Le titre d’explosif non nucléaire le plus puissant ne se joue pas sur un champ de tir mais dans un laboratoire de chimie. En 1999, à l’université de Chicago, Philip Eaton et Mao-Xi Zhang ont obtenu l’octanitrocubane, une molécule en forme de cube que l’université présentait comme potentiellement l’explosif non nucléaire le plus puissant au monde. Il n’a jamais servi : il coûte bien trop cher à produire. L’explosif militaire de référence reste le HMX, que l’octanitrocubane dépasse sur le papier.
Comment compare-t-on la puissance de deux explosifs ?
On les rapporte au TNT. Un support de cours d’ingénierie des armes navales, « Chemical Explosives », publié en ligne par la Federation of American Scientists, définit la « force explosive relative » d’une substance comme sa puissance comparée à celle du TNT, à masse égale. C’est le principe du facteur d’efficacité relative : un facteur de 1,5 veut dire qu’un kilo de la substance produit l’effet d’un kilo et demi de TNT.
Le même cours donne une approximation de calcul, dite de Berthelot, qui combine trois grandeurs : la quantité de gaz produite, la chaleur dégagée et la masse de la molécule. Une molécule qui libère beaucoup d’énergie et beaucoup de gaz pour une faible masse sera classée haut.
Un classement d’explosifs se lit toujours en « équivalent TNT » : c’est l’unité commune.
Pourquoi les classements ne donnent-ils pas tous les mêmes chiffres ?
Parce que la puissance dépend de l’effet mesuré. Ce support de cours donne l’exemple du RDX, mesuré par trois essais classiques : 140 % de la force du TNT au mortier balistique, 186 % au bloc de Trauzl et 136 % à l’essai d’écrasement du sable. Le même produit change donc de valeur selon l’essai retenu, parce que chaque essai mesure un effet différent.
C’est pour cela que les tables d’équivalent TNT publiées ici ou là divergent pour un même produit, et qu’un classement sérieux indique toujours la méthode retenue.
Méfiez-vous d’un classement d’explosifs qui ne dit pas comment il a été mesuré.
Quel est l’explosif le plus puissant utilisé couramment ?
Le HMX, aussi appelé octogène. En 2000, l’université de Chicago le décrivait comme l’explosif militaire standard. C’est une grosse molécule riche en azote et en oxygène (formule C4H8N8O8, masse molaire 296 g/mol selon le même support de cours).
Le HMX est la référence en service, pas le record absolu.
Qu’est-ce que l’octanitrocubane, le recordman théorique ?
C’est un dérivé du cubane, une molécule dont les huit atomes de carbone occupent les sommets d’un cube. Philip Eaton avait réussi la synthèse du cubane en 1964, et montré qu’une molécule aussi contrainte pouvait rester stable. L’octanitrocubane porte un groupe nitro sur chacun des huit sommets. Selon l’université de Chicago, il a fallu une vingtaine d’années de recherche pour y arriver, en 1999, et le résultat a été publié en janvier 2000 dans la revue Angewandte Chemie, dans un article qui décrit aussi l’heptanitrocubane, son cousin à sept groupes nitro. En 2017, une équipe de chimistes le citait dans la revue Nature Communications parmi les rares matériaux à très haute densité d’énergie, avec une densité de cristal de 2,03 g/cm³, l’une des plus élevées pour ce type de composé, mais en soulignant, comme pour d’autres composés de ce niveau, la complexité de sa fabrication.
Le chimiste Oxtoby, cité par l’université, y voyait « une belle molécule » par la symétrie de sa structure et l’énergie contenue dans ses liaisons. L’université de Chicago écrivait aussi que beaucoup de chimistes avaient jugé sa création impossible ; Eaton, lui, n’en avait « jamais douté ».
Le record reste théorique. L’université de Chicago précisait dès 2000 que l’octanitrocubane serait probablement trop coûteux pour devenir un explosif militaire pratique. Philip Eaton, lui, disait ne pas être « militariste » et n’avoir « absolument aucune envie de fabriquer des bombes ou des explosifs » : son but était de prouver qu’une telle molécule pouvait exister.
L’octanitrocubane bat le HMX sur le papier, mais n’a jamais quitté le laboratoire.
Puissant veut-il dire dangereux ?
Pas forcément, et c’est l’une des surprises de cette histoire. Interrogé par l’université de Chicago, Philip Eaton affirmait qu’on pouvait frapper l’octanitrocubane avec un marteau sans qu’il se passe rien. La puissance (l’énergie libérée) et la sensibilité (la facilité avec laquelle la réaction démarre) sont deux propriétés différentes. Le cubane lui-même illustre ce paradoxe : la notice de l’université sur Philip Eaton rappelle qu’il est instable du point de vue de l’énergie, mais extrêmement stable en pratique.
Un explosif puissant peut être très peu sensible : la puissance ne dit rien de la facilité à le déclencher.
Le classement en bref
| Substance | Statut | Ce qu’on en sait |
|---|---|---|
| Octanitrocubane | molécule de laboratoire (1999) | potentiellement l’explosif non nucléaire le plus puissant ; plus puissant que le HMX ; trop coûteux pour un usage pratique |
| Heptanitrocubane | molécule de laboratoire (publiée en 2000) | cousin à sept groupes nitro ; matériau à très haute densité d’énergie, densité de cristal 2,03 g/cm³ ; fabrication compliquée (Nature Communications, 2017) |
| CL-20 | matériau à haute densité d’énergie | « extrêmement puissant », densité de cristal 2,035 g/cm³ pour sa forme ε, mais très sensible aux chocs et aux frottements (Nature Communications, 2017) |
| HMX (octogène) | explosif militaire standard | référence en service ; moins puissant que l’octanitrocubane |
| RDX | explosif de référence des essais cités | de 136 à 186 % de la force du TNT selon l’essai |
| TNT | unité de comparaison | 100 % par définition |
Les cubanes nitrés n’ont été produits qu’en quantités de laboratoire : leur place en tête vient de leurs propriétés annoncées, pas d’essais à grande échelle.
Le haut du classement appartient à des molécules qu’on ne trouvera dans aucun arsenal.
À retenir
- On compare la puissance des explosifs en équivalent TNT, à masse égale.
- Le même explosif change de valeur selon l’essai : de 136 à 186 % du TNT pour le RDX.
- Le HMX est l’explosif militaire de référence.
- L’octanitrocubane, obtenu à Chicago en 1999, est potentiellement le plus puissant, mais trop coûteux pour servir.
- Puissance et sensibilité sont deux choses différentes : l’octanitrocubane résiste au coup de marteau.
D’autres records de la matière se jouent aussi au laboratoire : voyez les matériaux les plus durs, l’élément le plus instable et la substance la plus toxique, ou toute la rubrique Sciences.
Le record de l’explosif le plus puissant appartient à une molécule née d’un défi de chimiste, et c’est sans doute la meilleure place pour lui.
Sources
- Université de Chicago, The University of Chicago Chronicle, « Eaton’s creation of octanitrocubane called « a triumph of synthetic chemistry » », 2 mars 2000.
- Université de Chicago, UChicago News, « Philip Eaton, renowned chemist and « founder of cubane », 1936-2023 », 2023.
- Zhang M.-X., Eaton P. E., Gilardi R., « Hepta- and Octanitrocubanes », Angewandte Chemie International Edition, vol. 39, n° 2, 2000.
- Support de cours « Introduction to Naval Weapons Engineering », chapitre « Chemical Explosives », publié par la Federation of American Scientists, auteur et établissement non indiqués (force explosive relative, approximation de Berthelot, essais du RDX, masses molaires).
- Zhang et al., « A promising high-energy-density material », Nature Communications, vol. 8, 2017, article 181 (texte intégral : densités de l’heptanitrocubane et du CL-20, limites de fabrication et de sensibilité).
