Les « gros problèmes » des premières GFM (type « A » modèle 1929)

1940. Plus on avance dans la « Drôle_de_Guerre » et plus le haut commandement français s'inquiète à propos de ses fortifications contre lesquelles les armements allemands pourraient être de plus en plus efficaces.

Les GFM sont visibles de loin

Sur la Ligne Maginot, les éléments les plus vulnérables aux tirs directs et aux bombardements aériens sont les cloches d'observation GFM, car leur rôle nécessite qu'elles dépassent nettement des superstructures des fortifications. Elles sont donc des cibles privilégiées pour les ennemis.

Photo Sylvie_Laure_Lambert. Casemate Einseling_Nord (SF_Faulquemont). Une cloche JM au premier plan et deux GFM au second plan.

Contrairement à la cloche JM, le moins que l'on puisse dire est que les cloches GFM ne passent pas inaperçues ! En effet, la plupart des cloches (VDP, VP, LG, JM, AM) dépassent peu ou pas du tout des superstructures des ouvrages CORF, par contre les GFM émergent jusqu'à 1m au-dessus de la dalle de béton à cause de leurs hauts créneaux (souvent 5 créneaux) permettant le tir au FM.

Photo Jean_Jacques_Moulins. Ouvrage de Plan_Caval (SFAM). GFM du B5, visible même de très loin.

Photo Jean_Jacques_Moulins. Rimplas (SFAM). Bloc 4.

Conscient de la vulnérabilité des cloches GFM, le Génie a parfois ajouté de « fausses cloches » sur certaines dalles d'ouvrages, espérant ainsi leurrer l'ennemi.
Au centre de la photo on voit une cloche d'observation VDP (pour l'artillerie) et, quelques mètres au-dessus à droite de cette dernière, il y a une fausse cloche GFM repérée par la flèche rouge.

Les premières GFM (Type « A ») protègent mal leurs occupants

Non seulement les GFM sont des cibles privilégiées mais... les premiers modèles installés jusqu'en 1934 (GFM type « A » modèle 1929), ne sont pas intérieurement doublés par une coque d'acier protégeant leurs occupants contre l'effet mécanique_Hopkinson !
L'impact d'un tir direct risque donc de provoquer le détachement d'un ménisque mortel, à l'intérieur de la cloche.

Les créneaux des premières GFM sont fragiles

Dans les créneaux des GFM type « A », les supports des matériels (FM, épiscope, mortier de 50mm, jumelles) sont constitués de pièces munies d'axes de rotation permettant de changer leur orientation. Or, les axes sont fragiles, prompts à se rompre à la suite de fortes sollicitations (coup direct ou pression excessive).

Nouvelles cloches GFM (type « B »)

Fragilité des axes de rotation et protection contre l'effet mécanique_Hopkinson sont résolues avec l'adoption des nouvelles GFM type « B » 1934 avec :
-remplacement des axes par une rotule,
-augmentation du diamètre intérieur passant de 120cm à 130cm, ce qui permet de contrer l'effet mécanique_Hopkinson en doublant l'intérieur de leur cuirassement par une tôle de 20mm d'épaisseur.

Mais pour les autres, les GFM type « A » déjà installées ?

Leur transformation nécessite de neutraliser momentanément les « yeux » de la fortification, pendant toute la durée des travaux. Aussi, seules quelques-unes des GFM en place sont modifiées. De plus, si leurs créneaux sont bien remplacés par des rotules, leur faible diamètre intérieur ne permet pas de les doubler par la tôle protectrice anti-effet mécanique_Hopkinson.
Photo Cima. Casemate « Le Lièvre Est » (SF Escaut). GFM de type « A » à créneaux FM transformés en type « B ».

Nouvelle inquiétude au sujet des cloches GFM : « l'effet de soufle »

L'effet de souffle !

Début 1940. Voici que ressurgit un autre problème, non lié à un impact direct celui-là.
Les nouvelles bombes allemandes, à « très gros » effet de souffle, n'auraient-elles pas une action dévastatrice sur l'ensemble des cloches et tout particulièrement sur les nombreuses GFM type « A »... et leurs occupants ?

Qui dit explosion, dit brusque variation de pression !

Lorsqu'on entend parler d'explosion d'un obus ou d'une bombe, la première idée venant souvent à l'esprit est celle d'éclats alors projetés (parties de l'enveloppe, éléments internes : billes, substances toxiques, bactéries, chaleur...) alors que l'effet essentiel d'une explosion est la production rapide d'un grand volume de gaz.

Une explosion est la transformation très rapide d'un ou de plusieurs matériaux en d'autres matériaux (généralement des gaz) ayant un volume plus grand que celui les ayant produits.

Par exemple, un gramme d’explosif génère un litre de gaz quasi instantanément (en quelques micro-secondes) dans le volume initialement occupé par le gramme d’explosif, d’où la forte « envie » de ce gaz de se détendre dans l’atmosphère environnante.

Onde de choc aérienne (OCA)

L'onde de choc aérienne produite par l'expansion du gaz (brusque variation de pression qui est, en fait, carrément une discontinuité de pression), va se propager dans l'air, frappant tout sur son passage.

La courbe ci-contre (Courbe de Friedlander) représente la variation théorique de pression causée par une OCA faisant suite à une explosion ponctuelle.

Pendant quelques millisecondes, chaque point atteint par l'OCA est soumis à une brusque surpression suivie par une dépression, avant retour à la « normale ».

Chaque objet atteint par l'OCA réagit en fonction de sa structure (déformable, non-déformable...).

Exemple d'effet d'une OCA sur une cible déformable

Nous allons prendre l'exemple d'un arbre.

Lorsqu'il est atteint par l'OCA, la violente surpression qu'il subit déforme son feuillage et en détache des feuilles.

Puis la surpression laisse place à la dépression qui inverse le sens de déformation de son feuillage. Les feuilles qui s'en détachent alors, se dirigent vers le lieu de l'explosion.

Exemple d'effet d'une OCA sur une cible rigide

Exemple des vitres

Pour les vitres, c’est un peu la même chose que pour l’arbre. Selon leur résistance mécanique (liée à leur nature, leur épaisseur, le châssis,…), elles peuvent :
-soit se briser lors de la phase de surpression. Les bris de verre partent alors à l'opposé de l'explosion,
-soit se briser lors de la phase de dépression. Les bris de verre partent alors vers le lieu de l'explosion,
-soit ne pas se briser.

Dans les deux premiers cas, les bris de verre ne reviennent jamais en sens inverse. Leur vitesse peut éventuellement diminuer mais pas au point de faire demi-tour une fois qu’ils sont partis dans un sens.

Anecdote

Voitures garées au voisinage des explosions accidentelles – mais pas trop près quand même.
Elles sont généralement retrouvées avec toutes leurs portières et le coffre ouverts.
Ceci provient du fait que les voitures sont très résistantes à la pression extérieure, mais pas à une dépression !

L'OCA réelle est complexe

Dans les faits, l'explosif n'est pas ponctuel et il y a des obstacles (le sol par exemple) réfléchissant certaines ondes... aussi l'OCA réelle est beaucoup plus complexe que la théorique et les matériaux qui y sont soumis peuvent donc subir plusieurs chocs successifs d'ondes réfléchies.
Ils passent alors par des phases de surpression qui les tirent, puis de dépression qui les poussent, puis ils sont re tirés, puis re poussés, etc. alors qu'il ne sont plus dans leur état physique initial.

Les conséquences de cette OCA peuvent être importantes, voire mortelles chez les êtres vivants !

Lésions de « blast »

Remarques

-Il n'est pas dans nos intentions de faire, ici, un cours sur les modes de transmission des ondes de choc aériennes (OCA), ni sur leurs conséquences diverses sur les organismes vivants, mais d'en rappeler certaines grandes lignes.

-Comme certains français ne peuvent plus se passer de l'anglais, et qu'en anglais « l'onde de choc due à une explosion » est appelée « blast », sur de très nombreux documents scientifiques on peut lire : « lésions de blast » à la place de « lésions primaires liées à une onde de choc ».

Rappels à propos des ondes

-Une onde qui arrive à l'interface entre 2 milieux se divise en 2 ondes : l'une, réfléchie, reste dans le milieu d'origine et l'autre, réfractée, se propage dans le nouveau milieu.

-Deux ondes qui se rencontrent interfèrent et les forces qu'elles véhiculent s'ajoutent vectoriellement. (En d'autres termes, peuvent cumuler leurs effets ou les réduire jusqu'à les annuler).

-Les milieux « plastiques » (souples) absorbent partiellement les ondes, les transformant en contraintes de pression et de déchirement.

Lésions dues à une OCA chez un être vivant (organisme très souple)

Lorsqu'une OCA frappe un être vivant, à l'intérieur de ce dernier certains organes peuvent être déplacés, déformés, d'autres peuvent être étirés jusqu'à se rompre.

Le Baron Solly_Zuckerman note, en 1940, que l'OCA peut par exemple provoquer, sur le thorax, un choc causant l'éclatement d'alvéoles pulmonaires pouvant ainsi entraîner la mort.

Ces lésions pulmonaires ne sont pas les seules causes de troubles, voire de mortalité dues à une OCA. Notons, entre autres, les embolies gazeuses, les œdèmes, les ruptures de vaisseaux sanguins, les lésions de l'appareil auditif, etc.

La complexité des interactions entre les ondes plusieurs fois réfléchies et plusieurs fois réfractées, à l'intérieur des êtres vivants, se traduit par des résultats parfois surprenants. Par exemple, une OCA peut être létale pour une personne et ne pas l'être pour une autre située dans son environnement immédiat.

En début d'année 1940, en pleine « drôle_de_guerre », le gouvernement français prescrit donc, dans l'urgence, de faire effectuer des tests sur la fiabilité des cloches GFM.

Expériences d'avril 1940

Le 2 février 1940, par DM n°801-2/4S, le ministère de la Guerre prescrit une série d'expériences à réaliser sur l'une des GFM modèle A d'un ouvrage des Alpes afin d'étudier les effets des grosses explosions sur le matériel et la physiologie de ses occupants.

L'ouvrage a été choisi face à l'Italie qui, bien que manifestant des signes de belligérance contre la France, n'est pas encore entrée en guerre ouverte.

Méthodologie des expériences du 23 avril 1940

Trois expériences sont alors réalisées le 23 avril 1940 au soir, à l'ouvrage du Lavoir_ (SF Savoie). Le matériel de la GFM est classique : des épiscopes L et un FM sur support non renforcé (modèle A).

En de telles circonstances les occupants habituels de la cloche ont, bien sûr, été remplacés par des animaux : 2 chiens et 3 lapins (curieuse cohabitation non justifiée dans le rapport d'expérience) pour lesquels le vétérinaire-colonel Valade est chargé d'analyser l'état.

Comme le plancher des GFM, bien que mobile, ne permet tout de même pas de hisser les animaux jusqu'au niveau des créneaux, là où sont normalement les têtes des guetteurs, des tréteaux sont posés sur ce plancher afin que les chiens soient le plus près possible des épiscopes.

Cependant, comme le but recherché est de voir si l'onde de choc produite par l'explosion n'est pas cause de lésions internes, il importe que les animaux ne soient pas incidemment blessés, par exemple, par l'arrachage d'un épiscope. Pour éviter cet effet, un filet rigide (treillage) est donc interposé entre les appareils et les chiens.

Ce treillage permet, par ailleurs, de séparer les chiens des lapins, ces derniers étant installés entre le treillage et la paroi de la cloche.

Les charges (de TNT semble-t-il) sont placées à l'extérieur de la cloche, à 7 mètres en avant des épiscopes, et sont mises à feu successivement, par valeur croissante : la première est de 40kg, la seconde de 80kg et la troisième de 100kg.

Résultats des expériences

Les résultats sont très satisfaisants, ce qui a d'ailleurs permis de mener l'expérience à son terme. Et dans son rapport le vétérinaire-Colonel Valade écrit, entre autres :

Pour les 3 explosions, les résultats ont été entièrement négatifs : les animaux n'ont présenté aucun trouble organique ni sensoriel, ils n'ont manifesté ni émoi, ni abattement (il est à noter que les équipements de FM et d'épiscopes ont résisté et n'ont pas été arrachés) [...]

Puis, en conclusion, le vétérinaire-colonel ajoute :

Les parois des cloches GFM [...] constituent une protection d'une valeur quasi absolue contre les effets pathologiques organiques dus au « souffle » des grosses explosions [...] sans préjuger des effets psychologiques et moraux susceptibles d'être observés dans les mêmes conditions sur des individus de l'espèce humaine

Remarque de Mme_Collet

En considérant des charges nues de TNT et la surpression incidente générée en champ libre, un rapide calcul montre que, même sans protection des parois de la cloche, la létalité à 7 m est proche de 0% ; non-létalité ne signifiant pas absence de troubles !

Satisfecit (justifié) des Sections Techniques

Faisant suite à ces expériences, le 9 mai 1940, dans son compte rendu, la Délégation Permanente des Sections Techniques, au ministère de la Défense nationale et de la Guerre, écrit :

Essais sur les cloches de guetteur.
Après la mise en œuvre de la série complète des charges prévues au programme, aucune détérioration n'a été constatée sur le matériel, ni aucun effet sur les animaux placés à l'intérieur des cloches. (Celles-ci étaient équipées avec des épiscopes et un support de FM non renforcés).

Les GFM, même les non-renforcées, semblent donc être toujours bonnes pour le service.

Problème de date !

La même délégation écrit aussi, dans son compte rendu :

Il est signalé que des essais, portant sur des équipements renforcés [GFM type « B » ou « A » modifié], sont actuellement prévus dans la région du Nord.

Malheureusement, nous sommes le 9 mai 1940 et, dans la nuit du 9 au 10 mai, les Allemands vont attaquer les pays neutres que sont alors les Pays-Bas, la Belgique et le Luxembourg. Objectif : la France. Début de la « Bataille_de_France » !

Les essais annoncés sur les GFM de la région Nord, seront des essais grandeur nature ! Mais... c'est un autre sujet !

Pour en savoir plus...

Questions / réponses sur l'effet de soufle et les lésions de blast

Question : des portes s'ouvrant et se fermant toutes seules !

Bonsoir Monsieur. Je suis toujours très intéressé par le côté technique de vos études, et celle du «souffle des explosions» a particulièrement retenu mon attention
- Lors du bombardement de Besançon en septembre 1943, nous étions réfugiés dans une maison aux murs épais de 80cm environ, en gros blocs de pierre - Nous nous trouvions à 300m environ à «vol d'oiseau» de la gare Viotte, pôle du bombardement effectué par des bombardiers «Libérators» - Nous étions recroquevillés les uns contre les autres (ma mère et 7 enfants), sans avoir eu le temps de nous réfugier dans la cave extérieure -
Nous avons assisté à un phénomène tout-à-fait étonnant - Toutes les portes étaient fermées, mais à chaque explosion de bombes, (et le bombardement a duré longtemps), les portes intérieures s'ouvraient et se refermaient aussitôt à une cadence incroyable, comme si une main géante s'amusait à fermer et re-ouvrir ces portes à toute vitesse - Et ceci, à l'intérieur même, et rez de chaussée de cette maison - Quel «effet mystérieux» du souffle des explosions des bombes a-t-il pu provoquer ces «ouvertures-fermetures» à cadence élevée des portes intérieures de la maison ?... et à 300m environ de distance ? - Si un spécialiste peut répondre - Merci
-Monsieur Pierre B.

Réponse de Mme_Collet.

Concernant les portes s'ouvrant et se refermant toutes seules, il s'agit là de l'effet de surpression aérienne qui, comme c'est expliqué sur cette page, induit une compression brusque dans les éléments impactés, immédiatement suivie d'une traction liée au phénomène de dépression derrière le front de choc, et ceci jusqu'à un état final plus bas que l'état initial.
Si vous cumulez plusieurs explosions, et je ne vous ai pas non plus parlé des ondes de choc primaires, secondaires et parfois même tertiaires, sans compter les ondes de choc réfléchies sur les parois dans des espaces confinés, vous comprenez donc que vous pouvez obtenir une belle succession de compressions / tractions amenant les objets mobiles comme les portes à se déplacer de manière anarchique et ce, de façon très brutale.
Cette personne a eu de la chance de survivre car le fait de se cacher dans un endroit confiné peut entraîner une intensification des effets de souffle en comparaison d'une explosion à l'air libre. Cependant, il est toujours préférable de se "terrer" pour éviter les éclats, toujours plus mortels que le souffle à plus grande distance.

Question : étrange non-réaction des chiens

Je suis étonné de la non-réaction des chiens dans l'essai sur la «cloche» sus-citée, et l'absence de pathologie, par la suite (surdité ?), car une explosion de 100k de TNT à si courte distance, même bien protégé, ne doit pas «laisser indifférent» - même un chien - Avec mes vifs remerciements. P. B.

Réponse de Mme_Collet :

Concernant la question sur le chien qui n'a pas eu de dommage, tout ce que je peux dire est que les courbes de létalité montrent que l'explosion d'une charge nue de 100 kg de TNT à 7 m en champ libre conduit à une probabilité très faible de dommages létaux, aussi étonnant que cela puisse paraître.
On peut également supposer que la structure de la tourelle a absorbé une partie de l'énergie du choc aérien, atténuant d'autant encore le souffle à l'intérieur de l'édifice. Cela dit, je ne tiens pas à tenter l'expérience.
A titre comparatif, une grenouille et un oiseau (pas les 2 en même temps!) ont déjà été emprisonnés accidentellement dans l'une de nos casemates de tir, et ils s'en sont tous les deux échappés vivants après l'essai (nos casemates font env. 8m x 8m x 8m, soit environ 500 m3, et elles sont timbrées pour 7 kg équivalent TNT d'explosif).

Question : mort d'un nourrisson

Une histoire vécue en 1944, la Libération, Normandie (départ. Orne). Nous étions cachés derrière un talus et les «Double-queues» sont arrivés pour bombarder une colonne (Das Reich) qui montait au Front (Caen). Quel déluge !! Agrémenté de Boum! Boum !!
A coté de moi, une maman tenait dans ses bras un bébé de 4 Mois serré contre elle. Une Bombe est tombée à 100m de nous, l'onde de choc, le souffle a éclaté les poumons du Bébé, mort sans une égratignure.
Je suis surpris pour les Cobayes (chiens) à qui les explosions n'ont rien fait. Moi, j'étais sourd, oreille droite pendant 48 heures... et puis après... c'était la bonne humeur (sic!!! ).
Amicalement - Le Quid et Jean-Pierre

Réponse de Mme_Collet :

Concernant la mort tragique du bébé dans les bras de sa mère, je n'ai pas assez d'éléments pour conclure : distance par rapport aux explosions, types de bombe, taille, calibres, etc… ?
En tout cas, le témoignage est intéressant puisque ce phénomène de "mort sans lésion apparente" est à l'origine des recherches sur les explosifs à effets de souffle renforcés, recherches qui ont conduit à développer de nouvelles munitions générant des effets de souffle considérables dus à la post combustion des produits de détonation dans l'oxygène de l'air, soit directement, ou bien par dispersion d'un agent réducteur liquide au moyen d'un explosif, puis allumage du nuage de gouttelettes (ce type d'explosif est appelé FAE pour Fuel Air Explosive).
Une fameuse bombe de ce type est la BLU-82, une bombe américaine larguée utilisée pendant la guerre du Vietnam pour dégager des pistes d'atterrissage pour hélicoptère en pleine jungle, d'où son surnom de "daisy cutter" (faucheuse de pâquerettes).