Le filament de carbone sous vide des débuts a disparu après la mise au point du filament de tungstène sous gaz noble. Ce procédé, dit « classique », s'est maintenu après l'invention de la « lampe à incandescence halogène », plus chère, dont le gaz régénère le filament lorsqu'il se sublime sous l'effet d'une température élevée.

Les lampes classiques durent d'autant plus longtemps qu'elles éclairent plus mal. Les industriels fabricants se sont entendus pour produire des lampes d'une durée moyenne de fonctionnement de 1 000 heures. Cet accord entre les membres du cartel Phoebus, a suscité des soupçons d'une entente illicite, destinée à conforter les profits de l'industrie plutôt qu'à permettre la comparaison entre les produits.

  Historique

En 1860, le britannique Joseph Swan démontre que l'incandescence peut être prolongée sans détruire le filament, sous vide d'air. La mise au point de pompes à vide efficaces à partir de 1875 lui permet de présenter en 1879 une lampe à incandescence fonctionnelle, avec un filament de carbone sous vide. La même année Thomas Edison conçoit et met sur le marché une ampoule dont le filament est une fibre de coton carbonisée. Il met au point un procédé de fabrication industrielle des ampoules. Dans un procès judiciaire, l'antériorité de Joseph Swan est reconnue, mais celui-ci ne propose pas de procédé de fabrication industrielle. Les deux hommes sont obligés de fabriquer leurs ampoules dans une société commune. Ils diffusent rapidement leur lampe, qui a des avantages évidents sur l'éclairage au gaz qu'elle remplace, mais le filament de carbone, en se sublimant puis en se condensant sur le verre de la lampe, opacifie assez rapidement le verre. Dans les années 1880, les fabricants d'éclairage électrique se livrent à une compétition acharnée. En 1884, Edison recrute Lewis H. Latimer, un ingénieur afro-américain autodidacte, pour déposer et défendre ses brevets et assurer la promotion de son système.

En 1897, la lampe de Nernst remplace le filament de carbone par un filament de céramique, plus efficace. Ce matériau ne se sublime pas, éliminant la nécessité du vide ; mais la lampe ne s'allume qu'après un préchauffage de 10 à 20 secondes.

Évolution des lampes à incandescence

Lampe électrique de Thomas Edison (1879).

Lampe ancienne à filament de carbone.

 

Image MEB du filament de tungstène d'une lampe à incandescence.

 

En 1913, l'ampoule n'est plus sous vide d'air, mais sous gaz noble, argon puis krypton.

En 1959, la société d'Edison, devenue la General Electric, diffuse la lampe à incandescence sous iode. L'iode, un gaz halogène, et l'enveloppe de verre de quartz permettent de réduire la sublimation du tungstène du filament, permettant de le chauffer plus, améliorant le rendement lumineux et élevant la température de couleur. Les lampes sous gaz halogène, diffusées massivement d'abord pour les automobiles (phare à iode), ont de nombreux usages professionnels.

Descriptif

 

Codes de formes de lampes à incandescence.

 

En présence de dioxygène, le filament porté à haute température brûle instantanément, c'est la raison pour laquelle ce type de lampe a été muni d’une enveloppe de verre, l’ampoule qui a donné son nom populaire au dispositif et qui permet d'isoler un milieu sans oxygène.

L’ampoule est emplie d'un gaz noble caractéristique du type d’ampoule, le plus souvent de l’argon ou du krypton, ou, dans certains cas, d'un gaz halogène. Autrefois, c'est le vide qui isolait le filament dans son ampoule.

Inéluctablement le filament surchauffé se vaporise et perd de la matière par sublimation, ensuite cette vapeur de métal se condense sur l’enveloppe plus froide. L’ampoule devient de plus en plus opaque et le filament devient plus fragile. Le filament finit par se rompre au bout de plusieurs centaines d’heures : 1 000 heures pour une lampe à usage domestique, jusqu’à 10 fois moins ou 8 fois plus pour certaines lampes à usage spécial.

La présence d'un gaz noble à l'intérieur de l'ampoule présente plusieurs avantages : certains atomes de tungstène devenus gazeux peuvent se déposer à nouveau sur le filament après un choc avec un atome de gaz noble, allongeant ainsi sa durée de vie. Le filament peut aussi être chauffé davantage. Enfin, cela limite le dépôt de tungstène sur la paroi de l'ampoule.

Dans les lampes actuelles, le filament de tungstène est enroulé en hélice, afin d’augmenter la longueur du filament, et donc la quantité de lumière visible produite.

La forme la plus commune de lampe à incandescence est l'ampoule « bulbe », mais on trouve également d'autres formes, dont celle de tube appelée linolite.

Lampe halogène

Une lampe à incandescence halogène, ou plus couramment « lampe halogène », est une lampe à incandescence dont un gaz, ou mélange de gaz, halogène remplit l'ampoule. Ce gaz réagit chimiquement avec le tungstène sublimé, formant un halogénure de tungstène qui ne résiste pas à la haute température à proximité du filament, de sorte que le tungstène se redépose, à un emplacement aléatoire, sur le filament, le régénérant partiellement, ce qui augmente la durée de vie de la lampe. Ce cycle exige un filament très chaud. Pour résister à la chaleur, l'enveloppe de la lampe doit être en verre de quartz.

Fonctionnement effectif

Surcharge à l'allumage

Dilatation

Efficacité lumineuse

Longévité

La longévité d'une lampe à incandescence dépend fortement de ses conditions d'utilisation. La rupture du filament affaibli par la sublimation du tungstène et une fissure de l'ampoule laissant pénétrer de l'oxygène sont les principales causes de défaillance. Le rendement lumineux augmente rapidement avec la température du filament tandis que sa longévité se réduit fortement. La durée probable de fonctionnement varie comme l'inverse de la tension élevée à la puissance 16. Si la tension du secteur peut varier de plus ou moins 10 %, la tension maximale est 1,22 fois la tension minimale. Une lampe exploitée à la tension maximale du secteur a une durée moyenne de fonctionnement 1,22¹⁶ ≈ 24 fois moindre qu'à la tension minimale. Les fissures sont d'autant plus probables que l'ampoule est soumise à des variations de pression ou des réchauffements et refroidissements, qu'ils soient causés par le milieu ou par l'allumage et l'extinction.

Défauts

5 % de l'énergie électrique d'une lampe à incandescence sert effectivement à l'éclairage ; le reste est dissipé sous forme de chaleur.

La qualité de la lumière émise dépend de l'endroit où la lampe brille : dans les zones densément peuplées, la tension du secteur est généralement proche du maximum, tandis qu'en bout de ligne, dans les habitats isolés, elle est proche du minimum : la lumière y est plus faible et plus orangée.

Dans les locaux dont l'atmosphère contient des vapeurs inflammables, la lampe doit être enclose dans une enceinte étanche, afin d'éviter l'inflammation en cas de rupture de l'ampoule.

L'ampoule chaude est très susceptible aux chocs thermiques.

Caractéristiques électriques

La luminosité d'une source dans une certaine direction est son intensité lumineuse. Comme cette luminosité varie selon la direction, on utilise pour comparer les lampes la somme des intensités dans toutes les directions, exprimée en lumens, unité de flux lumineux. L'efficacité lumineuse mesure le rapport entre ce flux lumineux et la puissance électrique (en watts) absorbée ; l'efficacité lumineuse s'exprime en lumens par watt (lm/W).

Les différentes lampes utilisées comme alternatives aux lampes à incandescence classique ne présentant pas la même efficacité lumineuse, la puissance électrique ne correspond plus à l'éclairage. Il faut indiquer la quantité totale de lumière fournie en lumens.

Le tableau ci-dessous reprend, de façon indicative car les valeurs varient légèrement d'un modèle à l'autre, la correspondance entre le flux lumineux et la puissance électrique d'une lampe à incandescence classique :

  Pourquoi 1 000 heures pour une lampe à incandescence ?

Le filament d'une ampoule à incandescence doit être chaud pour que l'électricité soit convertie en lumière visible plutôt qu'en chaleur. Mais en augmentant la température pour atteindre une bonne luminosité, on favorise la sublimation du filament, ce qui accélère sa dégradation. Les ampoules résultent d'un compromis entre une consommation d'électricité réduite et une durée de vie allongée, entre le coût de remplacement des ampoules et celui de l'électricité nécessaire pour les alimenter.

Les équations qui relient la consommation, la luminosité et la durée de vie des ampoules peuvent être résumées comme suit : si la tension d'alimentation appliquée à l'ampoule est notée {\displaystyle U}, la luminosité est proportionnelle à {\displaystyle U^{3,5}}, la puissance électrique (la consommation d'énergie) est proportionnelle à {\displaystyle U^{1,6}} et la durée de vie est proportionnelle à {\displaystyle U^{-16}}. Ainsi, bien qu'une faible diminution de la tension augmente très fortement la durée de vie, elle augmente la puissance électrique consommée à luminosité constante.

D'autres facteurs interviennent dans la durée de vie d'une lampe. Si l'on écarte les destructions accidentelles, par chocs sur l'ampoule ou surtension, un défaut d'étanchéïté de l'enveloppe peut causer la destruction de la lampe. Une lampe peut ainsi fonctionner jusqu'à son extinction, et brûler son filament à l'allumage, de l'oxygène ayant pénétré l'enveloppe dans l'intervalle. Les chocs thermiques et la dilatation différencielle des parties de la lampe favorisent le défaut d'étanchéïté. Un essai rigoureux des lampes évalue la résistance à un nombre de cycles d'allumage extinction.

Le cartel Phœbus et l'obsolescence programmée

Le cartel Phœbus a regroupé à partir du 23 décembre 1924 les principaux fabricants mondiaux d'ampoules. Les industriels éditent une charte commune qui indique qu'il ne pourra plus être fabriqué d'ampoules ayant une durée de vie supérieure à 1 000 heures. Ils se dotent pour cela d'une instance commune de vérification et de répression éventuelle au moyen d'amendes d'autant plus élevées que la vie constatée des ampoules est longue. En 1924, la durée de vie des ampoules était variable avec une moyenne de 2 500 heures. En 1927, dans le monde entier, la durée de vie des ampoules des grandes marques était alignée sur 1 000 heures. Cette situation provoque évidemment un plus grand renouvellement des ampoules par les consommateurs et le cartel Phœbus a été accusé d'avoir mis en place sur la lampe à incandescence le premier programme massif et mondial d'obsolescence programmée.

Les pratiques du cartel de Phœbus ont fait l'objet en 1951 d'un rapport de la commission anti-trust britannique. Ce rapport dénonce principalement une entente sur les prix qui a conduit le consommateur à payer plus cher ses lampes avant la seconde guerre mondiale, mais rapport rejette l'allégation selon laquelle la durée de vie a été choisie courte afin d'augmenter le volume des ventes. Il explique le compromis technique entre luminosité, consommation, couleur et durée de vie, pour noter que la durée optimale des lampes dépend du rapport entre prix de l'énergie et prix du remplacement des lampes, et qu'il n'y a pas de valeur universelle. Des utilisateurs industriels, qui payent du personnel pour les remplacer, sacrifient l'efficacité à la longévité en réduisant leur tension d'alimentation. La spécification d'une durée de vie assure que les produits en vente sont comparables. En un état donné de la technique, une durée de vie entre 800 et 1 500 heures équivaut à exiger une luminosité dans une certaine plage ; mais la spécification des mille heures, sans indiquer l'efficacité lumineuse, n'encourageait pas l'amélioration des lampes. Le cartel s'opposait à l'établissement d'une telle norme.

Vers la fin des lampes à incandescence

Des alternatives aux lampes à incandescence existent, avec une meilleure efficacité lumineuse, au prix d'un moindre indice de rendu de couleur. Les tubes fluorescents sont en usage depuis longtemps, principalement dans les environnements de travail ; les lampes « fluocompactes » et les diodes électroluminescentes peuvent remplacer les lampes à incandescence dans les mêmes luminaires domestiques.

La production de lampes classiques a été, comme quantité d’autres produits, largement délocalisée : les pays développés n’ont plus d’industrie locale à protéger. La réduction de la consommation d’énergie est passée au premier plan, pour des raisons économiques (prix croissant de l’énergie) et écologiques (la production d’énergie est une composante majeure au niveau environnemental)^{23[réf. incomplète]}.

Symbolisme

Dans la bande dessinée et le dessin animé, l'apparition d’une idée est souvent représentée par une lampe à incandescence qui s’allume au-dessus de la tête du personnage.

En 2012, 227 sont effectivement en service actif, le reste est stocké

En 2016, seuls trois régiments blindés du Royal Armoured Corps doté de 56 chars l'utilisent. La transformation d'un de ces derniers annoncé fin 2016 fera passer le nombre de chars en service à 170, 112 en ligne dans deux régiments, le reste utilisé pour l’entrainement. Les chars encore en service devraient être modernisés pour être utilisés jusqu'en 2035

En mars 2021, il est prévu que 148 exemplaires passent au standard Challenger 3

Armement

La dotation en munition comprend 52 obus, les obus sont disposés dans des râteliers à l'arrière de la tourelle, sur ses parois, sur le plancher du panier ainsi que dans la caisse. Les charges propulsives sont réparties dans 8 caissons blindés (le système de stockage dit "humide" ayant été abandonné depuis le FV4030/4 Challenger 1 Mk. III), quatre d'entre eux sont placés de part et d'autre du siège du conducteur, trois autres sont regroupés entre le panier de la tourelle et la cloison pare-feu séparant le compartiment de combat du compartiment moteur, le dernier est situé devant le chargeur, à gauche de la culasse du canon.

La dotation typique en munitions comprend 29 obus-flèche L27A1 CHARM3, 18 obus à tête d'écrasement L31A7 HESH et 3 obus L34 WP fumigènes au phosphore blanc .

Protection

Le blindage composite reprend une version améliorée du blindage Chobham connue sous le nom de Dorchester, cette nouvelle version inclut de nouveaux matériaux composites. Le blindage composite Dorchester protège le glacis, la face avant et une partie des flancs de la tourelle du char. Le type d'acier utilisé pour la construction du char est un acier au creuset originaire de Sheffield, cet acier présenterait un plus faible taux d'impureté que celui utilisé dans le blindage homogène laminé.

Les chars qui furent envoyés au Kosovo et en Irak ont reçu un blindage réactif ROMOR-A protégeant l'avant de la caisse tandis que les flancs de la caisse se voyaient protégés par des pré-blindages latéraux composites ROMOR-C, ces deux éléments de surblindage sont fabriqués par Royal Ordnance.

Après l'opération Telic, les Challenger 2 voient leur niveau de protection encore augmenter grâce au kit de combat urbain Street Fighter, les tuiles de blindage réactif protégeant le glacis du char sont remplacées par un unique bloc de blindage composite tandis que des modules de blindage composite viennent se fixer sur les flancs de la tourelle. Une cage anti-RPG recouvre la nuque de la tourelle et le compartiment moteur.

Dans le cadre du programme CLIP (Challenger Lethality Improvement Programme), un blindage réactif fabriqué par Rafael Advanced Defense Systems vient remplacer les modules de blindage composite Dorchester précédemment installé, faisant passer le poids de l'engin à 74,95 tonnes.

De chaque côté du canon se trouvent cinq lance-pot fumigène L8 et il est aussi possible de vaporiser du diesel dans le pot d'échappement pour créer un écran de fumée comme sur les chars soviétiques.

Motorisation

Un groupe auxiliaire de puissance Plessey fourni de l'électricité lorsque le moteur du char est à l'arrêt. Il est installé à l'avant-gauche du compartiment moteur.

 Versions 

Challenger 2E :

Challenger 2 Omanais :

Trojan Armoured Vehicle Royal Engineers : engin de génie de combat.

Titan Armoured Vehicle Launcher Bridge : utilisé pour installer des ponts.

Pays utilisateurs

 Royaume-Uni - British Army

Royal Armoured Corps, en 2016 :

Royal Tank Regiment

Queen's Royal Hussars (en)

King's Royal Hussars, va échanger ses 56 chars contre des véhicules de combat d'infanterie de type General Dynamics Ajax (en)

 Oman - Armée royale d'Oman

Historique

Développement

Avec un coût unitaire de 8,8 millions de dollars, le K-2 était en 2017 le troisième char le plus cher du monde.

À la suite de la mise en service du T-14 Armata russe, Hyundai Rotem réfléchi à la sortie d'un blindé équivalent depuis officiellement octobre 2019.

Caractéristiques

Armement et équipements

Armement principal

 

Tir du prototype XK2 en 2010.

Munitions

 

Un K2 exposé avec ses quarante obus explosif à charge creuse à sabot détachable K-280, en 2014.

 

 

La principale munition anti-char du K2 est un obus-flèche K-279 avec barreau en alliage tungstène. Cette nouvelle munition offre de manière significative une plus grande pénétration que la génération précédente de flèches en tungstène, grâce à un meilleur traitement lors du chauffage de l'alliage de tungstène et une technique dénommée « processus d’auto-aiguisage ». Ce processus permet au barreau en tungstène d’être profilé plutôt que déformé lors de la pénétration du blindage.

Pour attaquer des cibles blindées autres qu'un char moderne, le K2 peut utiliser l'obus explosif à charge creuse à sabot détachable K-280, une version produite sous licence de la munition américaine M830A1. Cette munition donne aussi des bons résultats contre les fantassins, les véhicules légèrement blindés ou non blindés, que ce soit des cibles au sol ou des cibles aériennes à faible altitude, comme les hélicoptères grâce à sa fusée de proximité.

La munition guidée KSTAM (Korean Smart Top-Attack Munition, soit « munition coréenne intelligente à attaque par le dessus ») a été spécialement conçue pour être utilisée par le Black Panther. Cet obus planant antichar est dérivé de la munition américaine XM843 STAFF (Smart Target Activated Fire and Forget) et équipé de systèmes de guidage et d'évitement d'obstacles, se traduisant par la présence d'un radar à longueur d’onde millimétrique, de capteurs infrarouges et radiométriques. En cas de besoin, la KSTAM a également la capacité limitée d'être contrôlé manuellement par le tireur via la transmission de données de l’engin lanceur. En atteignant la zone cible désignée, le projectile déploie un parachute, donnant au système radar et autres capteurs, suffisamment de temps pour rechercher et acquérir des cibles fixes ou mobiles et de déclencher la mise à feu de sa charge creuse, formant un projectile métallique hypersonique (principe du pénétrateur formé par explosion) pénétrant le blindé par le dessus, là où l'épaisseur du blindage est généralement la plus faible.

Le système de guidage de la munition KSTAM étant du type « Tire et oublie », le char peut tirer successivement plusieurs projectiles tout en étant à couvert, sans pour autant connaître la position précise de l’ennemi. Cette munition peut également fournir un appui feu efficace de façon indirecte contre des cibles cachées derrière des obstacles et des structures. La KSTAM peut engager des cibles à une distance comprise entre 2 et 8 kilomètres.

Armement secondaire

Système de conduite de tir et optiques

Le K2 est équipé d'un système radar à bande millimétrique, situé sur l'arc frontal de la tourelle, ainsi que les traditionnels télémètre laser et sonde aérologique. Ils sont complétés par un calculateur de conduite de tir (CCT), qui lui permet de suivre et d'engager des cibles volantes à basse altitude, de façon rapide et précise, ainsi que de détecter les projectiles tirés sur le char. Le viseur du tireur est équipé d'un système de poursuite automatique par infrarouge capable de verrouiller une cible jusqu'à une distance de 9,8 kilomètres. Ainsi les données pour la tachymétrie de la cible sont constamment mises à jour, permettant au char de tirer en mouvement sans perdre en précision.

Le Black Panther dispose d'un système de mise à feu à retardement intégré. Ce mécanisme est composé d'un petit émetteur et d’un récepteur laser reliés à la conduite de tir. L'émetteur laser est installé au-dessus de la bouche du canon, et le récepteur se situe à la base du canon. L'obus ne peut être tiré que quand le récepteur et l’émetteur laser sont parfaitement alignés. Ce système, combiné à une stabilisation et la conduite de tir, permet d'améliorer sensiblement la capacité du char à atteindre son objectif tout en se déplaçant sur un terrain accidenté.

Le KGPS (Korean Gunner's Primary Sight « viseur principal du tireur ») et le KCPS (Korean Commander’s Panoramic Sight « viseur panoramique du chef de char ») présents sur le Black Panther sont similaires aux systèmes de visée présents sur le K1A1. À noter que les viseurs du K2 ont cependant été modifiés pour mettre à profit les avantages des capteurs et de l’armement proposés pour le nouveau char.

Communication et gestion du champ de bataille

Le K2 possède les caractéristiques suivantes qui contribuent à améliorer la connaissance de l'équipage de la situation sur le champ de bataille:

C4ISR (Computerized Command, Control, Communications)

GPS

Battle Management System (similaire au système américain IVIS (Inter-Vehicule Information System) permettant au véhicule de partager ses données avec les unités amies, y compris d'autres véhicules blindés ainsi que les hélicoptères.

Propulsion

Motorisation

Les 100 chars du premier lot produit entre 2014 et 2017 reçurent un moteur MTU MT-883 Ka-501 couplé à la transmission allemande RENK HSWL 295TM. En février 2018, la DAPA a annoncé que le deuxième lot de 106 chars aura un groupe motopropulseur "hybride" constitué du moteur coréen DV27K couplé à la transmission allemande RENK HSWL 295TM

Suspension

Le train de roulement repose sur une suspension oléopneumatique dénommé In-arm Suspension Unit (ISU) chaque élément de suspension peut être ajusté individuellement afin de contrôler l'assiette et de la garde au sol, ce qui permet au char de se cabrer, de baisser le nez ou monter et descendre en fonction de la nature du terrain.

Protection

Passive

Comme sur le Type 90 japonais, le blindage latéral de la tourelle du K2 Black Panther n'est pas protégé par du blindage composite, à la place on trouve une mince paroi en acier d'une dizaine de centimètres d'épaisseur. Des coffres de rangement de lot du bord ont été installés sur toute la largeur de la tourelle.

Active

Sur les coins avant de la tourelle se trouvent six tubes lance-pots fumigène (douze au total) capable de masquer le char visuellement ou encore des fumigènes VIRSS (Visual and Infra-Red Smoke Screening System) masquant le char aussi bien visuellement qu'aux infrarouges. Le déclenchement des lance-pots peut être activé manuellement ou de façon automatique grâce à quatre détecteurs d'alerte laser ou encore via des radars à ondes millimétriques placés de chaque côté du canon. Le K2 dispose d'un détecteur d'alerte radar (Radar Warning Receiver) ainsi que d'un système de brouillage et de déception radar.

Dans le cadre du programme PIP (Product Improvement Program), le char qui prend alors la désignation de K2 PIP reçoit une série de protections additionnelles :

Des briques de blindage réactif explosif sont fixées sur le volet du tireur et du chef de char ainsi que sur le bosselage de la tourelle se situant juste au-dessus de la culasse du canon.

Des caissons de blindage composite viennent se placer sur les flancs de la tourelle, devant les coffres de rangement, à la hauteur du compartiment de combat.

Un blindage réactif explosif remplace les jupes latérales en acier sur les trois cinquième de la longueur.

Un lanceur de pot-fumigène rotatif vient se placer sur le toit du chargeur automatique, à l'arrière de la tourelle.

Deux lanceurs mobiles tirant des contre-projectiles capable de détruire une roquette en vol avant l'impact (système de protection actif de type hard-kill) sont installés derrière chaque trappe d'accès de la tourelle. Deux radars Doppler supplémentaires viennent alors s'installer latéralement accolés aux lance-pots fumigène.

Utilisateurs

 Corée du Sud : 3 prototypes (390 prévus)

 Turquie : Altay (Transfert de technologie)