Avril 1935 : Brevet britannique pour un système radar pour la défense aérienne accordé à Robert Watson-Watt
Sir Robert Watson-Watt
De nombreux scientifiques et ingénieurs ont contribué au développement des systèmes radar, qui ont joué un rôle essentiel dans la victoire des Alliés lors de la Seconde Guerre mondiale. Le radar (l’acronyme signifie Radio Detection And Ranging), détecte les objets distants tels que les avions ou les navires en envoyant des impulsions d’ondes radio et en mesurant le signal réfléchi. L’un des plus grands pionniers du radar est Sir Robert Watson-Watt, qui a mis au point le premier système radar pratique qui a contribué à défendre les Britanniques pendant la Seconde Guerre mondiale.
Les principes de base nécessaires aux systèmes radar ont été établis dans les années 1880, lorsque le physicien allemand Heinrich Hertz a produit et transmis pour la première fois des ondes radio à travers son laboratoire. Il a découvert que ces ondes invisibles étaient une forme de rayonnement électromagnétique, et a remarqué que certains matériaux transmettaient les ondes radio tandis que d’autres les réfléchissaient.
Les ondes radio ont rapidement été mises à profit. En 1901, le physicien italien Guglielmo Marconi envoie la première communication radio sans fil à travers l’océan Atlantique. En 1904, l’ingénieur allemand Christian Huelsmeyer a inventé un système rudimentaire qui utilisait les ondes radio pour empêcher les bateaux et les trains d’entrer en collision les jours de brouillard. Des chercheurs de la marine américaine ont également découvert qu’ils pouvaient détecter les navires en utilisant les échos des ondes radio, mais leur invention a été largement ignorée.
Certains travaux sur les premiers systèmes de détection radar se sont poursuivis dans les années 1920 et 1930 aux États-Unis et ailleurs. Mais la valeur de la technologie était plus évidente en Grande-Bretagne, qui était particulièrement vulnérable aux attaques aériennes allemandes.
Sir Robert Watson-Watt, descendant du pionnier des moteurs à vapeur James Watt, est né à Brechin, en Écosse, en avril 1892. Diplômé de l’University College de Dundee en 1912, il a ensuite travaillé comme assistant pour le professeur William Peddie, qui a encouragé sa fascination pour les ondes radio.
En 1915, Watson-Watt espérait aller travailler pour le War Office, mais aucun poste convenable dans les communications n’y était disponible, il a donc rejoint le Meteorological Office. Il travaille alors à la mise au point de systèmes de détection des orages. La foudre ionise l’air et génère un signal radio, que Watson-Watt pouvait détecter pour cartographier les positions des orages.
Possiblement incité par des rumeurs selon lesquelles les Allemands avaient produit un « rayon de la mort », en 1934, le ministère de l’Air a demandé à Watson-Watt d’étudier une telle possibilité. Le ministère de l’Air avait déjà offert 1000 livres à quiconque pourrait démontrer un rayon capable de tuer un mouton à 100 mètres. Watson-Watt conclut qu’un tel dispositif était hautement improbable, mais rédigea un mémo indiquant qu’il avait porté son attention sur « le problème difficile, mais moins prometteur, de la radio-détection par opposition à la radio-destruction ». Watson-Watt et son assistant firent quelques calculs et appliquèrent certaines des techniques qu’il avait utilisées dans ses travaux sur l’atmosphère.
En février 1935, Watson-Watt démontra à un comité du ministère de l’Air le premier système radio pratique de détection des avions. Le ministère de l’Air fut impressionné et, en avril, Watson-Watt reçut un brevet pour le système et un financement pour la poursuite du développement. Bientôt, Watson-Watt utilisait des ondes radio pulsées pour détecter des avions jusqu’à 80 miles de distance.
Peu avant le début de la Seconde Guerre mondiale, les Britanniques ont construit un réseau de stations radar le long de la côte de l’Angleterre en utilisant la conception de Watson-Watt. Ces stations, connues sous le nom de Chain Home, ont alerté avec succès la Royal Air Force de l’approche de bombardiers ennemis et ont contribué à défendre la Grande-Bretagne contre la Luftwaffe allemande lors de la bataille d’Angleterre.
Station radar Chain Home
Le système Chain Home fonctionnait assez bien, mais il nécessitait d’énormes antennes et utilisait de grandes longueurs d’onde qui limitaient la capacité à localiser précisément les avions ennemis. Pendant la journée, les pilotes de chasse pouvaient voir les bombardiers ennemis. Mais bientôt, les Allemands ont commencé des missions de bombardement de nuit, donc pour aider les pilotes de chasse à localiser les avions ennemis la nuit, les Britanniques avaient besoin d’un système radar à plus courte longueur d’onde, assez compact pour être installé dans les avions.
Cela devint possible lorsque les ingénieurs britanniques Harry Boot et John Randall inventèrent le magnétron à cavité au début de 1940. Le magnétron générait environ 400 cents watts de puissance à des longueurs d’onde d’environ 10 centimètres, ce qui était suffisant pour produire des échos d’avions à plusieurs kilomètres de distance.
La Grande-Bretagne n’avait pas la capacité de fabrication à grande échelle pour produire en masse le magnétron, alors en 1940, une mission dirigée par Henry Tizard a secrètement apporté le magnétron aux États-Unis et a persuadé les États-Unis d’aider à développer et à produire l’appareil. Le laboratoire de radiations du MIT est créé et devient rapidement l’un des plus grands projets de guerre, employant environ 4 000 personnes. Les chercheurs et les travailleurs y ont fabriqué des versions de production de masse du magnétron et ont développé environ 100 systèmes radar différents.
L’Allemagne et le Japon ont également inventé leurs propres systèmes radar, mais ceux-ci étaient en général moins efficaces, et la supériorité radar des Alliés est parfois créditée de la victoire dans la Seconde Guerre mondiale.
Après la guerre, de nombreuses utilisations pacifiques de la technologie radar ont été trouvées. Aujourd’hui, le contrôle du trafic aérien dépend du radar pour empêcher les avions commerciaux d’entrer en collision. Le radar est essentiel pour suivre la météo. Le magnétron à cavité est maintenant utilisé pour cuire les aliments dans les fours à micro-ondes. Et de nombreux automobilistes ont été pris en flagrant délit d’excès de vitesse par les radars de la police, y compris, semble-t-il, Sir Watson-Watt lui-même.
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