Archives de la catégorie ‘Aéronautique’

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Nous avons l’habitude de beaucoup parler de drones dans le cadre de ce blog, car oui, les drones sont à la mode, et leur application au monde de la défense connaît un développement explosif. Dans ce paysage, peu de réelles nouveautés. Les drones multi-rotors se ressemblent tous, avec généralement une structure en carbone ou en aluminium, et une envergure relativement importante (particulièrement si l’on souhaite les emporter sur le terrain). Peu d’originalité donc, la plupart des fabricants se concentrant essentiellement sur les systèmes de guidage, de planification de mission, ou sur la charge utile. Et ces drones sont fragiles, ce qui limite leur utilisation dans un contexte opérationnel exigeant.

L’innovation que propose DIODON, jeune société toulousaine créée en mars 2017 (après tout de même deux ans de recherche et développement de ses fondateurs – nous y reviendrons), c’est de modifier la structure même du drone afin de le rendre tout-terrain.

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Leur technologie permet en effet de développer des drones aériens multi-rotors à structures gonflables. A l’origine, c’est l’inspiration du Kite-Surf, hobby de l’un des fondateurs, qui a permis d’imaginer le concept : un drone qui se déploie en quelques secondes, par un seul opérateur muni d’une pompe légère. Les bras du drone se gonflent très rapidement pour former une structure robuste et incassable.

Initialement, la société avait imaginé cette technologie de drone tout-terrain pour le grand public et en particulier les sportifs, mais elle a récemment pivoté, afin de réorienter son innovation vers le marché professionnel en visant notamment les secteurs de l’industrie, de la sécurité et de la défense. Un mouvement courageux, et pas si courant que cela, dans le domaine des startups où le grand public est généralement vu comme plus rémunérateur que le marché professionnel.

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Malgré son apparente simplicité, ce concept nécessite une bonne dose d’ingénierie, car il s’agit de pouvoir garantir la précision de l’assemblage du drone, et notamment sa précision de pilotage, en utilisant des structures souples qui sont, par définition, difficiles à manier avec précision. D’où les deux ans de R&D nécessaires avant de fonder la société, et le dépôt d’un brevet sur le procédé.

Mais quels sont finalement les avantages d’un drone gonflable ? En premier lieu, la facilité de transport : le drone est léger, très compact lorsqu’il est dégonflé, et donc facilement transportable par un seul homme, en plus de son équipement usuel. Mais c’est aussi la robustesse : le drone peut atterrir sans dommage (il est son propre airbag), quel que soit le terrain : terrain accidenté, neige… ou même sur l’eau. Le DIODON est donc un drone ultra-portable, ultra-robuste et amphibie (il va sur l’eau comme sous la pluie), capable d’être déployé en quelques secondes dans toutes les conditions, mêmes les plus difficiles.

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La start-up propose donc aux militaires et aux acteurs de la sécurité civile (pompiers, sauveteurs en montagne, forces de l’ordre) des solutions de reconnaissance et de surveillance en conditions difficiles. Pour atteindre ces clients exigeants, elle s’appuie sur une offre reposant sur la combinaison de différents vecteurs et charges utiles (voir le tableau ci-dessous).

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Les charges utiles sont diverses : caméras Full HD, FLIR, Vision nocturne ou même IA embarquée (nous y reviendrons)… Chaque DIODON dispose de sa station sol dédiée, avec retour vidéo et position GPS, interface tactile et contrôle manuel, et lien crypté. La portée est de 10km ce qui est amplement suffisant pour une grande variété d’applications.

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Dernière originalité de ce projet : les deux fondateurs sont en fait encore étudiants à l’Isae-Supaéro, et réussissent le prodige de développer cette activité en parallèle de leurs études. Chapeau. Voici un petit film réalisé à l’occasion du SOFINS, et qui présente la société.

La société DIODON (de son nom complet DIODON Drone Technology) souhaite étendre son offre à des applications SAR (Search & Rescue) en milieu alpin. En ce sens des démonstrations vont être organisées d’ici le début du mois de septembre dans des stations de ski des Pyrénées. Elle a participé (outre le SOFINS) au salon international de l’air et de l’espace du Bourget. Plusieurs régiments français et étrangers ont déjà évalué l’efficacité de la solution dans le cadre d’exercices en conditions réelles.

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La société DIODON fait partie des sociétés labellisées dans le cadre du programme GENERATE du GICAT – nous présenterons bientôt d’autres sociétés labellisées. Quand je vous disais que la France n’a pas à rougir de sa base industrielle et technologique de défense…

Pour contacter DIODON, suivre ce lien. Pour tout renseignement sur GENERATE, voici le chemin.

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Nous avons déjà parlé à plusieurs reprises de l’essor des armes à énergie dirigée par exemple dans cet article ou dans celui-ci. Le domaine est effectivement en plein développement, mais jusqu’alors, les tests ont été principalement effectués soit en laboratoire, soit sur des plateformes navales ou terrestres immobiles.

C’est donc avec un intérêt certain que les observateurs ont accueilli la démonstration qui vient de se dérouler sur le site de White Sands Missile Range, au Nouveau-Mexique. Elle consistait à utiliser un hélicoptère Apache afin de tester l’utilisation d’une arme laser connectée à une adaptation du système MSTS de Raytheon (l’essai ayant mobilisé des équipes de Raytheon, de l’US SOCOM – Special Operations Command – et de l’US Army).

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Pour mémoire, le MSTS – pour Multi-Spectral Targeting System, ci-dessus –  est une boule optronique qui équipe les drones comme le Reaper. Il intègre à la fois des capteurs infrarouges, des capteurs CCDTV, un télémètre laser et un illuminateur laser, le tout étant stabilisé sur six axes. C’est un système utilisé pour faire du renseignement et de l’observation, mais également afin de réaliser de l’acquisition et de la désignation d’objectifs (traditionnellement, il est utilisé pour le guidage terminal des missiles Hellfire).

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En l’occurrence, il s’agissait avant tout de valider le principe d’une arme à énergie dirigée équipant un hélicoptère, et utilisant un système de ciblage multi-spectral afin d’atteindre sa cible. Il s’agit bien d’une expérimentation : le laser équipant l’hélicoptère n’était pas un laser opérationnel, et d’ailleurs ni l’US Army ni Raytheon n’ont pris la peine d’en décrire les caractéristiques. Mais l’idée était de tester la faisabilité du concept d’une arme à énergie dirigée équipant un aéronef à voilure tournante. Dans le cas de l’hélicoptère Apache, compte tenu des points d’emport, le principe consiste à équiper l’hélicoptère d’un HEL (High Energy Laser), et de 12 missiles Hellfire (sur les points restants). L’image ci-après présente le concept.

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Le test a permis de recueillir un grand nombre de données et, selon Raytheon, les résultats sont encourageants. Le film ci-après montre l’expérimentation, et l’on voit bien qu’il s’agit d’illuminer la cible et de maintenir la focalisation du laser.

L’expérimentation a permis de valider la faisabilité du concept, dans un grand nombre de configurations d’altitude, de vitesse et de régimes moteur. L’intérêt est de pouvoir trouver des stratégies afin de stabiliser le tir, et de tester les difficultés inhérentes à l’emploi d’un hélicoptère (vibrations, présence de poussière, souffle rabattant du rotor…). Reste encore à régler le problème de l’arme elle-même (et notamment de la puissance embarquée nécessaire à son opération, un paramètre qui conditionne l’efficacité de l’arme.

En revanche, les avantages sont clairs : une excellente précision, une trajectoire rectiligne (à la différence des trajectoires balistiques classiques), et une discrétion visuelle et sonore… ainsi qu’une réelle économie si l’on prend en compte le coût d’un missile Hellfire (110 000$/unité).

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En revanche, un laser peut être réfléchi, dévié ou absorbé (même si réfléchir un laser à haute énergie requiert des matériaux composites difficiles à concevoir et à produire), et plusieurs armées (dont en particulier l’armée chinoise) sont en train de développer des contre-mesures adaptées aux armes laser – en particulier le JD3 – ci-dessus –  qui, outre ses caractéristiques d’arme à énergie dirigée, est conçue pour attaquer et neutraliser les désignateurs lasers ennemis.

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D’ailleurs, l’armée chinoise est en train de réfléchir à des tests analogues, en montant ses lasers JD3 et ZM87 sur des hélicoptères de type Z-19E Black Whirlwind  (ci-dessus).  Un phénomène malheureusement prévisible : pas d’armement sans course aux armements…

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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.

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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.

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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.

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 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.

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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…

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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).

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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.

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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.

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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).

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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.

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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.

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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.

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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!

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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.

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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).

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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.

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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.

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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.

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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.

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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.

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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).

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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.

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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.

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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.

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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.

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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 !

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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.

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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).

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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).

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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…).

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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.

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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.

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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.

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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

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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.

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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.

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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.

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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.

 

 

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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.

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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.

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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).

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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.

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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…

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Dans les films « techno thrillers », on trouve souvent une scène emblématique dans laquelle les gentils, assemblés devant un écran géant dans le poste de commandement, observent un micro-drone envoyé furtivement dans l’antre des terroristes (je vous recommande à ce sujet l’excellent film « Operation Eye in the Sky » avec Alan Rickman et Helen Mirren). Dans la réalité, les choses sont plus complexes, même si des drones insectes ou drones colibri (comme celui de la DARPA) sont en cours de développement, sans parler du célèbre Black Hornet, qui est toutefois assez volumineux pour être repéré. Jusqu’à maintenant, les plus petits drones comme le Robobee (ci-dessous) développée par l’Ecole d’Ingénierie de Harvard, nécessitait une connexion permanente filaire pour lui fournir l’énergie nécessaire. Un peu compliqué pour une opération antiterroriste, ou alors il faut une très grande rallonge ( !).

Voici donc Piccolissimo (du nom de son inventeur, Matt Piccoli, étudiant en thèse au sein du laboratoire ModLab de l’Université de Pennsylvanie. C’est aujourd’hui le plus petit robot volant auto-propulsé, contrôlable, ne nécessitant pas de connexion permanente filaire. Et il porte bien son nom : le robot pèse 4,5 g et mesure environ 3,5cm. Il est composé de deux parties : un corps généré par impression 3D et un propulseur (en gros une hélice). On peut le voir comme une hélice carénée par le corps du robot.

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Le principe de propulsion est lui-même innovant : les deux composants tournent en sens opposé, à des vitesses différentes : 800 rps (rotations par seconde) pour l’hélice, 40rps pour le corps. Avec une petite subtilité : le propulseur n’est pas situé au centre de gravité du robot. Le résultat est que le centre de la poussée subit également une rotation de 40rps. En modulant cette rotation, on peut faire tourner le robot comme on le souhaite.

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Pour ce faire, les concepteurs utilisent une liaison infrarouge, qui permet d’accélérer ou de décélérer l’hélice, de telle manière que le corps soit orienté dans la direction voulue.

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Bon, il s’agit évidemment d’un travail de recherche, et pour l’instant la liaison IR doit encore être très proche. Mais le concept est novateur, et ce robot sera bientôt doté d’un senseur embarqué : une caméra capable de générer une image panoramique grâce à la rotation du corps (avec la difficulté de garder le poids de la charge utile en-dessous du gramme).

Piccolissimo illustre bien le savoir-faire du ModLab de l’Université de Pennsylvanie : des robots « frugaux », stabilisés de manière passive sans actuateurs coûteux et utilisant la force de gravité pour se diriger. Les concepteurs imaginent ainsi des essaims de micro-robots capables de couvrir une zone, notamment pour la recherche de survivants après une catastrophe naturelle, ou l’inspection de zones contaminées. Et ce, pour un coût modique, puisque la majorité des composants sont imprimés en 3D.