Archives de la catégorie ‘Aéronautique’

liqu3

A l’heure de l’ouverture du salon international de l’aéronautique et de l’espace au Bourget, voici une innovation qui nous vient (encore une fois, et j’en suis désolé) d’outre-Atlantique. L’idée a beau être simple, le concept est innovant : utiliser du métal liquide pour adapter une antenne unique à différentes fréquences.

Le problème est en particulier celui de l’emport d’une grande quantité d’antennes, chacune étant dévolue à une fonction et à une fréquence. Or sur un aéronef, le poids et l’encombrement sont des facteurs déterminants. Utiliser une antenne unique pour différentes fréquences et différents emplois est donc une solution séduisante. Pour peu qu’une antenne puisse le faire.

liqu5

Pour arriver à une telle prouesse, le AFRL (encore lui : le US Air Force Research Lab) a développé le concept d’une antenne remplie de métal liquide, reconfigurable, permettant d’émettre et de recevoir à différentes fréquences, et à différentes orientations.

liqu1

Le principe ? Incorporer des canaux avec différents motifs (ci-dessus) dans la structure même de l’avion, dans lesquels le métal liquide est injecté. Ce liquide est en fait constitué de nanoparticules de métal. Il s’agit d’alliages à base de Gallium, ayant le triple avantage d’être conducteurs, non toxiques (à la différence du mercure) et liquides à 30°C. Si on associe le Gallium avec d’autres métaux comme l’Indium, on peut encore abaisser le point de fusion ce qui permet d’avoir une antenne « malléable » à température ambiante. L’image ci-dessous montre la malléabilité d’un tel alliage.

liqu4

 L’équipe ayant démontré la viabilité du concept est composée des Drs. Jeff Baur et Michael Durstock « du « Materials and Manufacturing Directorate » et des Dr. Michelle Champion du « AFRL Sensors Directorate » et « Dave Zeppettella » du Aerospace Systems Directorate. Alors qu’une antenne traditionnelle n’opère que dans une fréquence donnée, en fonction de sa position et de sa taille, le métal liquide permet de moduler automatiquement – en théorie – l’antenne, et ses caractéristiques. Une telle antenne peut, en laboratoire, recevoir et émettre dans des fréquences comprises entre 70MHz et 7GHz. Pas mal…

La vidéo ci-dessous, qui date de deux ans, présente le concept.

Dans le domaine qui nous intéresse, le principe a été récemment démontré lors du DoD Lab Day du Pentagone. Et l’idée est de diriger en temps réel le métal à l’intérieur de la structure d’accueil afin d’adapter les fonctionnalités de l’antenne.

Pour aller plus loin, il faut que cette structure d’accueil soit elle-même flexible, de manière à pouvoir la déformer, la tordre ou l’étirer en fonction des caractéristiques souhaitées. Pour ce faire, l’AFRL travaille avec des structures comme NextFlex, spécialisées dans le domaine de l’électronique hybride flexible.

liqu2

La plus grande difficulté technique réside dans le contrôle de l’interaction entre le métal liquide et les structures électroniques d’accueil, et dans le fait de se débarrasser des résidus laissés quand le liquide quitte un canal pour être injecté dans un autre – ce qui peut provoquer des interférences.

Les chercheurs considèrent que le prototype de laboratoire a démontré la viabilité du processus, et que les futurs aéronefs pourraient bénéficier d’antennes en métal liquide d’ici 10 ans au maximum. Avec des retombées non prévues, comme par exemple des circuits électroniques à base de métal liquide, capables de s’auto-réparer. Les auteurs de science-fiction (voir Terminator 2) avaient donc du flair…

liqu6

blackbird2

A une semaine du SIAE, salon international de l’aéronautique et de l’espace au Bourget, voici un article sur l’aéronautique, dont le sujet n’est pas un avion, mais une véritable légende. Car avant de parler du SR-72, je fais bien évidemment référence au SR-71 « Blackbird », un avion mythique retiré du service depuis 19 ans, mais qui était capable de performances hallucinantes. Vous pouvez d’ailleurs le voir au musée Udvard-Hazy Center de l’aéroport de Dulles, à Washington DC (ci-dessous).

20130316_154528

Cet avion de reconnaissance mis en service en 1968 pouvait en effet voler à 3500 km/h, et à 25 km d’altitude distançant ainsi les missiles sol-air soviétiques de la guerre froide. Muni de deux turbo-statoréacteurs, l’avion était ravitaillé juste après son décollage. En effet, et pour l’anecdote, les réservoirs n’étaient pas remplis au sol, car ils fuyaient de manière intrinsèque. Ce n’est qu’après avoir atteint la vitesse de Mach 3 que les réservoirs devenaient étanches (en raison de la dilatation de la structure de l’avion), permettant ainsi leur remplissage à plein.

blackbird0

Un avion mythique, donc, que l’US Air Force compte bien remplacer. Son successeur (également sorti de l’imagination de la division SkunkWorks de Lockheed Martin) ? Le SR-72 – bon, pour l’originalité, on repassera. Et son constructeur vient d’en dévoiler quelques caractéristiques.

Le SR-72 sera un avion de reconnaissance et d’attaque, capable d’atteindre… Mach 6 (oui, vous avez bien lu). A cette vitesse, on ne parle plus de supersonique, mais bien d’hypersonique (pour information, le domaine hypersonique débute à Mach 5). Pour ce faire, il sera muni d’un moteur à cycle combiné de type RBCC pour Rocket Based Combined Cycle, a priori conçu par Aerojet Rocketdyne.

blackbird5

Le principe d’une telle propulsion est de combiner une propulsion à base de fusée, avec un statoréacteur. Pour mémoire, et pour les non spécialistes, je me permets de rappeler qu’un statoréacteur, inventé par le Français René Lorin en 1912, est un tube ouvert dans lequel le carburant injecté se mélange à l’air voyageant à haute vitesse, enflammé grâce à un système d’allumage. Si vous visitez le superbe musée de l’air et de l’espace au Bourget (bon attendez la fin du SIAE si vous voulez être tranquille), vous verrez les avions à statoréacteurs Leduc conçus à partir des travaux de Lorin (ici le Trident).

blackbird3

Dans un statoréacteur, la poussée est donc produite par les gaz de combustion qui sont expulsés à très haute vitesse dans la tuyère – mais un tel moteur doit, pour pouvoir fonctionner, être déjà en mouvement : impossible de démarrer avec le seul statoréacteur. Le principe du RBCC est donc de déclencher la propulsion fusée pour le décollage, amener l’avion jusqu’à Mach 3 et ensuite déclencher le statoréacteur.

blackbird1

Dit comme cela, ça a l’air simple, mais pour y parvenir, il faut travailler considérablement sur le design de l’avion, afin d’intégrer le moteur à cycle combiné dans la structure sans risquer de disloquer l’engin, et sans offrir trop de vulnérabilité à la détection radar. En fait, c’est même encore plus complexe, puisque le système envisagé pour un statoréacteur hypersonique serait du type « statomixte » : le statoréacteur serait lui-même combiné à un superstatoréacteur – ne va pas à Mach 6 qui veut. Et cela pose de sérieux problèmes de conception, notamment en ce qui concerne les prises d’air.

Bref, tout cela laissait à penser qu’un démonstrateur de RBCC ne serait disponible qu’autour de 2025/ 2030. Mais la semaine dernière, Rob Weiss, photo ci-dessous, VP de Lockheed Martin, et directeur de Skunkworks (oui, il y a des métiers de rêve) a annoncé à AviationWeek que la technologie était finalement plus mature que prévu, et laissait présager qu’un démonstrateur pouvait être envisagé dès 2018.

blackbird6

Bon, on ne parle pas d’un démonstrateur complet du SR 72 mais d’un système sans pilote (on comprend pourquoi) de type FRV (Flight Research Vehicle) de la taille d’un F22 Raptor, et muni d’un moteur à cycle combiné. Tout ceci a en fait été rendu possible par un programme de recherche ayant mené au développement d’un démonstrateur de moteur hypersonique au sol, le Air Force/Darpa HTV-3X reusable hypersonic demonstrator.

blackbird4

Lockheed Martin table donc sur un premier vol du démonstrateur en 2020, suivi par le développement d’une version en taille réelle d’un prototype de SR-72 muni de deux engins RBCC. Celui-ci serait à peu près de la même taille que le SR-71 Blackbird, et pourrait voler avant 2030. La propulsion hypersonique n’est donc plus du domaine de la science-fiction, mais uniquement de la science!

helico3

Cette annonce s’inscrit dans le cadre du programme FVL, qui signifie Future Vertical Lift concept. Et il ne s’agit pas d’un unique hélicoptère, mais d’un concept destiné à renouveler l’intégralité de la flotte américaine d’hélicoptères de combat. Voici le déroulé du programme (image ci-dessous) : il demande un peu d’explications.

helico9

Tout a commencé avec le X2, un concept développé par Sikorsky Helicopters (une filiale de Lockheed Martin), de son vrai nom X2 Technology Demonstrator (ci-dessous).

helico1

Fondé sur un prototype baptisé XH-59A, il s’agit d’un concept d’engin à voilure tournante doté de deux rotors rigides contrarotatifs. En 2010, l’engin a établi un record de vitesse, en atteignant 250 nœuds soit environ 460 km/h (record précédemment détenu par le Westland Lynx ZB-500).

Le concept X2 mettait en œuvre un système d’atténuation des vibrations en vol, en modulant les vitesses des deux rotors opposés, permettant – outre un confort accru – de minimiser la signature acoustique de l’engin. Outre un système de propulsion par turbine, les deux rotors coaxiaux comprennent des pales rigides, coaxiales, en composite – cela permet à l’engin d’être performant à basse vitesse, et d’avoir une transition simple et fluide vers la haute vitesse.  Enfin, le X2 est totalement conçu autour d’une architecture dite Fly-by-Wire : toutes les commandes de vol sont électriques.

helico2

Le nouveau concept FVL, qui sera développé par Sikorsky et Boeing, reprend ces éléments innovants du X2 : deux rotors coaxiaux contrarotatifs, un système de turbopropulsion, une réduction active des vibrations, mais aussi des pales rigides repliables, une capacité de ravitaillement en vol, un fuselage entièrement conçu en composites, un design permettant de réduire la traînée aérodynamique. Le FVL serait capable d’atteindre des altitudes de 10 000 pieds, et un vol stationnaire à 6000 pieds en toute sécurité. Mais Sikorsky et Boeing restent très discrets sur les véritables capacités de l’engin, notamment son rayon d’action. Ce dernier devrait être environ 3 fois supérieur à celui des meilleurs hélicoptères actuels.

helico4

Dans certaines versions, le FVL sera capable d’embarquer un maximum de douze passagers, et nécessite un équipage de 4 personnes. Sikorsky a déjà dévoilé une première version, le S97-RAIDER, dont le premier vol a eu lieu en 2015 et qui a permis, dans la ligne du X2, de valider définitivement le concept.

helico5

Le premier hélicoptère du programme FVL a donc été dévoilé ce mois-ci par les deux industriels : le Sb>1 Defiant – l’objectif est de remplacer par le même engin les hélicoptères Apache AH 64 (hélicoptère d’attaque) et le UH 60 Blackhawk (hélicoptère de transport). Cet engin correspond au sous-programme dit FVL-medium. Un autre sous-programme, le FVL-Heavy, vise à donner un successeur au CH-47 Chinook – il sera développé autour d’un concept semblable au Defiant.

helico6

A priori, les deux engins devraient hériter de la même plateforme (mêmes moteurs, même train, même propulsion arrière, avionique commune, même système de gestion du carburant). Le design global du FVL Heavy est toutefois encore confidentiel.

helico7

Mais le Defiant a également un concurrent, le V-280 Valor développé par Bell, et qui utilise un concept tilt-rotor (les nacelles sont capables de basculer en vol, pour passer d’un mode hélicoptère à un mode avion).

Le choix définitif -en tout cas en ce qui concerne l’armée de terre américaine – se fera après une campagne d’essais comparatifs en vol, qui devrait s’achever en 2019. En attendant, voici la vidéo (en images de synthèse) que Sikorsky et Boeing ont décidé de rendre publique (ci-dessous).

wingman1

Le concept s’appelle « Loyal Wingman » est fait partie d’un programme baptisé RaiderII, et conduit par le laboratoire de recherche de l’US Air Force (Air Force Research Lab) et de la célèbre équipe « Skunkworks » de Lockheed Martin. Pour mémoire, Skunkworks est le surnom du département célèbre de Lockheed Martin dont le nom officiel est Advanced Development Programs (ADP), responsable du développement d’avions mythiques tel que le SR71 Blackbird, ou le F117. Nous avons déjà parlé de certains projets de Skunkworks comme le ARES VTOL (voir cet article)  ou le Hybrid Airship (voir celui-ci)

Le concept de « Loyal Wingman », c’est de réaliser un couplage entre un avion de chasse opéré par un pilote humain, et un avion dronisé, sans pilote à bord. L’idée est ainsi de pouvoir disposer de groupes d’UCAV (unmanned combat air vehicles, soit des drones aériens) capables de voler de concert avec des avions pilotés, et d’emporter des capacités additionnelles, notamment en termes d’armement. Le projet est destiné notamment à fournir des « équipiers robotiques » aux F-35 et F-22.

wingman4

Une nouvelle étape de ce programme a été atteinte il y a quelques jours, avec une démonstration mettant en œuvre un F16 expérimental robotisé. Selon Lockheed Martin, l’expérimentation a consisté en une conduite de mission incluant une perte de communication, une déviation par rapport au plan de vol initial, et – c’est une première – une mission de frappe contre le sol réalisée par le F16 robot en autonomie.

wingman2

L’US Air Force dispose d’un certain nombre de F16 robotisés (ci-dessus), mais jusque-là, ces derniers étaient essentiellement utilisés comme des cibles d’exercice autonomes (quand on a des sous…), une pratique héritée des F-4 Phantoms déclassés du Vietnam, utilisés de la même manière. Mais ici, on parle bien d’un avion disposant d’une IA embarquée, et capable de piloter de manière autonome, en respectant des consignes de haut niveau communiquées par son ailier humain. Un programme qui s’inscrit en toute cohérence avec la stratégie américaine du « troisième offset » dans laquelle l’intelligence artificielle et la robotique sont centrales.

offset

L’expérience s’est déroulée sur le terrain mythique de EAFB (Edwards Air Force Base), que tous les aficionados du film « l’Etoffe des Héros » (je ne peux même pas imaginer que vous ne connaissiez pas ce film, sinon filez le voir d’urgence) connaissent. Elle visait principalement à démontrer la capacité de l’ailier automatique à s’adapter à son environnement, et en particulier à des menaces simulées dynamiques, dans le cadre d’une mission de combat air-sol.

wingman3

Il s’agit de la seconde expérimentation (la première, Raider I, était centrée sur le vol en essaim et l’évitement de collision). Elle a montré la capacité du F16 robot à poursuivre sa mission en cohérence avec son ailier humain, et à réaliser la frappe contre le sol. Elle a également démontré la pertinence de l’environnement logiciel embarqué OMS (open mission system développé par l’US Air Force), capable de gérer des composants développés par des fournisseurs très différents, et rapidement intégrés au sein d’une architecture cohérente, une fonction qui sera déterminante dans la capacité à développer de futurs modules logiciels pour un tel programme.

Au-delà, cette expérimentation montre la capacité à s’appuyer sur un système autonome, assistant  le pilote, pour décharger ce dernier de tâches cognitives prenantes, en lui permettant de se focaliser sur la gestion de sa mission globale. Et non, on ne parle pas d’un « avion de combat intelligent » mais bien d’un système adaptatif et autonome dans le cadre d’une mission précise, et totalement subordonné au pilote. Ce n’est pas demain qu’un avion robotisé sera qualifié chef de patrouille !

IMG_20170328_134331 - Copie

Suite du compte-rendu de ma visite au salon SOFINS 2017, en commençant par un produit qui avait d’ailleurs été déjà présenté au forum Innovation de la DGA (photo ci-dessous) : SESAME II, une pile à combustible pour les fantassins. Conçue dans le cadre d’un partenariat (dont l’acronyme signifie Source d’Energie pour Systèmes Autonomes Miniaturisés) entre la DGA, SAFRAN et le CEA LITEN, il s’agit d’un système d’énergie autonome reposant sur une pile à hydrogène.

cover-r4x3w1000-583713484e2c5-sesame 2

Le système est composé d’un cœur de pile miniaturisé, permettant de convertir l’hydrogène provenant d’une cartouche de liquide en électricité. La gestion de la puissance est réalisée par une batterie lithium-ion intelligente, permettant de gérer les appels de courant, ainsi que la puissance requise au démarrage. Mais la véritable originalité, c’est de pouvoir générer l’hydrogène nécessaire à la demande, par une réaction d’hydrolyse (pour être précis : hydrolyse de borohydrure). L’hydrogène n’est donc pas stocké, ce qui poserait pas mal de problèmes notamment opérationnels, mais généré en fonction du besoin, à partir d’une cartouche. Les avantages : une réduction de 50% de la masse par rapport aux batteries conventionnelles emportées par un combattant FELIN, soit 2kg en moins pour 3 jours d’utilisation autonome (2kg 100 à comparer aux 4,2 kg de batteries conventionnelles).

IMG_20170328_122139 - Copie

Trois cartouches permettant d’assurer une mission de 72h. La puissance délivrée est de 360Wh (12-15W), opérant dans une large gamme de conditions, de -20°C à +45°C, le système intégrant des capacités antigel ainsi que des capacités de réchauffement.  Une innovation à suivre, contribuant significativement à allègement du combattant. Cerise sur le gâteau : en cas de tir dans la batterie, l’hydrogène n’étant pas stocké mais généré, il n’y a aucune conséquence sur le système (pas d’explosion, pas d’émanation).

IMG_20170328_134326 - Copie

Autre innovation rencontrée, le drone hybride EZ|MANTA de la société EZNOV. Il s’agit d’un drone VTOL (Décollage & atterrissage vertical) d’une autonomie de 45 minutes, muni de 3 moteurs directionnels indépendants. Conçu intégralement en France, ce qui est suffisamment rare pour être cité, le système intègre… un smartphone permettant notamment de planifier une mission de cartographie. Les zones interdites et autorisées sont entrées dans le smartphone ainsi que les autres paramètres (choix de l’altitude de vol et du recouvrement des clichés, plan de vol…).

IMG_20170328_134357 - Copie

Le smartphone est ensuite intégré dans le drone et communique directement avec l’autopilote. Le drone emporte une caméra vidéo UHD 4k et un appareil photo de 12MP, une caméra thermique QVGA étant proposée en option. Après le vol, le système génère automatiquement une carte globale géo-référencée. Le drone lui-même est conçu en mousse de polypropylène, autour d’un châssis en fibre de carbone, et intègre un capteur d’attitude laser LIDAR. Voici une vidéo de présentation du produit :

Il s’agit donc d’un système de cartographie simple et intuitif, permettant de planifier et de réaliser une campagne de cartographie en effectuant un vol à plat, stabilisé automatiquement, et permettant d’optimiser la qualité photo des clichés. Et Made In France, qui plus est…

Parmi les startups présentes au SOFINS, parlons maintenant de la société UNIRIS qui présentait une solution innovante d’authentification biométrique couplée à une nouvelle génération de blockchain. UNIRIS a présenté ce curieux objet (ci-dessous), destiné à être couplé à un smartphone ou à un terminal mobile, et dans lequel l’utilisateur place son doigt.

IMG_20170330_121615 - Copie

Le système est alors capable de reconnaître l’utilisateur de façon unique, le capteur réalisant une reconnaissance 3D des réseaux veineux et nerveux du doigt (si, si), une analyse des empreintes digitales latérales, une reconnaissance de la transparence de la peau à l’infrarouge ainsi que l’émission intrinsèque de chaleur du doigt, … Une batterie d’analyse donc, permettant de caractériser sans aucune ambiguité un utilisateur donné (d’ailleurs plus de 6 brevets ont déjà été déposés par la jeune équipe d’UNIRIS).

Autre avantage : le vieillissement, et donc la transformation des caractéristiques biométriques et les évolutions morphologiques de l’utilisateur au cours du temps sont pris en compte.

uniris3

Un outil qui m’a fait une assez forte impression, car fondé sur une véritable approche scientifique et intégrée de l’authentification et non une nouvelle instanciation de recettes connues depuis longtemps. Avec des applications qui vont de l’authentification classique sur un site ou une messagerie au vote électronique ou au contrôle de la gestion des données. Des thèmes portés par une jeune équipe, et une start-up à soutenir avec une véritable et originale approche de l’authentification biométrique.

tern0

Même si le nom ne fait pas forcément vendeur en français, le nouveau drone de Northrop Grumman est loin d’être fade. Il s’appelle TERN, pour Tactically Exploited Reconnaissance Node (oui, il n’y a pas que la DGA qui peut trouver des acronymes) et a été développé pour le compte de la DARPA et de l’ONR (Office of Naval Research). Ce nouvel appareil – drone MALE pour Medium Altitude, Long Endurance – est destiné à être transporté sur des navires militaires, pour conduire des missions de reconnaissance et de soutien.4

tern1

Première particularité, il peut décoller verticalement comme un hélicoptère, avant de basculer comme un « tilt rotor » et de passer en propulsion horizontale – l’atterrissage se fait également en mode vertical. Il possède un rayon d’action d’environ 1110 km – bon, c’est ce qui est prévu car l’oiseau est encore en phase de développement. Le drone possède une capacité de transmission de données par liaison satellitaire, et embarque une charge utile pouvant peser jusqu’à 450kg – les concepteurs imaginent bien entendu des capteurs variés, des systèmes de guerre électronique, mais aussi des charges militaires comme l’emport de missile pouvant procurer à l’engin des capacités d’appui de troupes au sol, ou à la mer.

L’idée d’un décollage vertical puis d’une transition en propulsion classique et d’un atterrissage vertical (VTOL pour vertical take-off and landing) à partir d’un navire n’est pas nouvelle – voir par exemple ci-dessous le célèbre Convair XFY-1, surnommé « pogo » qui s’est révélé trop complexe à piloter, mais qui jetait déjà les bases d’un concept tilt-rotor/VTOL. Mais le TERN présente aujourd’hui nombre de caractéristiques similaires au XFY-1, comme son aile delta et ses hélices contrarotatives. Néanmoins, à la différence d’un « tilt rotor » classique, c’est le mouvement de l’avion qui lui permet de passer à l’horizontale, et non l’inclinaison des propulseurs.

tern2

Le programme est aujourd’hui dans sa troisième phase (voir la video ci-dessous) mais les concepteurs ne souhaitent pas révéler ses caractéristiques finales (envergure, vitesse, …). La Marine américaine le décrit simplement comme le « plus gros appareil capable de rentrer dans le hangar d’un destroyer ».

Même si les dimensions finales ne sont pas connues, j’ai trouvé cette photo qui représente le hangar de Scaled Composites (une filiale de Northrop Grumman) avec un prototype de TERN en cours d’assemblage qui donne une idée de taille – et au passage indique que le véhicule est construit en matériaux composites.

tern5

Le TERN est capable de décoller de n’importe quel vaisseau muni d’une plate-forme de type Helipad, mais la DARPA a souhaité également pouvoir le faire embarquer sur d’autres navires, et pour cela a développé un concept original de bras opérateur robotisé, une innovation en soi. Le système s’appelle SideArm (ci-dessous), et est destiné à équiper des navires non munis de plates-formes hélicoptères.

tern4

Le principe est simple : le bras robotisé est muni d’un rail pour déployer et propulser le drone. Il est également muni d’un filet pouvant récupérer un engin pesant jusqu’à 500 kg (le rail jouant en ce cas le rôle d’amortisseur)– ce qui nécessitera donc une adaptation pour l’utiliser avec le TERN. La vidéo ci-dessous présente le concept, également en cours de développement.

La robotique est donc bien en passe de révolutionner les opérations, puisque l’on voit apparaître des systèmes de robots, combinant leurs automatismes pour fournir une nouvelle capacité. Il est certain que les prochaines années verront le développement de concepts qui pouvaient autrefois paraître surréalistes, mais qui, aujourd’hui, convergent pour accompagner et soutenir les opérations conventionnelles. Une nouvelle ère s’ouvre.

 

 

swarm7

Nous avons déjà parlé dans ce blog d’essaims de drones (voir par exemple cet article sur le programme Gremlins de l’US Air Force, ou celui-ci traitant des drones CICADA). Cette fois ci, il s’agit de la démonstration de la viabilité du concept par une expérimentation en grandeur nature.

Rappelons déjà ce que c’est qu’un essaim de drones : il ne s’agit pas simplement de mettre de nombreux drones ensemble, mais surtout de les faire fonctionner de manière intelligente, adaptative et coordonnées. C’est une problématique étudiée depuis longtemps : dans les années 1990, de nombreux travaux – notamment ceux du Pr Rodney Brooks au MIT (Massachussetts Institute of Technology) – traitaient de la robotique en essaim.

swarm6

L’idée est de s’inspirer des capacités des animaux sociaux, et notamment des insectes. Elle consiste à considérer que chaque individu est relativement simple dans son comportement, mais capable de communiquer et de se coordonner avec ses congénères pour produire un comportement complexe et coopératif.  Les avantages de l’adaptation d’une telle approche sont nombreux : la simplicité des unités élémentaires (et donc leur coût), la redondance, la capacité à couvrir des zones importantes (par exemple pour réaliser de la surveillance, ou de la saturation de communications).

L’US Air Force vient d’annoncer qu’ils ont mené le plus grand test d’essaim à ce jour : 3 avions F18/SuperHornet ont ainsi largué 103 (!) drones Perdix pour une simulation de mission coopérative de surveillance. Et avec succès.

swarm5

Le drone Perdix est un drone simple, développé lors du programme PERDIX doté de 20 millions de dollars (donc un petit programme) – il est aujourd’hui dans sa sixième version. Chaque drone, d’une envergure de 30 cm, pèse 300g environ et est construit en kevlar et en fibres de carbone. A l’origine conçu par le MIT, le Perdix (sans « r ») est capable de voler à 112km/h, et est doté d’une micro-caméra et d’une batterie au lithium. Le drone est développé à partir de composants sur étagère (composants de smartphones, en particulier) et est fabriqué en utilisant des techniques de fabrication additive (impression 3D).

swarm3

Le Perdix ne possède pas d’intelligence « locale » : un système distribué réparti leur confère une intelligence collective, chaque drone se synchronisant ensuite avec ses voisins immédiats. Si la mission est donc claire, la manière de la remplir dépend de la configuration de l’essaim, et s’adapte en conséquence (ci-après, une image de l’une des configurations). C’est d’ailleurs la seconde expérimentation : lors de la première, 90 drones avaient montré avec succès leur capacité au vol collaboratif.

swarm2

Comme on le voit dans la vidéo ci-après, la démonstration a montré avec succès que l’essaim pouvait adopter différentes configurations de vol correspondant à une simulation de mission de surveillance.

Au-delà de l’exercice lui-même, le programme Perdix est innovant, car il s’appuie sur le DIUx (Defense Innovation Unit eXperimental), une structure créée il y a deux ans dans la Silicon Valley par le Secrétaire d’Etat à la défense actuel, Ashton Carter (lui-même ancien chercheur en physique théorique). La structure cherche d’ailleurs aujourd’hui un industriel capable de produire plus de 1000 drones Perdix.

SD visits in California

DIUx est un poste avancé de la défense américaine en Silicon Valley, chargé de s’assurer que des technologies critiques n’échappent pas à la Défense américaine. Il rassemble des spécialistes en technologies, des industriels et des investisseurs en capital risque. DIUx répond à la difficile question du financement de l’innovation de défense, en s’assurant que des start-ups innovantes peuvent accéder à des programmes gouvernementaux sans en subir les inconvénients (notamment la longueur des cycles). La démarche est intéressante et mérite d’être étudiée pour notre pays – reste à voir si, aux Etats-Unis, elle survivra à la prochaine présidence…