Une attaque EMP contre les réseaux électriques américains et les infrastructures nationales critiques

Il existe 12 000 armes nucléaires dans le monde : trois d'entre elles suffisent à détruire les États-Unis.

Par Steven Starr

Traduction MCT

L'explosion d'une ogive nucléaire W49 de 1,44 mégatonne à 250 miles au-dessus de l'île Johnston en 1958 a donné lieu à la première impulsion électromagnétique à haute altitude jamais enregistrée. La photo a été prise à 860 miles de là, à Hawaï, suffisamment loin pour éviter de graves brûlures rétiniennes aux observateurs à Honolulu (les responsables militaires avaient déplacé le site du test de l'atoll de Bikini, car la boule de feu nucléaire pouvait aveugler les personnes situées jusqu'à 400 miles de là).[1]

Tard dans une froide nuit d'hiver, pendant une violente tempête hivernale qui recouvre la majeure partie du centre et de l'est des États-Unis, une ogive nucléaire de 100 kilotonnes explose soudainement à 100 miles au-dessus de Dallas, au Texas. Deux minutes plus tard, des ogives nucléaires identiques explosent au-dessus de Las Vegas, dans le Nevada, et de Columbus, dans l'Ohio. Chaque détonation nucléaire à haute altitude produit une énorme impulsion électromagnétique (IEM) ; les trois IEM couvrent ensemble la majeure partie du territoire continental des États-Unis.

En quelques milliardièmes de seconde, les ondes E1 initiales de l'EMP induisent des tensions et des courants massifs dans les lignes électriques des trois réseaux électriques américains. Tous les appareils électroniques modernes non blindés branchés sur le réseau voient leurs circuits instantanément grillés, y compris tous les ordinateurs et appareils qui contrôlent le fonctionnement de la plupart des infrastructures nationales critiques des États-Unis, notamment les systèmes d'alimentation électrique de secours et les systèmes actifs de refroidissement d'urgence du cœur d'au moins 26 réacteurs nucléaires commerciaux. Les énormes surtensions créées par les ondes E1 détruisent les panneaux de contrôle des sous-stations à haute tension et les ordinateurs des centrales électriques et des centres de distribution d'électricité. Les effets combinés de ces dommages catastrophiques provoquent l'effondrement soudain des trois réseaux électriques américains.

Figure 1 : Les trois réseaux électriques américains.[2]

Figure 1 : Les trois réseaux électriques américains.[2]

Quelques secondes plus tard, les ondes électromagnétiques EMP E3B détruisent la plupart des disjoncteurs à très haute tension (EHV) et au moins un tiers des grands transformateurs de puissance (LPT) nécessaires au transport à longue distance de 90 % de l'électricité aux États-Unis. Les dommages et la destruction des disjoncteurs EHV et des LPT laisseront des régions entières des États-Unis sans électricité pendant un an ou plus.

La frappe nucléaire

Les ogives nucléaires sont « acheminées » vers leurs zones cibles par des missiles balistiques lancés depuis un sous-marin situé à 200 miles au sud de Pensacola, dans le golfe du Mexique. Le sous-marin a besoin de moins d'une minute[3]  pour tirer les trois missiles depuis une profondeur de 150 pieds. Les missiles sont tirés selon des trajectoires abaissées afin de réduire le temps nécessaire à leurs ogives pour atteindre leurs cibles désignées[4] ; leur temps de vol dure entre 5 et 7 minutes entre le lancement et la détonation. Les systèmes d'alerte précoce américains détectent les lancements, mais les systèmes de défense antimissile américains n'ont pas le temps d'intercepter les missiles ou leurs ogives nucléaires avant qu'ils n'explosent au-dessus des États-Unis[5].

L'emplacement de ces trois explosions nucléaires à haute altitude n'avait pas besoin d'être précis : des explosions au-dessus d'autres endroits à l'est et à l'ouest (au-dessus de l'Indiana, de l'Ohio, du Kentucky, de l'Alabama, ou de Seattle et Los Angeles) auraient produit des résultats très similaires. Cependant, les explosions devaient avoir lieu au-dessus de l'atmosphère terrestre et pendant les heures les plus sombres de la nuit ; l'heure, l'altitude de 106 miles et les conditions météorologiques extrêmes ont été choisies pour maximiser les effets destructeurs de l'EMP[6].

Les explosions illuminent soudainement le ciel au-dessus des États-Unis. Il n'y a pas de bruit, car l'atmosphère à une telle altitude est trop rare pour transmettre les ondes sonores. Aucun effet de souffle ni aucun incendie ne se produit sur Terre, mais les puissants rayons gamma libérés par les explosions se propagent vers le bas à une vitesse de 186 000 miles par seconde. Lorsque les rayons gamma pénètrent dans l'atmosphère, ils arrachent les électrons des molécules d'air et les envoient vers la Terre à une vitesse proche de celle de la lumière. Le champ magnétique terrestre interagit avec ces nuages massifs d'électrons en rotation, créant des ondes EMP E1 gigantesques qui se propagent vers le bas plus rapidement que la foudre.

L'EMP E1 détruit les composants électroniques à semi-conducteurs nécessaires au fonctionnement des infrastructures nationales critiques

L'EMP ne nuit pas aux personnes, aux animaux ou aux plantes, et ne cause pas de dommages structurels aux bâtiments. Cependant, une onde EMP E1 induit instantanément des tensions et des courants électriques hautement destructeurs dans tout matériau conducteur d'électricité situé dans les immenses zones circulaires situées sous les explosions nucléaires. Chaque explosion nucléaire crée une grande zone circulaire d'exposition à l'EMP E1 couvrant plusieurs centaines de milliers de kilomètres carrés (figure 2).

Figure 2 : Zones d'exposition aux ondes EMP E1 provenant d'explosions nucléaires à 106 miles au-dessus de Columbus (Ohio), Dallas (Texas) et Las Vegas (Nevada). Les grands cercles représentent les zones d'exposition aux ondes EMP E1, et les cercles bleus intérieurs illustrent les zones où les surtensions créées par les ondes incidentes EMP E1 peuvent endommager les appareils électroniques à semi-conducteurs qui ne sont pas branchés sur le réseau électrique. [7]

Les ondes EMP E1 induisent 2 millions de volts et des courants de 5 000 [8] à 10 000 [9] ampères dans les lignes électriques de distribution moyenne tension. Des surtensions de 200 000 à 400 000 volts (au-delà de la capacité nominale) se produisent dans les lignes de distribution électrique de 15 kilovolts (kV) qui relient la plupart des foyers, des exploitations agricoles et des entreprises[10]. En moins d'un millionième de seconde, ces tensions et courants destructeurs traversent les réseaux électriques américains. À moins d'être spécifiquement protégés contre les E1, tous les appareils électroniques modernes contenant des circuits à semi-conducteurs (micropuces, transistors et circuits intégrés) branchés sur le réseau seront mis hors service, endommagés ou détruits par cette énorme décharge électrique. Cela inclut les appareils électroniques nécessaires au fonctionnement de toutes les infrastructures nationales critiques des États-Unis.

Les régions situées sous les points de détonation (représentées par des cercles bleu foncé dans la figure 2) subissent soudainement des ondes E1 suffisamment puissantes pour induire des tensions et des courants destructeurs dans les appareils électroniques qui ne sont pas branchés sur le réseau. Une surtension de 50 000 volts et un courant de 100 ampères envahissent les cordons d'alimentation CA non blindés.[11] Les téléphones portables sont mis hors service, tout comme les antennes-relais ; presque toutes les formes de télécommunication cessent de fonctionner. Pratiquement tout ce qui fonctionne à l'électricité cesse soudainement de fonctionner.

Les systèmes de transport terrestre, aérien et maritime, les systèmes d'approvisionnement en eau et d'assainissement, les systèmes de télécommunication et les systèmes bancaires sont tous hors service. La distribution de nourriture et de carburant cesse. Les services médicaux d'urgence deviennent indisponibles. La multitude d'appareils électroniques dont dépend la société a soudainement cessé de fonctionner.

L'EMP E1 coupe l'alimentation électrique en détruisant les isolateurs en verre des lignes électriques de 15 kV

Figure 3 : Un claquage détruit les isolateurs en verre d'une ligne de distribution électrique. [12]

Les tensions et courants massifs induits dans les lignes de transport d'électricité par les ondes E1, combinés à des conditions météorologiques extrêmes, provoquent une surcharge, un court-circuit et la destruction de millions d'isolateurs en verre (un processus appelé « claquage ») couramment utilisés sur les lignes de distribution d'électricité de 15 kilovolts (kV) à travers les États-Unis. 78 % de l'électricité aux États-Unis est fournie aux utilisateurs finaux (résidentiels, agricoles, commerciaux) par ces lignes de 15 kV.[13]

 La perte d'un seul isolateur en verre sur une ligne peut interrompre la distribution d'électricité sur l'ensemble de la ligne.

Alors que des températures négatives règnent sur une grande partie des États-Unis, les lumières et l'électricité s'éteignent soudainement dans les foyers américains.

Le chaos

En un instant, presque tous les appareils électroniques nécessaires à la vie moderne cessent de fonctionner. Les ordinateurs, modems, routeurs, contrôleurs logiques programmables et systèmes de contrôle de supervision et d'acquisition de données (SCADA) utilisés pour surveiller, contrôler et automatiser des processus industriels complexes tombent tous en panne. C'est le chaos total.

Tout le trafic ferroviaire, portuaire et aérien cesse de fonctionner. Les systèmes GPS et à fibre optique tombent en panne. Les avions tombent du ciel. Les vannes motorisées qui contrôlent le débit de gaz et de pétrole dans des millions de kilomètres de pipelines se figent soudainement, provoquant des ruptures et des explosions. Les systèmes d'approvisionnement en eau tombent en panne. Le contrôle des raffineries et des plateformes offshore est perdu. Des explosions majeures de fours et de chaudières se produisent dans les centrales électriques au charbon. Le contrôle de tous les processus industriels et des chaînes de montage est perdu. Les systèmes de commande à distance utilisés dans tous les processus industriels cessent soudainement de fonctionner.

Annie Jacobsen, dans son remarquable ouvrage intitulé Nuclear War: A Scenario[14], décrit de manière vivante ce qui se passe après l'explosion d'une arme Super-EMP au-dessus du centre des États-Unis (des textes militaires russes et chinois en libre accès décrivent des armes Super-EMP qui créent des ondes EMP E1 deux à quatre fois plus puissantes que celles décrites dans cet article[15]) :

« Sur les 280 millions de véhicules immatriculés aux États-Unis, 10 % des véhicules en circulation cessent soudainement de fonctionner... Sans direction assistée ni freins électriques, les véhicules s'arrêtent ou entrent en collision avec d'autres véhicules, des bâtiments ou des murs. Les véhicules en panne et accidentés bloquent les voies de circulation sur les routes et les ponts partout, non plus seulement dans les endroits où les gens ont fui les bombes nucléaires, mais aussi dans les tunnels et sur les viaducs, sur les grandes et petites routes, dans les allées et les parkings à travers tout le pays... Le pompage électrique du carburant vient de prendre fin de manière définitive et fatale...

Il n'y aura plus d'eau potable. Plus de toilettes à tirer. Plus d'assainissement. Plus de lampadaires, plus d'éclairage dans les tunnels, plus de lumière du tout, seulement des bougies, jusqu'à ce qu'il n'y en ait plus à brûler. Plus de pompes à essence, plus de carburant. Plus de distributeurs automatiques. Plus de retraits d'argent. Plus d'accès à l'argent. Plus de téléphones portables. Plus de lignes fixes. Plus d'appels au 911. Plus d'appels du tout. Plus de systèmes de communication d'urgence, à l'exception de certaines radios à haute fréquence (HF). Plus de services d'ambulance. Plus aucun équipement hospitalier en état de marche. Les eaux usées se déversent partout. Il faut moins de quinze minutes pour que les insectes vecteurs de maladies envahissent les lieux. Pour se nourrir des tas de déchets humains, des ordures, des cadavres...

Des milliards de litres d'eau s'écoulent de manière incontrôlable dans les aqueducs américains. Les barrages cèdent. Des inondations massives commencent à balayer les infrastructures et les populations... Des milliers de métros, de trains de voyageurs et de trains de marchandises circulant dans toutes les directions, souvent sur les mêmes voies, entrent en collision, percutent des murs et des barrières ou déraillent. Les ascenseurs s'arrêtent entre deux étages ou descendent à toute vitesse jusqu'au sol et s'écrasent. Les satellites (y compris la station spatiale internationale) se déplacent de leur position et commencent à tomber sur Terre. Les cinquante-trois centrales nucléaires restantes aux États-Unis, qui fonctionnent désormais avec des systèmes de secours, commencent à manquer de temps. » (Jacobsen, 2024, pp. 264-267)

Cependant, toutes les centrales nucléaires ne fonctionneront pas avec des systèmes de secours d'urgence.

Fusions de réacteurs dans les centrales nucléaires

Des milliers de composants électroniques à semi-conducteurs (unités de commande, pompes à moteur, vannes motorisées, capteurs de température et de pression, redresseurs, onduleurs, commutateurs, etc.) sont nécessaires pour surveiller, contrôler et exploiter en toute sécurité les réacteurs nucléaires. Ces composants se trouvent dans les différentes parties des systèmes actifs de refroidissement d'urgence du cœur de chaque réacteur nucléaire ; beaucoup se trouvent également dans les générateurs diesel de secours et les batteries qui composent les systèmes d'alimentation de secours de chaque centrale nucléaire (qui sont nécessaires pour arrêter et refroidir les réacteurs nucléaires en toute sécurité en cas de coupure de courant hors site). Tous ces composants à semi-conducteurs ne disposent pas d'un blindage spécialisé pour les protéger des tensions et courants élevés créés par l'EMP E1.

Figure 4 : 26 réacteurs nucléaires commerciaux sont situés dans les zones encerclées en rouge qui subissent des champs incidents EMP E1 maximaux compris entre 12 500 volts par mètre et 50 000 volts par mètre. [16]

26 centrales nucléaires sont situées dans des zones saturées en EMP E1 (figure 4) où des tensions et des courants électriques dommageables sont induits dans les câbles, les lignes et les équipements électroniques à semi-conducteurs non blindés situés à l'intérieur des bâtiments et des structures. L'E1 frappe également les nombreuses lignes électriques aériennes, lignes téléphoniques, câbles, etc. qui entrent et sortent de ces centrales.

Au moment où les ondes E1 ont mis hors service les réseaux électriques, la perte d'alimentation électrique hors site a déclenché l'arrêt d'urgence de tous les réacteurs nucléaires en service aux États-Unis. Aucune électricité n'est nécessaire pour un arrêt d'urgence. Cependant, les systèmes de refroidissement d'urgence doivent commencer à refroidir le cœur du réacteur nucléaire dans les secondes qui suivent un arrêt d'urgence. Sinon, les centaines de millions de watts de chaleur qui restent dans le cœur du réacteur[17] (la chaleur est produite par les barres de combustible hautement radioactives) provoqueront une surchauffe du cœur du réacteur au point de l'autodestruction en quelques heures ou moins[18].

En un millionième de seconde, les tensions et courants destructeurs créés par l'onde EMP E1 désactivent les systèmes d'alimentation de secours des centrales nucléaires où se trouvent les réacteurs. Les commandes à semi-conducteurs des gigantesques générateurs diesel de secours ne fonctionnent plus ; les interfaces CA/CC situées entre les batteries et les systèmes électriques de la centrale sont hors service. Il n'y a plus d'alimentation électrique hors site ou sur site disponible pour faire fonctionner les systèmes actifs de refroidissement d'urgence du cœur, qui ne fonctionneraient de toute façon pas car les composants électroniques à semi-conducteurs des pompes et des vannes motorisées sont endommagés et hors service.

La perte des systèmes actifs de refroidissement d'urgence du cœur et des systèmes d'alimentation électrique de secours a soudainement rendu impossible pour ces 26 réacteurs nucléaires d'évacuer la chaleur massive restant dans leurs cœurs après leur arrêt d'urgence. Il n'est pas possible de rétablir un flux d'eau forcé à travers le cœur du réacteur (des centaines de milliers de gallons d'eau sont pompés à travers le cœur chaque minute en fonctionnement normal).

La défaillance de ces systèmes d'urgence entraînera rapidement la fusion du cœur des réacteurs dans chacune de ces centrales nucléaires, comme cela s'est produit en 2011 à Fukushima, où trois réacteurs ont fondu à la suite de la perte de toute alimentation électrique hors site et sur site . [19] Comme aucune centrale nucléaire américaine en service n'est conçue ou modernisée pour résister aux effets d'une impulsion électromagnétique, elles sont devenues des cibles radiologiques opportunes pour une attaque EMP (c'est également le cas des centrales nucléaires de nombreux autres pays).

La Commission de réglementation nucléaire des États-Unis (NRC) continue d'affirmer que les impulsions électromagnétiques ne présentent aucun danger pour les centrales nucléaires qu'elle réglemente, bien qu'elle n'ait jamais effectué les tests complets nécessaires pour valider ses théories. (En 2019, le groupe de travail sur la défense électromagnétique de l'armée de l'air américaine a contraint la NRC à répondre à ses préoccupations concernant l'absence de protection contre les impulsions électromagnétiques dans les centrales nucléaires américaines, mais la NRC a refusé de prendre des mesures pour protéger les centrales nucléaires américaines contre les impulsions électromagnétiques[20]).

Incendies dans les piscines de stockage du combustible usé des centrales nucléaires

Une perte totale de l'alimentation électrique hors site et sur site d'une centrale nucléaire rend également impossible le fonctionnement des grands systèmes de refroidissement nécessaires pour évacuer la chaleur des piscines de stockage du combustible usé, où sont entreposées les barres de combustible uranium hautement radioactives utilisées ou « usées ». Ces piscines contiennent certaines des plus fortes concentrations de radioactivité de la planète[21]. Le combustible usé, extrêmement radioactif, génère également une quantité énorme de chaleur qui doit être continuellement évacuée de la piscine, sinon l'eau contenue dans celle-ci atteindra son point d'ébullition.

Sans système de refroidissement opérationnel, des pompes diesel doivent être utilisées pour injecter de l'eau froide dans les piscines de stockage du combustible usé. Même si des pompes en état de marche peuvent être trouvées, les centrales nucléaires ne sont tenues de disposer que d'une réserve de carburant diesel suffisante pour sept jours[22] (si le carburant diesel est stocké sous terre, il est peu probable qu'il y ait des pompes en état de marche pour acheminer le carburant vers les générateurs après l'attaque EMP). La fusion du réacteur et le rejet de rayonnements qui en résulte, combinés à un approvisionnement limité en carburant diesel, rendront impossible d'empêcher l'eau de ces piscines de s'évaporer en quelques jours.

Lorsque la baisse du niveau d'eau dans les piscines finit par exposer le combustible usé à la vapeur et à l'air, cela provoque un échauffement des barres jusqu'à leur rupture ou leur inflammation et libère d'énormes quantités de radioactivité[23]. Les barres de combustible récemment retirées du cœur du réacteur commencent à brûler à des températures dépassant 1 800 degrés Fahrenheit, et le feu se propage aux barres plus anciennes dans la piscine. La radioactivité libérée par l'incendie d'une piscine de stockage de combustible usé peut être des dizaines de fois supérieure à celle libérée par la fusion de la centrale nucléaire de Tchernobyl[24].

Figure 5 : Zones de contamination suite à un incendie hypothétique dans une seule piscine de combustible usé à haute densité de la centrale nucléaire de Peach Bottom, en Pennsylvanie, libérant 1 600 PBq de césium 137 à quatre dates en 2015[25].

Les énormes quantités de radiations libérées par les réacteurs détruits et leurs 26 piscines de combustible usé en feu transformeront une grande partie du territoire continental des États-Unis en zones d’exclusion radioactive inhabitables. Lorsque les réserves de diesel pour sept jours[26] des générateurs encore en service dans les 68 réacteurs nucléaires commerciaux américains restants seront épuisées, leurs piscines de stockage du combustible usé s'évaporeront également, provoquant l'autodestruction des barres de combustible usé et la propagation d'énormes quantités de retombées radioactives à travers les États-Unis.

L'onde IEM E1 amorce la destruction des réseaux électriques américains

Lorsque l'énorme surtension induite par l'IEM E1 a frappé les sous-stations à très haute tension aux États-Unis (Figure 6), elle a détruit la plupart des relais statiques de protection[27] qui protègent les systèmes électriques du réseau contre les dommages.[28] Cela comprenait les relais qui activaient les quelque 5 000 disjoncteurs à très haute tension (THT)[29], qui assuraient la protection principale des grands transformateurs de puissance (GTP) contre les courants destructeurs[30]. Il existe environ 5 000 disjoncteurs THT de 345 kilovolts (kV) et d'une tension de fonctionnement supérieure dans les trois réseaux électriques américains.[31]

Figure 6 : 1 765 postes à très haute tension exposés à E1 suite à l’explosion nucléaire de Columbus, dans l’Ohio, soit 83 % des postes de ce type aux États-Unis[32].

Les postes à très haute tension sont utilisés dans les centrales électriques pour augmenter la tension avant le transport longue distance (ce qui réduit les pertes de puissance), puis en bout de ligne pour réduire (abaisser) la tension lors de la distribution de l’électricité aux ménages, à l’agriculture et à l’industrie américains. Les postes à très haute tension sont nécessaires au transport de l’électricité aux États-Unis (Figure 7). 90 % de l’électricité des réseaux électriques américains transite par des postes à très haute tension vieillissants de 345 kV (345 000 volts), 500 kV et 765 kV ; on n’en compte que quelques milliers dans les trois réseaux électriques nationaux américains[33].

Figure 7 : Rôle des grands transformateurs de puissance (GTP) dans le réseau électrique. Les GTP sont entourés en rouge[34].

La surtension induite par l'onde E1 a détruit les condensateurs série des lignes de transport d'électricité qui protégeaient les GTP des surtensions dangereuses.[35] L'électronique des systèmes de refroidissement des GTP a également été endommagée[36] et de minuscules trous ont été brûlés dans l'isolation des enroulements des GTP.[37] Les GTP sont alors exposés aux courts-circuits internes et à la surchauffe. Autrement dit, les ondes électromagnétiques E1 ont neutralisé les systèmes de sécurité nécessaires à la protection des GTP et en ont endommagé certains.[38]

Les GTP sont ainsi vulnérables aux effets des ondes électromagnétiques E3B suivantes (courts-circuits internes et surchauffe massive).

Les ondes de l'IEM E3B détruisent les disjoncteurs THT et les transformateurs de tension basse tension (TPT) – Les réseaux électriques américains sont hors service pendant un an ou plus

Des scientifiques ont confirmé, par tous les moyens de mesure,[39] que la menace potentielle posée par l'IEM E3 dépasse la limite de contrainte prévue pour laquelle le réseau électrique américain vieillissant est conçu et testé.

Étant donné que les États-Unis n'ont pas réussi à protéger leurs réseaux électriques contre les impulsions électromagnétiques (EMP), tous les LPT de 765 kV, les deux tiers des LPT de 500 kV et au moins 20 % des LPT de 345 kV sont très vulnérables aux effets de l'EMP E3.[40] Les LPT et les disjoncteurs THT qui les protègent sont endommagés, désactivés et détruits par les effets combinés des ondes E1 et E3B.

Figure 11 : Déplacement d’un grand transformateur de puissance de 200 000 kg. Le poids combiné du transformateur et de l’équipement nécessaire à son déplacement s’élevait à 444 800 kg.[41]
Les transformateurs de puissance basse tension (TPB) ne peuvent être installés rapidement, même après la fabrication et la livraison de leurs remplaçants aux États-Unis.

Les ondes électromagnétiques E3B induisent un courant continu (CC) dans les longues lignes de transport d’électricité, ainsi que dans le sol lui-même. La perte des relais de protection (suite aux ondes E1) permet à des courants continus de plusieurs centaines, voire de milliers d’ampères, de circuler dans les disjoncteurs THT et les TBP.[42]

Les disjoncteurs THT explosent, entraînant la surchauffe et l’autodestruction des TBP. Les TBP contiennent souvent des milliers de litres d’huile pour le refroidissement et l’isolation haute tension ; cette huile alimente des incendies importants qui ravagent rapidement des parties importantes du poste et/ou de la centrale électrique où se trouvent les TBP.[43]

La perte des transformateurs de tension basse tension (TPB) et des disjoncteurs THT sur les réseaux électriques prive la majeure partie des États-Unis d'électricité pendant un an, voire plus. Cela s'explique par l'absence de stocks de disjoncteurs THT[44] et de TBP. Il faut actuellement 40 à 60 semaines pour remplacer les disjoncteurs THT[45].

Les TBP doivent être conçus et fabriqués sur mesure, et environ 80 % d'entre eux sont fabriqués à l'étranger[46]. Le délai de fabrication actuel est de 80 à 210 semaines[47]. Les TBP pèsent généralement entre 300 000 et 360 000 kg[48], ne peuvent être transportés par avion ni par train (la charge maximale transportée par wagon est généralement de 90 000 kg[49]) et sont extrêmement difficiles à transporter par voie terrestre (Figure 11).

Effondrement sociétal

Nous sommes en plein hiver, au milieu d'une importante tempête hivernale, et la plupart des Américains n'ont plus d'électricité. Ils se retrouvent désormais dans des maisons sombres et glaciales, où rien ne fonctionne. Plus d'éclairage, de chauffage, d'eau courante, de téléphone, d'internet, de télévision et, bientôt, plus de nourriture. Si leurs voitures peuvent encore démarrer, ils trouveront les autoroutes bloquées par d'autres véhicules, paralysés par la première vague E1. L'essence ne peut plus être pompée dans les réservoirs souterrains. Les livraisons de nourriture vers les villes sont interrompues. Les populations tentent de fuir les régions soumises à d'importantes retombées radioactives, situées sous le vent des réacteurs nucléaires détruits et des piscines de stockage de combustible usé. La société s'effondre alors que des millions de personnes, affamées et gelées, font tout pour survivre.

Le président d'une commission du Congrès chargée d'enquêter sur les effets d'une attaque IEM nucléaire sur les États-Unis a estimé que la plupart des Américains ne survivraient pas à une attaque IEM qui mettrait hors service les réseaux électriques américains et les infrastructures nationales essentielles.[50] Malgré ces avertissements, les États-Unis n'ont pris aucune mesure pour protéger leurs réseaux électriques et leurs infrastructures nationales critiques, y compris leurs centrales nucléaires, des effets des IEM.

Les États-Unis peuvent protéger leurs réseaux électriques et leurs infrastructures nationales critiques

Il existe des technologies permettant de protéger efficacement le réseau électrique américain de la destruction. De même, les composants vulnérables des infrastructures nationales critiques américaines peuvent également être protégés de manière significative contre les IEM (cela s'applique également aux composants vulnérables des systèmes actifs de refroidissement d'urgence du cœur et des systèmes d'alimentation de secours des réacteurs nucléaires). Plusieurs documents techniques détaillés expliquent comment y parvenir.[51] [52] [53] [54] [55].

Le coût estimé de cette protection se chiffre en dizaines de milliards de dollars, soit une infime partie du budget annuel de la défense des États-Unis.

L'armée américaine a depuis longtemps pris des mesures pour protéger ses armes et ses systèmes de communication contre les IEM. Cependant, toutes les tentatives visant à imposer la protection des infrastructures nationales critiques américaines contre les IEM ont échoué. À deux reprises – en 2013 et 2015 –, les projets de loi imposant une protection contre les IEM n'ont pas été soumis au vote final du Congrès, les compagnies d'électricité et les centrales nucléaires ayant exercé des pressions contre eux. Leur opposition provenait de la formulation des projets de loi exigeant le financement du blindage par ces dernières.

Par conséquent, aucune mesure significative n'a encore été prise pour installer des équipements et des modifications permettant de protéger le réseau électrique national américain et les infrastructures nationales critiques des IEM.

Note de l'auteur : Si une ou plusieurs armes super-IEM[56] étaient utilisées lors d'une attaque contre les États-Unis, les effets de cette attaque pourraient être bien plus graves que ceux décrits dans cet article. Pour une explication plus détaillée, voir Nuclear High-Altitude Electromagnetic Pulse: A Mortal Threat to the U.S. Power Grid and U.S. Nuclear Power Plants[57].

Source

Notes

[1] Federal government of the United States, Public domain, via Wikimedia Commons.

[2] U.S. Environmental Protection Agency, “U.S. Electricity Grid and Markets”, retrieved September 1, 2024 from https://www.epa.gov/green-power-markets/us-electricity-grid-markets

[3] Mizokami, K. (May 24, 2018). “Russian Sub Unleashes Four Nuclear missiles in Less Than 20 Seconds”. Popular Mechanics,
https://www.popularmechanics.com/military/navy-ships/a20898184/russian-sub-four-nuclear-missiles-20-seconds/

[4] Gronlund, L., Wright, D. (1992). “Depressed trajectory SLBs: A technical evaluation and arms control possibilities”. Science and Global Security, 3, no. 2. Pp. 101-109. https://scienceandglobalsecurity.org/archive/1992/06/depressed_trajectory_slbms_a_t.html

[5] Thomas, W. (March 1, 2022). “Physicists Argue US IBM Defenses are Unreliable”. FYI: Science Policy News.
https://ww2.aip.org/fyi/2022/physicists-argue-us-icbm-defenses-are-unreliable

[6] Gilbert, J., Kappenman, J., Radasky, W. (2010). “The Late-Time (E3) High-Altitude Electromagnetic Pulse (HEMP) and Its Impact on the U.S. Power Grid”, Metatech Corporation, Meta R-321, Section 3.
http://www.futurescience.com/emp/ferc_Meta-R-321.pdf

[7] Image derived from Savage, E., Gilbert, J., Radasky, W. (2010). “The Early-Time (E1) High-Altitude Electromagnetic Pulse (HEMP) and Its Impact on the U.S. Power Grid”. Metatech Corporation, Meta R-320, p. 7-20 and p. 2-30, also https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=183521

[8] The worst-case HEMP E1 used by the military in MIL-STD-188-125-1 for an E1-induced powerline current of 5,000 amperes. The characteristic impedance for a power line is approximately 400 ohms, thus providing a peak worst-case voltage level of 2 MV. Op. cit. “The Early-Time (E1) High-Altitude Electromagnetic Pulse (HEMP) and Its Impact on the U.S. Power Grid”, p. 7-3

[9] Cybersecurity Division of the Cybersecurity and Infrastructure Security Agency, National Coordinating Center for Communications, February 5, 2019. “Electromagnetic Pulse (EMP) Protection and Resilience Guidelines for Critical Infrastructure and Equipment”, version 2.2 UNCLASSIFIED, p. 29.

[10] Op. cit. “The Early-Time (E1) High-Altitude Electromagnetic Pulse (HEMP) and Its Impact on the U.S. Power Grid”. p. 7-27.

[11] Op. cit. “Electromagnetic Pulse (EMP) Protection and Resilience Guidelines for Critical Infrastructure and Equipment”, p. 29.

[12] Orient Power Insulators, retrieved September 19, 2024.
https://www.composite-insulator.com/learn-more-about-insulator-flashover-and-how-to-prevent-insulator-flashover.html

[13] Ibid. p. 7-25

[14] Jacobsen, A. (2024). Nuclear War: A Scenario, Penguin Random House, ISBN 978-0593476093.

[15] “Russia: Nuclear Response To America Is Possible Using Super-EMP Factor”, Aleksey Vaschenko, “A Nuclear Response To America Is Possible,” Zavtra, November 1, 2006. Vaschenko, A., Belous, V. (April 13, 2007); “Preparing for the Second Coming of ‘Star Wars”, Nezavisimoye Voyennoye Obozreniye translated in Russian Considers Missile Defense Response Options CEP20070413330003. Zhao Meng, Da Xinyu, and Zhang Yapu, (May 1, 2014). “Overview of Electromagnetic Pulse Weapons and Protection Techniques Against Them” Winged Missiles (PRC Air Force Engineering University

[16] Image derived from U.S. Nuclear Regulatory Commission. (2023). “Map of Power Reactor Sites”, retrieved August 29, 2024, from https://www.nrc.gov/reactors/operating/map-power-reactors.html

[17] Clarke, M., (June 2020). “Battery Backups for Nuclear Power Plants” M.E.T.T.S. Consulting Engineers”. https://www.metts.com.au/battery-backups-for-nuclear-power-plants.html

[18] Cook, D. Greene, S. Harrington, R. Hodge, S. Yue, D. (1981). “Station Blackout at Brown’s Ferry Unit One – Accident Sequence Analysis”, Oak Ridge National Laboratory, Prepared for the Nuclear Regulatory Commission, Table 9.7

[19] Behling, N., Williams, M., Behling, T., Shunsuke, M. (March 2019). “Aftermath of Fukushima: Avoiding another major nuclear disaster”. Elsevier, Energy Policy, Volume 126, pp. 411-420. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0301421518307663

[20] Stuckenberg, D., Woolsey, J., DeMaio, D. (August 2019). “Electromagnetic Defense Task Force (EDTF) Report 2.0, LeMay Paper No. 4”, Air University Press, Maxwell Air Force Base, Alabama, Appendix 1, pp. 53.
https://www.airuniversity.af.edu/Portals/10/AUPress/Papers/LP_0004_EL

[21] Alvarez, R. (May 2011). “Spent Nuclear Fuel Pools in the US: Reducing the Deadly Risks of Storage”, Institute for Policy Studies, Washington D.C., p. 1. https://www.nrc.gov/docs/ML1209/ML120970249.pdf

[22] Nuclear Regulatory Commission. (March 2007). Standard Review Plan, NUREG-0800, 9.5.4. Emergency Diesel Fuel Oil Storage and Transfer System. https://www.nrc.gov/docs/ML0706/ML070680388.pdf

[23] Alvarez, R. Beyea, J. Janberg, K. Kang, J. Lyman, E. Macfarlane, A. Thompson, G. von Hippel, F. (2003). “Reducing the Hazards from Stored Spent Power-Reactor Fuel in the United States”, Science and Global Security, 11:1–51, p. 2. https://scienceandglobalsecurity.org/archive/sgs11alvarez.pdf

[24] Alvarez, R. (June 25, 2013). “Reducing the hazards of high-level radioactive waste in Southern California: Storage of spent nuclear fuel at San Onofre”, Friends of the Earth, p. 4.

[25] von Hippel, F., Schoeppner, M. (August 16, 2016). “Reducing the Danger from Spent Fuel Pools”, Science and Global Security, Princeton University, p. 155. https://scienceandglobalsecurity.org/archive/sgs24vonhippel.pdf

[26] U.S. Nuclear Regulatory Commission, Standard Review Plan 9.5.4. (March 2007). “Emergency Diesel Engine Fuel Oil Storage and Transfer System Review Responsibilities”, NUREG-0800, Revision 3, p. 9.5.4-2.

[27] Solid-state relays are particularly vulnerable to EMP E1 (they have essentially replaced older electromechanical relays) and make up the majority of relays in Extra High Voltage substations.

[28] Relays detect abnormal currents and overloads and initiate protective actions to protect the electric system from damage. Types of relays include transformer protection relays, which monitor overcurrent, overvoltage, and temperature abnormalities) and differential relays, which that act to protect transformers from internal faults.

[29] Op. cit., “The Late-Time (E3) High-Altitude Electromagnetic Pulse (HEMP) and Its Impact on the U.S. Power Grid”, p. 4-2.

[30] Solid-state control systems were also damaged within some EHV Circuit Breakers.

[31] Gilbert, J., Kappenman, J., Radasky, W. (2010). “The Late-Time (E3) High-Altitude Electromagnetic Pulse (HEMP) and Its Impact on the U.S. Power Grid”, Metatech Corporation, Meta R-321, p. 4-2. https://www.futurescience.com/emp/ferc_Meta-R-321.pdf

[32] Op. cit. “The Early-Time (E1) High-Altitude Electromagnetic Pulse (HEMP) and Its Impact on the U.S. Power Grid”. p. 7-20

[33] Many LPTs are at the end of their life expectancy; ten years ago, the average age of installed LPTs in the United States was 38 to 40 years, with 70% of LPTs being 25 years or older. U.S. Department of Energy, Office of Electricity Delivery and Energy Reliability. (April 2014). “Large Power Transformers and the U.S. Electric Grid”, p. v.
https://www.energy.gov/sites/prod/files/2014/04/f15/LPTStudyUpdate-040914.pdf

[34] U.S.-Canada Power System Outage Task Force. (April 2004). “U.S.-Canada Power System Outage Task Force, Final Report on the August 14, 2003 Blackout in the United States and Canada: Causes and Recommendations”, Figure 2.1, p. 5

[35] Series capacitors are commonly used in the Western power grid and are less common in the Eastern and Texas power grids.

[36] Baker, G., Webb, I., Burkes, K., Cordaro, J. (2021). “Large Transformer Criticality, Threats, and Opportunities”, Journal of Critical Infrastructure Policy, Volume 2, Number 2. https://centerforsecuritypolicy.org/wp-content/uploads/2022/06/LARGE-TRANSFORMER-THREATS-OPPORTUNITIESJCIP-PUBLISHED-VERSION.pdf

[37] Op. Cit. “The Late-Time (E3) High-Altitude Electromagnetic Pulse (HEMP) and Its Impact on the U.S. Power Grid”, p. 7-34.

[38] Over the Horizon. (August 27, 2019). “Electromagnetic Pulse Threats to America’s Electric Grid: Counterpoints to Electric Power Research Institute Positions”, U.S. Air Force Air University Foundation, retrieved September 16, 2024,
https://othjournal.com/2019/08/27/electromagnetic-pulse-threats-to-americas-electric-grid-counterpoints-to-electric-power-research-institute-positions/

[39] Gilbert, J., Kappenman, J., Radasky, W. (2010). “The Late-Time (E3) High- Altitude Electromagnetic Pulse (HEMP) and Its Impact on the U.S. Power Grid”, Metatech Corporation, Meta R-321. P. 3-2.

[40] These are single-phase LPTs.

[41] Omega Morgan, “Going Heavy for a Transformer Transport Near Portland, Oregon”, retrieved September 11, 2024.
https://www.omegamorgan.com/case-studies/specialized-transportation/going-heavy-for-a-transformer-transport-near-portland-oregon/

[42] Windings capable of carrying up to 3,000 Amps of alternating current can be destroyed by geomagnetic direct currents of only about 300 Amps. See Tennessee Valley Authority, (December 2010). “Initial Review of Extreme Geomagnetic Storms to TVA Operations”: Findings and Recommendations”, p. 5.
https://www.governmentattic.org/31docs/EMPriskTVA_2010.pdf

[43] Op. cit., “The Late-Time (E3) High-Altitude Electromagnetic Pulse (HEMP) and Its Impact on the U.S. Power Grid”, p. 5-1.

[44] There are approximately 5000 345 kV and higher EHV Circuit Breakers operating in the U.S., see Gilbert, J., Kappenman, J., Radasky, W. (2010). “The Late-Time (E3) High-Altitude Electromagnetic Pulse (HEMP) and Its Impact on the U.S. Power Grid”, Metatech Corporation, Meta R-321. P. 4-2.
https://www.futurescience.com/emp/ferc_Meta-R-321.pdf

[45] Colthorpe, A. (September 21, 2023). “Lithium Supply Chain Much Improved but transformers and other components a headache for BESS industry”, Energy Storage News.
https://www.energy-storage.news/lithium-supply-chain-much-improved-but-transformers-and-other-components-a-headache-for-bess-industry/#:~:text=HV%20circuit%20breakers%20are%20on,versus%2010%2D40%20weeks%20previously.

[46] LPTs each weigh between 200 and 400 tons and must be shipped by sea and moving them to their final destination is quite difficult. LPTs can’t be moved by rail (100 tons is the normal weight limit for transport by train). LPTs are often too heavy to cross bridges; traffic lights and power lines must be moved for them to pass. Even under normal circumstances, this is a complex process, and trying to move them in post-apocalyptic circumstances – through the U.S. following a year without electric power – could prove to be next to impossible.

[47] Jacobs, K., Barr, A., Chopra, S., Boucher, B. (April 2, 2024). “Supply shortages and an inflexible market give rise to high power transformer lead times”, Wood Mackenzie. https://www.woodmac.com/news/opinion/supply-shortages-and-an-inflexible-market-give-rise-to-high-power-transformer-lead-times/

[48] Distributech International, Powergrid International, Dec 21, 2022, “Inaction on electric transformer crisis adds reliability concerns, APPA warns”.
https://www.renewableenergyworld.com/power-grid/outage-management/inaction-on-electric-transformer-crisis-adds-to-reliability-concerns-appa-warns/

[49] Op. cit., “The Late-Time (E3) High-Altitude Electromagnetic Pulse (HEMP) and Its Impact on the U.S. Power Grid”, p. 1-3.

[50] Graham, Dr. William R., Chair, Commission to Assess the Threat to the United States from Electromagnetic Pulse (EMP) Attack. (July 10, 2008). “THREAT POSED BY ELECTROMAGNETIC PULSE (EMP) ATTACK”, COMMITTEE ON ARMED SERVICES, HOUSE OF REPRESENTATIVES, ONE HUNDRED TENTH CONGRESS.
http://highfrontier.org/wp-content/uploads/2016/09/HASC-Report-110-156-Hearing-July-10-2008-at-p.-9.pdf

[51] Kappenman, J. (January 2010), “Low-Frequency Protection Concepts for the Electric Power Grid: Geomagnetically Induced Current (GIC) and E3 HEMP Mitigation”, Metatech Corporation, Meta-R-322. https://www.ferc.gov/sites/default/files/2020-05/ferc_meta-r-322.pdf

[52] The Foundation for Resilient Societies. (September 2020) “Estimating the Cost of Protecting the U.S. Electric Grid from Electromagnetic Pulse.
https://www.resilientsocieties.org/uploads/5/4/0/0/54008795/estimating_the_cost_of_protecting_the_u.s._electric_grid_from_electromagnetic_pulse.pdf

[53] International Electrotechnical Commission. (May 17, 2017). “Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 5-10: Installation and mitigation guidelines – Guidance on the protection of facilities against HEMP and IEMI
https://cdn.standards.iteh.ai/samples/21920/3f5cc6cf87a2447298b976481e7a7ccc/IEC-TS-61000-5-10-2017.pdf

[54] Radasky, W. (October 31, 2018). “Protecting Industry from HEMP and IEMI”, In Compliance Magazine. https://incompliancemag.com/article/protecting-industry-from-hemp- and-iemi/

[55] Radasky, W., Savage, E. (Jan 2010). “High-Frequency Protection Concepts for the Electric Power Grid”, Metatech Corp, Meta-R-324.
https://www.ferc.gov/sites/default/files/2020-05/ferc_meta-r-324.pdf

[56] Pry, P. (January 2021). “Russia: EMP Threat”. EMP Task Force on National and Homeland Security. https://apps.dtic.mil/sti/trecms/pdf/AD1124730.pdf

[57] Starr, S. (2023). Nuclear High-Altitude Electromagnetic Pulse: A Mortal Threat to the U.S. Power Grid and U.S Nuclear Power Plants. Rethink Government, ISBN-10: 8793987357