Archives de la catégorie ‘Blindage et matériaux’

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Connaissez vous le biomimétisme ? C’est l’inspiration puisée dans la Nature pour résoudre des problèmes d’ingénierie complexe. Les exemples sont nombreux : par exemple, l’imitation du motif de la carapace du scarabée de Namibie pour développer une gourde capable de se remplir en plein désert en capturant l’eau présente dans l’air ambiant (voir ci-dessous).

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On peut citer de nombreux exemples. L’un des plus connus est l’imitation des rémiges à l’extrémité des ailes des rapaces. Ces plumes écartées leur permettent de diminuer les tourbillons de traînée , et ont donné naissance au développement des « winglets », ces ailerons situés en bout d’aile sur tous les avions modernes. On peut également citer la structure des pattes du gecko pour créer des adhésifs nanométriques, capables de donner naissance à de véritables fantassins-araignées (voir cet article). Ou la plume du pingouin pour créer des nouveaux joints thermiques pour la rentrée des capsules spatiales dans l’atmosphère… les exemples sont donc légion. Mais dans les applications pour le domaine de la défense, la championne incontestable est la crevette-mante religieuse (connue également sous les noms de crevette-pistolet, crevette-paon, ou squille), et j’ai trouvé intéressant d’en faire le sujet de cet article.

Ce petit crustacé, de la taille d’une langoustine, est capable de vous casser une main sans aucun problème (d’ailleurs en anglais, on l’appelle « thumb splitter » – autant dire qu’il faut savoir le saisir). Car la bestiole possède deux organes semblables à des marteaux qu’elle utilise pour pêcher ses proies. C’est d’ailleurs pour cela qu’on ne la voit jamais dans un aquarium : elle tuerait tous les autres occupants sans aucun problème (et les plus gros spécimens, de 20cm, pulvériseraient l’aquarium lui-même). Le rapport avec la Défense ? J’y viens…

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Les marteaux en question sont eux-mêmes assez sophistiqués; à l’échelle nanométrique, ils sont composés de chitine, un matériau que l’on retrouve chez de nombreux arthropodes. Mais chez notre crevette, la chitine du marteau est cinq fois plus dense que le reste de son corps et organisée de telle manière à dissiper l’énergie, ce qui lui permet de ne pas se blesser (pour être précis, chaque marteau est composé d’un sandwich de chitosane et d’hydroxyapatite). Car le coup part à la vitesse d’une balle de calibre 22, créant une telle onde de choc que notre crevette assomme toutes les créatures à moins de 80cm d’elle.  Je vous conseille cette vidéo de l’attaque d’un poulpe par une squille. Impressionnant.

Chaque marteau frappe avec une force colossale de 1500 Newtons.  L’impact est si violent qu’il engendre des étincelles.Ces étincelles ont été étudiées par spectrographie. Leur température est proche…de celle de la surface du Soleil. Notre petit crustacé, outre l’onde de choc, crée donc une véritable explosion, qui engendre une bulle de vapeur (en gros, l’eau bout au point d’impact). C’est ce que l’on appelle la supercavitation.

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Ce mode d’action est connu depuis longtemps, et la squille a été étudiée en particulier par les Chinois et les Russes. Ces derniers ont ainsi, en s’inspirant de notre crevette, développé une torpille, la Chkval, pouvant se déplacer sous l’eau dans sa bulle d’air, à la vitesse de 370km/h (en gros, le double de la vitesse d’une torpille classique) – ci-dessous, l’extrémité d’une torpille Chkval.

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Les allemands auraient aussi développé une torpille baptisée « Superkavitierender Unterwasserlaufkörper » – et nos alliés américains sont en train de développer un programme analogue (avec très peu d’information disponible).

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Quant aux Chinois, ils ont annoncé avoir développé un concept de sous-marin supersonique, capable de voyager de Shanghai à San Francisco en 100 minutes (!), en utilisant la supercavitation et une «membrane liquide capable de réduire la trainée hydrodynamique ». Sans possibilité de vérification, on ne peut qu’être dubitatif. D’autant que la contrôlabilité d’un tel engin est problématique, ainsi que son mode de propulsion (combustible classique ? nucléaire ?).

Reste que notre super-crevette n’a pas dit son dernier mot dans le domaine de l’innovation. Ses couleurs chatoyantes s’expliquent ainsi par une hyper-sensibilité visuelle étonnante. Alors que l’œil humain ne dispose que de 3 types de cônes, la squille en possède…16 ! Elle reçoit la lumière d’une manière très différente de l’œil humain : on appelle cela la vision CPL pour Circular Polarized Light. De plus, les yeux du crustacé possèdent trois pseudo-pupilles qui lui permettent de trianguler la position de sa cible. Certains travaux visent donc à s’inspirer de ce mode de vision complètement différent de tout ce qui est connu, pour développer une nouvelle génération de caméras capables de distinguer et de cibler des différences infimes dans l’infrarouge ou l’ultraviolet.

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Et pour conclure, l’animal est aussi source d’inspiration pour le combattant augmenté. Des chercheurs de l’Université de Californie (Kisailus Biomimetics and Nanostructured Materials Lab) ont ainsi reçu un financement d’un demi-million de dollars par l’armée américaine (Air Force Office of Scientific Research), afin de s’inspirer de la carapace des marteaux de la squille pour trouver des nouveaux matériaux capables de jouer un rôle de protection balistique. Des essais reproduisant la structure de la carapace (modélisée par une technique utilisant les éléments finis) par impression 3D sont en cours – un prototype de casque a ainsi été développé.

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Le biomimétisme est donc un domaine d’avenir, en pleine expansion. Et ses applications dans le domaine de la défense sont nombreuses et encore largement sous-exploitées (notamment dans le domaine de la médecine militaire). Une filière biomimétique de défense en France pourrait ainsi avoir du sens, après tout, comme le disait Montaigne : « la Nature peut tout et fait tout ».

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Si vous vous en souvenez, j’avais déjà parlé de ces projets de blindage « transparent » : l’idée de munir un chef d’engin de lunettes de réalité virtuelle afin de pouvoir disposer d’une vue de ce qui l’entoure, simplement en regardant autour de lui (voir cet article).

L’idée du blindage transparent n’est donc pas nouvelle. Il y a le véritable blindage transparent réalisé à partir de matériaux comme la spinelle (voir également cet article), mais surtout l’idée d’utiliser des dispositifs de réalité virtuelle qui agrègent l’information visuelle ou thermique fournie par les capteurs externes, et permettent au regard du chef de « percer le blindage ». La société Finmeccanica avait d’ailleurs démontré un tel prototype pour un pilote d’hélicoptère lors du salon du Bourget 2013. Et l’armée norvégienne avait réalisé une expérimentation en utilisant le casque de réalité virtuelle Oculus Rift dans le même but (image ci-dessous).

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L’idée refait aujourd’hui surface, à la fois stimulée par l’émergence de nouvelles technologies de casques à réalité virtuelle et augmentée, et sous l’impulsion d’opérationnels…ukrainiens. Car une start-up de Kiev, Limpid Armor, vient de remporter une bourse de Microsoft pour développer une technologie de casque à réalité augmentée fondée sur la technologie Hololens.

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Un petit mot sur cette technologie dont on parle depuis au moins deux ans. Il s’agit d’une technologie développée par Microsoft de réalité augmentée : des lunettes semi-transparentes, capables d’injecter dans la vision de l’utilisateur des images « holographiques » qui viennent se superposer à la vision de l’environnement de ce dernier. Les lunettes pèsent environ 400g et offrent un champ de vision de 120° par 120°. Mais surtout, avec une qualité de projection d’hologramme 3D assez bluffante. En fait, Hololens est un ordinateur en soi, et permet de percevoir des projections holographiques extrêmement brillantes, même dans un environnement lumineux.

La vidéo institutionnelle de promotion d’Hololens est présentée ci-dessous.

Bon, à la différence de ce que l’on voit dans la démo, le champ visuel est très – trop – réduit. En fait, il conviendrait d’avoir du 180° par 180° pour obtenir une qualité de projection réellement satisfaisante. Cela n’est néanmoins pas un obstacle pour le projet de Limpid Armor. Cette société a donc développé un concept alliant la technologie Hololens avec un réseau de caméras situées à l’extérieur du véhicule. Le système est baptisé CRS pour Circular Review System. Il fusionne les informations des caméras en une image composite, et serait même capable de réaliser du « blue force tracking » en réalité mixte : désigner au chef d’engin les forces alliées en superposant un identifiant sur le terrain réel. L’idée serait également d’aller vers la désignation au chef des cibles ou unités ennemies, directement dans son champ de vision.

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L’idée est assez séduisante, même si le concept précédent, utilisant un casque de réalité virtuelle et non mixte (l’Oculus Rift) a très vite montré des limites opérationnelles : fatigue des yeux des opérateurs, surcharge informationnelle, mais surtout angoisse générée par l’impression de « ne pas être protégé », le blindage devenant transparent.

De telles innovations, même si elles paraissent séduisantes pour un technophile, doivent donc toujours être examinées par le prisme opérationnel. En particulier, ce cas d’école montre qu’il est nécessaire et même indispensable de prendre en compte les aspects liés aux facteurs humains, physiologiques comme psychologiques. La technologie ne fait pas tout. En tout cas, tant que les chars seront commandés par des hommes.

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Dans ce blog, nous parlons régulièrement des objets connectés et de leurs vulnérabilités (voir cet article sur la voiture connectée, ou celui-ci sur des armes « hackées »), et de fabrication additive (voir cet article sur la fabrication d’une arme par impression 3D). Voici que ces deux domaines se rejoignent : une équipe de chercheurs de l’Université Ben Gourion du Negev, de l’université SUTD de Singapour et de l’University of South Alabama vient de montrer que le piratage des outils de fabrication additive pouvait avoir des conséquences très concrètes, dans le monde réel.

Leur travail est intitulé « dr0wned – Cyber-Physical Attack with Additive Manufacturing » et consiste à effectuer une attaque Cyber Physique sur un matériel de fabrication additive. On rappelle que l’on désigne par le terme « Cyber Physique » un système où des éléments informatiques collaborent pour le contrôle/commande d’entités physiques.

Le principe est de voir comment, en s’intégrant à un processus de conception et de fabrication additive, un pirate peut introduire un défaut critique au cœur du processus. En l’occurrence, il s’agit de s’attaquer à l’ordinateur de contrôle de l’imprimante 3D. L’idée est de s’intégrer au processus (« workflow ») présenté ci-dessous.

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Ce workflow montre, avec un certain niveau d’abstraction, les étapes et multiples acteurs qui collaborent au sein d’un processus de fabrication additive. Il s’agit dans un premier temps de s’insérer dans les fichiers de conception d’un composant critique (ici l’hélice servant à la propulsion d’un drone), en utilisant des techniques classiques de « phishing » (envoi d’un mail anodin avec une pièce jointe infectée). Cette pièce jointe permet de créer une voie d’accès vers les fichiers de CAO contenus dans l’ordinateur infecté (un peu d’ingénierie sociale permet de cibler le bon utilisateur au préalable).

En utilisant des logiciels classiques de CAO, le pirate peut alors introduire des défauts en prenant soin que ces derniers soient invisibles à l’œil nu – en l’occurrence, les chercheurs ont introduit des zones creuses, donc fragiles, au sein de la structure de l’hélice qui doit être « imprimée » (près de l’axe). Le fichier est alors remplacé dans l’ordinateur de la victime, qui servira de configuration pour l’impression 3D. Et le défaut est bel et bien invisible: dans l’image ci-dessous, l’hélice en haut est normale, alors que l’hélice du bas est sabotée.

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Le résultat ? L’hélice est imprimée avec son défaut caché, qui, après quelques minutes de vol, provoque la chute et la destruction du drone.

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Rien de révolutionnaire ici, si ce n’est la nature même de l’attaque. La fabrication additive (comme d’ailleurs l’Internet des Objets ou la robotique) permet de « donner des bras et des jambes » à Internet. Autrement dit, toute modification dans le cyber-monde a des effets très réels et très concrets sur le vrai monde. A ce sujet, je ne saurais trop vous conseiller de visualiser cet excellent film, ci-après, qui présente les dangers et vulnérabilités du monde merveilleux des objets connectés.

Comme le virus Stuxnet responsable de la destruction des centrifugeuses supposées servir au programme nucléaire militaire iranien l’a montré, un simple programme informatique peut donc provoquer une destruction physique. Il est donc nécessaire de s’intéresser à ce problème (en prenant en considération la généralisation des systèmes industriels de type SCADA : Supervisory Control And Data Acquisition, frameworks industriels d’instrumentation), et en particulier en anticipant les problèmes liés à la fabrication additive. Car aujourd’hui, on peut tout imaginer : après tout, on imprime d’ores et déjà des missiles à 80% en utilisant des techniques de fabrication additive (voir cet article). L’intérêt de ce travail est de montrer la maîtrise complète du processus, d’une attaque de phishing au sabotage des fichiers, provoquant la modification et la destruction physique du système rendu vulnérable.

L’article original est disponible ici.

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Il y a quelques temps j’avais parlé dans ce blog du premier satellite utilisant le principe d’intrication quantique des photons pour réaliser une transmission cryptée (voir cet article). Cette fois-ci, il ne s’agit plus de cryptographie, mais d’une technologie plus directement opérationnelle : un radar tueur de furtivité.

Bon, je préviens tout de suite, nous sommes encore une fois dans le domaine quantique, donc dans un domaine parfaitement contre-intuitif, et mon effort de vulgarisation (surtout si l’on considère que je ne suis pas physicien) risque de m’attirer les foudres des experts. Désolé donc.

Le principe du radar quantique repose lui aussi sur le principe de l’intrication des photons, une propriété surprenante à l’échelle quantique. Pour faire simple, en physique quantique, l’état d’une particule est décrit par une « fonction d’onde ». Celle-ci correspond au spin de la particule (son moment cinétique, classiquement représenté par une flèche vers le haut ou le bas) et qui lui-même correspond à une superposition d’états. A l’échelle quantique, le spin est en effet une somme des états « vers le haut » et « vers le bas ».

Mais lorsqu’on mesure l’orientation du spin, la fonction d’onde est modifiée (« réduite ») de telle sorte que la superposition d’états disparaît et le spin observé prend, de façon aléatoire, la valeur « haut » ou la valeur « bas ». Pour l’instant, c’est encore compréhensible. Ça devient plus complexe lorsque l’on considère qu’en physique quantique, on peut avoir une généralisation de la superposition d’états à plusieurs particules. En l’occurrence, considérons 2 photons dits « intriqués » : ce sont deux particules dont les spins sont opposés. Même si ces particules sont spatialement éloignées, si l’on mesure le spin de la première, la seconde prend instantanément une valeur de spin opposée. Oui je sais, c’est bizarre. Mais c’est comme ça.

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Le radar chinois repose sur ce principe. L’astuce est d’utiliser la polarisation du signal radar comme une signature quantique. Un photon est séparé, via un dispositif optique, en un couple de photons intriqués. Le radar va ainsi générer un faisceau de photons A, et un faisceau de photons B, intriqués. Les photons B sont surveillés constamment (là encore, vous comprenez que je simplifie), alors que le faisceau A est envoyé en direction de la cible. Si la fonction d’onde du faisceau B se modifie, cela signifie que le faisceau de photons A a atteint une cible, ce qui a provoqué une modification de son spin, et ainsi modifié instantanément celui du faisceau B intriqué.

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L’intérêt, c’est que cette modification est indépendante de la forme de la surface heurtée. La furtivité classique consiste à minimiser la surface équivalente radar en supprimant autant que possible la réflexion des ondes en direction du radar. Mais dans le cas d’un radar quantique, il ne s’agit pas de détecter une onde réfléchie, mais de détecter une modification de l’état d’un faisceau de photons. Les stratégies classiques de furtivité sont donc inefficaces, comme le sont les contre-mesures de brouillage : le radar quantique n’utilise pas d’ondes ! De plus, l’interaction du faisceau de photons avec la cible est caractéristique de la nature de la cible elle-même : en observant les modifications du faisceau B, on arrive à caractériser la cible, sa position, sa vitesse et ses propriétés physiques.

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Ce radar a été développé par le Intelligent Perception Technology Laboratory du CETC (China Electronics Technology Corporation). Selon l’agence de presse chinoise, le système aurait réussi à détecter une cible à une distance de 100km. Ce n’est effectivement qu’une preuve de concept, et l’utilisation militaire d’une telle technologie nécessite évidemment des portées bien plus importantes. Il y a d’ailleurs là une difficulté : ce que l’on appelle la décohérence. Car plus les particules intriquées passent de temps dans le monde réel, plus elles ont tendance à perdre leurs propriétés quantiques. Lockheed Martin avait d’ailleurs tenté à plusieurs reprises de réaliser un tel radar, avant de se heurter au principe de décohérence.

Les allégations chinoises sont difficilement vérifiables, mais il est néanmoins vrai que la maîtrise d’une telle technologie constituerait une rupture capacitaire et stratégique. Une véritable réflexion sur l’impact de telles innovations (informatique et technologies quantiques, convergence NBIC, …) et sur leur financement, pour éviter à notre pays et à notre continent toute surprise stratégique majeure me semble aujourd’hui indispensable. Mais ce n’est que mon avis.

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Au moins, je suis certain que le titre est accrocheur. Mais le sujet est bien sérieux : le géant britannique de la Défense BAE systems vient d’annoncer un partenariat avec une petite société, Cronin Group PLC, basée à Glasgow, afin de développer une technique de génération de véhicules autonomes mariant impression 3D et ingénierie chimique. Un « chaudron à faire pousser des drones », en quelque sorte…

L’objectif sous-jacent est de trouver une technique pour assembler des objets techniques complexes, de manière automatique, avec une intervention humaine minimale. Le drone s’y prête bien : il s’agit d’un objet technique extrêmement complexe, car nécessitant un assemblage de pièces structurelles évoluées (matériaux composites, etc…) et d’une électronique embarquée intimement liée à la structure de l’aéronef.

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D’où l’idée du « Chemputer ». Son créateur, le Pr Lee Cronin, dirige une équipe de 45 chercheurs à l’université de Glasgow, dans le domaine de l’élaboration de molécules complexes. L’idée du Chemputer avait déjà fait parler d’elle, puisqu’il s’agissait de permettre à un utilisateur de fabriquer lui-même ses propres médicaments. Mais c’est en s’alliant à l’équipe du Pr Nick Colosimo (BAE Systems Global Engineering) que le concept du « creuset à drones » a émergé. Dans une vidéo largement inspiré des meilleures séquences de Terminator, un drone émerge ainsi d’une cuve, généré par un processus chimique de construction moléculaire.

Pour faire simple : au lieu de faire de l’impression 3D (fabrication additive), il s’agit d’utiliser des molécules de base, et de les faire croître de manière contrôlée à l’aide d’additifs, afin de concevoir des structures complexes. Une fabrication par synthèse chimique donc.

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Bien qu’il ne s’agisse pas d’une technologie mature, le concept a été développé dans le cadre d’une démarche d’innovation ouverte (« open innovation ») visant à mettre en lumière des coopérations technologiques et scientifiques entre BAE Systems, des universités et des start-ups. Evidemment, aujourd’hui, il s’agit plus d’un concept d’ingénierie à un stade de maturité technologique (TRL) bas. L’objectif est ambitieux et non atteignable dans l’immédiat, mais BAE a annoncé vouloir investir en R&D afin de développer industriellement cette approche. Ce n’est évidemment pas pour demain mais cela devrait donner naissance à des études et expérimentations qui feront nécessairement progresser le domaine.

Le concept futuriste est présenté en ce moment au salon aéronautique de Farnborough.

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Dans ce blog, on aime bien également suivre le devenir des innovations qui ont déjà fait l’objet d’un article. En l’occurrence, un petit coup de projecteur sur TALOS. Si vous vous en souvenez (voir cet article), TALOS – pour Tactical Assault Light Operator Suit – est une armure individuelle développée pour les besoins des forces spéciales américaines (US SOCOM). Elle consiste en une panoplie technologique très impressionnante censée rentrer en service en 2018, en vue d’assurer une protection balistique optimale aux fantassins.

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En particulier, TALOS possède une armure liquide intégrée, activée par champ électrique (rappel : il s’agit d’un matériau magnétorhéologique à base de nanoparticules, capable de changer son état de liquide à solide en quelques millisecondes, lorsqu’un champ magnétique ou électrique est appliqué). Lors de la conférence 2016 Special Operations Forces Industry Conference (SOFIC), l’US SOCOM est revenu sur le projet pour en donner les avancées actuelles.

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Au-delà de la protection conférée par le liquide, TALOS comprend des senseurs pour la vision augmentée du fantassin (IR, IL), un système intégrée de chauffage/refroidissement,  des capteurs permettant d’inférer l’état physique, voire des systèmes permettant automatiquement de stopper une hémorragie ou de fournir de l’oxygène. General Atomics, le célèbre fabricant de drones, est également de la partie, puisqu’il fournit un générateur hybride thermique/électrique pour l’armure. Capable de monter à 10 000 rpm (assez bruyamment), le système peut passer en « tout-électrique » pour préserver la discrétion. Il est également équipé des nouveaux moteurs de LiquidPiston (ci-dessous) pour mouvoir l’exosquelette.

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Le planning est agressif puisqu’un premier prototype devrait voir le jour pour Aout 2018 ! Le coût du programme est estimé à 80M$ – un montant que beaucoup trouvent sous-estimé. Mais le programme a donné naissance à des « spin-offs », au premier chef d’entre elles la société REVISION.

A partir des spécifications de TALOS, la société REVISION a en effet développé le Military’s Kinetic Operations Suit, un concept qui équipe le fantassin d’un exosquelette pour les membres inférieurs, et d’une colonne vertébrale rigide, pour faciliter l’emport de charges.

Le système a également un mode réfrigération incorporé, et permet de protéger le fantassin à 60% (contre 18% actuellement) des impacts de balles. Tout ceci a mené le président Obama à déclarer publiquement « nous construisons un IronMan ». Restent encore quelques grandes interrogations : le coût, le poids, l’efficacité du système énergétique, et…la facilité à utiliser son armement des deux mains, tout en contrôlant l’armure.

La société REVISION (mais a priori sans l’armure complète) sera présente la semaine prochaine lors du salon Eurosatory 2016. Pour s’inscrire, c’est gratuit (mais réservé aux professionnels et au plus de 16 ans), et c’est ici 

 

 

 

 

 

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Le combat du fantassin se situe normalement sur le terrain, plat ou vallonné, sec ou boueux, dans la végétation, ou au milieu du désert. Demain, ce même fantassin pourra évoluer tel un lézard gecko sur les parois verticales. C’est l’ambition du projet Z-Man. Parce que l’appeler « Spider Man », cela nécessiterait de verser des droits à Marvel. Il y a des limites, quand même.

Bon, on va encore m’accuser de promouvoir les américains, car il s’agit encore une fois d’un projet de la DARPA (petite incise : créons une DARPA à la Française, cela ira dans le bon sens. Il y a quelques années, cela s’appelait la DGA/DRET… nous en reparlerons). En l’occurrence, le projet consiste à permettre à un combattant de s’attaquer à des parois verticales sans risquer de chuter. Et l’inspiration vient de la Nature.

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Le lézard Gecko est une muse du biomimétisme, à savoir l’inspiration de la nature dans ingénierie. Ce lézard a déjà inspiré l’industrie par les lamelles adhésives appelées sétules, qu’ils possèdent sous les doigts (environ 1000 par patte), et qui leur permettent de grimper sur toutes les surfaces grâce aux liaisons de Van der Waals, y compris les plus lisses. Le résultat : le velcro.

La DARPA s’en est également inspirée. Elle a présenté lors de son récent « demo day » annuel l’innovation Z-Man : des dispositifs destinés à être placés sur les mains afin de permettre l’escalade de parois verticales.

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Le dispositif est réalisé grâce à des techniques de nanofabrication, par le laboratoire Draper de l’université du Massachussetts. Et le résultat est impressionnant : un testeur courageux a ainsi grimpé sur une paroi de verre, sur une hauteur de 8m, en portant une charge de 23kg. Sans glisser ni tomber.

Le matériau fabriqué est appelé geckskin. 1m2 de ce matériau est capable de supporter 300 kg sur une surface de verre. Bon, évidemment, le système imprègne un elastomère qui doit être déployé précautionneusement sur la surface. Si l’on traduit cela sur les dispositifs Z-Man, chaque « pad » (un gant imprégné porté à chaque main) doit être précautionneusement positionné sur la surface avant de bouger.

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Plus que le fantassin-gecko, le geckskin peut donc être envisagé pour équiper des robots grimpeurs capables d’attaquer des surfaces de verre ou de béton. Jusqu’à ce qu’un fantassin accepte de tester le dispositif en conditions opérationnelles…

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La technologie en elle-même n’est pas nouvelle, mais son déploiement dans une campagne de tests opérationnels au sein de l’US Army vient d’être dévoilé. Il y a quelques années, la société Israélienne RAFAEL avait annoncé avoir développé avec le groupe IAI/ELTA une technologie de « bulle de protection » baptisée TAPS pour Trophy Active Protection System. Aujourd’hui, cette technologie est destinée à rentrer en service opérationnel sur les chars de combats américains M1 Abrams, et sur les véhicules blindés Stryker.

L’enjeu est de fournir une protection active aux véhicules contre les menaces de type RPG (lance-roquettes antichar, LRAC en français), une arme redoutable utilisée dans la majorité des conflits actuels et qui se révèle encore une fois meurtrière dans la zone Yemen. Par protection active on entend une protection qui permet de neutraliser la menace avant même qu’elle ne touche le blindage du véhicule.

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Le Trophy est ainsi constitué d’un réseau de radars à balayage électronique, permettant la détection de menaces approchant rapidement le véhicule. La zone de détection procure une couverture hémisphérique autour du véhicule. Après identification de la menace, un système de contre-mesures est activé et s’oriente automatiquement dans la direction dangereuse. Ce système est constitué de lance-roquettes à fragmentation, permettant d’intercepter et de faire détoner à distance la roquette ennemie. Le système est également capable de détruire diverses charges explosives de type IED en détectant la fréquence des détonateurs. Utilisant la même technologie que le système anti-missiles « Iron Dome », l’innovation réside dans la précision de son système de suivi des trajectoires des missiles adverses – la vidéo ci-après présente le système.

Le Trophy est complètement automatique, ce qui permet de répondre quasi-instantanément à la menace, même à courte portée. Conçu initialement pour le combat urbain, le Trophy projette des fragments dans un cône très localisé afin d’éviter autant que possible les dommages collatéraux. Il peut traiter plusieurs menaces simultanément, fixes ou mobiles.

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Destiné à équiper les chars israéliens Merkava Mk4 , ce système a été également choisi par le Pentagone parmi 15 candidats différents. L’US Marine Corps est donc en train de modifier ses chars M1A4 Abrams pour tester le système, alors que l’US Army va l’expérimenter sur ses chars M1A2 (ci-dessous) et ses véhicules blindés Stryker (4 systèmes sont aujourd’hui en leasing pour permettre ces expérimentations).

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Dans sa version actuelle, le système neutralise un grand nombre de missiles et RPG, à l’exception des LRAC de type RPG30, eux-mêmes munis de contre-contre-mesures (sic). Mais la course à la protection continue, et RAFAEL travaille aujourd’hui sur un système de… contre-contre-contremesures (re-sic) baptisé… TrenchCoat.

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Non, je n’ai rien consommé de différent, ni fumé, ni bu (ou alors peu). Acceptons-le : quand les militaires financent de la recherche sur les matériaux, l’objectif peut souvent être assez décoiffant (on se souvient par exemple de la peau anti-radar, ou des systèmes de camouflage par revêtement électronique).  En l’occurrence, l’US Air Force a du s’inspirer du film « Terminator 2 » pour imaginer ce projet de recherche de l’Université de Cornell, et le financer.

Il s’agit en effet de pouvoir développer un nouveau matériau hybride à base de métal, et capable de changer de forme. L’objectif est assumé : faire de la « soft robotics », donc concevoir des robots ou drones dont certaines parties peuvent changer de forme nativement, sans pièces articulées.  Par exemple un robot cormoran, cet oiseau capable de voler, et de plonger dans l’eau pour pratiquer la chasse sous-marine.

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L’idée est de développer des ailes déformables, capables d’endurer le choc de la percussion avec l’eau mais de se déformer ensuite pour permettre la progression sous-marine. Une ambition irréaliste si la science des matériaux ne venait pas à la rescousse.

En l’occurrence, les chercheurs de Cornell ont développé un matériau hybride de nouvelle génération, alliage de métal et de silicone, donc possédant à la fois la solidité du métal, et l’élasticité lui permettant de changer de forme. Ce matériau est obtenu en plongeant une mousse de silicone dans du métal fondu. Ce mélange est ensuite placé sous vide, ce qui permet d’expulser l’air des alvéoles de la mousse, et de le remplacer par le métal liquide.

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Le résultat ? Un matériau hybride et déformable – décrit dans l’article écrit dans la très sérieuse revue « Advanced Materials » par le Pr Rob Shepherd, et possédant les propriétés recherchées des deux matériaux qui le composent. Pour passer d’une forme à une autre, il suffit de le chauffer à 63 degrés. D’ailleurs, il est capable de chauffer spontanément lorsqu’il est endommagé, ce qui laisse envisager des capacités d’autoréparation, par mémoire de forme. Regardez la vidéo impressionnante ci-dessous.

Les pores de la mousse mesurent 2mm, mais cette taille peut être adaptée, pour varier les propriétés de solidité et d’élasticité du composant.

Au-delà de la vision quelque peu étonnante du drone cormoran, un tel matériau est biocompatible – en particulier il ne comporte pas de plomb – ce qui permet d’envisager des applications dans le domaine biomédical.

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Il est évident que dans les applications militaires de la robotique de théâtre, la discrétion du robot joue un rôle essentiel. Au-delà du bruit (rédhibitoire aujourd’hui pour certains prototypes comme je le mentionnais dans cet article), il y a également l’apparence visuelle. Des chercheurs de l’université de Cornell aux Etats-Unis et de l’Institut italien de Pontedera viennent de publier une innovation dans le journal Science, réalisée grâce, en partie, à un financement conjoint de l’US Air Force et de l’US Army. Il s’agit d’une « peau extensible électroluminescente » inspirée par la peau des céphalopodes.

En effet, on connait depuis longtemps les capacités impressionnantes du poulpe ou de la seiche en termes de mimétisme : les céphalopodes ont la faculté de changer leur coloration afin d’imiter le terrain pour échapper à leurs prédateurs (ce que l’on appelle l’homochromie). Cette habileté à changer efficacement de couleur de tégument repose sur deux capacités : la capacité visuelle à analyser très rapidement leur environnement (donc à percevoir de très faibles variations d’intensité lumineuse et de nuances), et la présence de chromatophores, organes spécialisés neuromusculaires, contenant des pigments dont ils gèrent la répartition. Le résultat est plus qu’impressionnant (voir ci-dessous) :

Les chercheurs se sont donc inspirés de cette capacité pour développer une « peau électronique » capable de changer de couleur et de sentir les variations de pression. Pour ce faire, ils ont conçu un système de sandwich : gel en silicone à l’extérieur, emprisonnant deux électrodes extensibles et transparentes, et une couche de phosphore électroluminescent capable d’émettre une lumière colorée. La couleur dépend des additifs ajoutés au phosphore : du cuivre pour une lumière bleue, du magnésium pour le jaune, par exemple.

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En variant le nombre, la direction, la couleur et la superposition de ces « chromatophores artificiels », il devient possible d’émettre une lumière composée, et des motifs permettant de s’adapter à l’environnement. Comme la peau est extensible et déformable, le procédé semble effectivement prometteur.

L’idée est de développer des « robots souples » capables de changer d’apparence en cohérence avec leur environnement. D’autres chercheurs s’y étaient employés avec des succès plus… discutables (et notamment pour une fois, la DARPA et son concept de « peau liquide » développée avec Harvard University dans laquelle des colorants sont injectés pour en modifier la couleur. Bof.

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La vidéo ci-dessous montre le process. Amusant, mais on en voit tout de suite les limites.

Outre le camouflage, on peut imaginer qu’un revêtement comme celui développé par Cornell, appliqué sur un robot militaire puisse permettre d’afficher, le cas échéant, des marqueurs permettant de l’identifier, voire de forcer la visualisation de son statut. Un robot de garde deviendrait d’un rouge agressif après détection d’un intrus, ce qui aurait un rôle potentiellement dissuasif. Il pourrait également changer de couleur lorsqu’il est touché, la peau étant capable de détecter la pression. Un bon exemple de biomimétisme, avec évidemment tous les fantasmes qui vont avec…