quête qui a été à l'origine de l'astronomie au Canada.

Durant la guerre, la technologie des radars terrestres et maritimes a débouché sur plusieurs applications civiles. Les radars antiaériens ont ainsi détecté les émissions radio provenant des éruptions solaires, alors que les radars maritimes ont découvert l'existence de signaux puissants au lever et au coucher du Soleil, émis par notre étoile. Les radars de poursuite des missiles V2 ont détecté des météorites. Après la guerre, le Canada, le Royaume-Uni et d'autres pays ont utilisé les radars pour étudier les météorites.

Après 1945, le développement des radars au CNRC a ralenti, laissant aux ingénieurs et aux chercheurs le temps de se consacrer à d'autres recherches. C'est ainsi que certains ont eu l'idée d'utiliser les récepteurs de radar pour construire le premier radiotélescope canadien. Cet instrument a été utilisé pour capter les ondes émises par le Soleil et rechercher d'autres sources d'émissions radio dans le cosmos. Les limites des anciens équipements militaires pour l'astronomie ont amené le Canada à investir dans des radiotélescopes conçus pour l'astronomie terrestre. Deux observatoires ont été fondés : l'Observatoire fédéral de radioastrophysique, dans la vallée de l'Okanagan, en Colombie-Britannique, et l'Observatoire radioastronomique Algonquin, en Ontario. Aujourd'hui, le Canada contribue à l'effort mondial en radioastronomie en concevant de nouveaux instruments pour son propre usage ainsi que pour des consortiums internationaux.

Outre ses applications militaires, le magnétron est utilisé dans les avions de ligne, la marine marchande et même les petites embarcations. De nos jours toutefois, la majorité des magnétrons se retrouvent dans les cuisines et les cafétérias, où ils forment le cœur des fours à micro-ondes.

Ken Tapping est astronome à l'Observatoire de radio-astrophysique du Conseil national de recherches du Canada, à Penticton (C.-B.) V2A 6J9.

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Courriel : ken.tapping@nrc-cnrc.gc.ca

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