Archives de la catégorie ‘Munitions’

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Vous vous souvenez sans doute, il y a quelques semaines, du largage en Afghanistan par l’US Air Force de la bombe GBU-43/B Massive Ordnance Air Blast – ou MOAB (aussitôt surnommée Mother Of All Bombs et même « Frankenbomb »). Il s’agit de la plus puissante bombe non nucléaire disponible dans l’arsenal américain : une bombe de 9800 kg, contenant plus de 8400 kg d’explosifs H6, soit un équivalent de 11 tonnes de TNT, pour un prix modique de 16 millions de dollars par unité.

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La vidéo ci-dessous montre le largage du monstre, effectué le 12 avril dernier, contre un complexe de l’état islamique en Afghanistan.

L’US Air Force a récemment annoncé travailler sur une « mini-MOAB », avec la volonté de développer une bombe plus petite, et avec effet de souffle sélectif. Explications.

L’idée est en fait d’avoir, avec une même bombe, la possibilité d’avoir un effet de souffle restreint ou plus large. On rappelle qu’une bombe de type « airburst » est conçue pour exploser à quelques mètres du sol et non à l’impact. Guidée par GPS, sa trajectoire de chute est contrôlée par une centrale inertielle avec une précision à l’impact de 8m. Pas très discriminant, mais comme le disait l’autre « elle détruit tout, y compris ce qui est visé » ( !).

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La hauteur de l’effet de souffle peut être contrôlée ; l’avantage est que cette hauteur est directement liée à la puissance destructrice de la bombe, notamment car l’onde de choc est réfléchie par la surface. L’image ci-dessous illustre le concept.

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Si l’on désolidarise le détonateur de l’enveloppe de la bombe elle-même, on peut distribuer différents détonateurs sur la bombe, afin de pouvoir contrôler les modalités de la mise à feu lorsque cette dernière approche sa cible. Ce faisant, l’onde de choc est contrôlée et modulée en fonction de ce qui est souhaité. Cela permet également d’améliorer la résilience de l’arme, en disposant de plusieurs détonateurs redondants.

Mais distribuer de tels détonateurs n’est pas évident en utilisant des techniques conventionnelles de fabrication. C’est notamment pour cette raison que les ingénieurs de l’Air Force Research Lab ont imaginé pouvoir utiliser des techniques de fabrication additive (impression 3D) pour concevoir cette bombe. Ils viennent de dévoiler un prototype à l’échelle 1 :7 lors de la journée « Department of Defence Lab Day » organisée au Pentagone.

L’impression 3D permet de concevoir des prototypes de détonateurs externes modulaires, qui sont intégrés au sein de la bombe – c’est l’image ci-dessous. C’est donc l’illustration du concept de bombe à effet de souffle sélectif.

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On pourrait dire que ce prototypage peut être réalisé sans utiliser de techniques de fabrication additive. C’est exact, mais la réflexion de l’US AFRL va plus loin, et cette fois-ci, l’impression 3D se révèle indispensable. C’est une question de poids et d’efficacité.

L’enveloppe externe en aluminium d’une bombe airburst classique comme la MOAB, bien que fine, a une épaisseur d’environ 5 cm. Cela a pour effet de générer de très nombreux débris, mais également de limiter la taille de l’explosion. Pour diminuer cette enveloppe, l’idée est de conserver une intégrité structurelle en répartissant le poids de l’enveloppe jusqu’à l’intérieur de la bombe elle-même. Pour ce faire, des pièces spécifiques en acier sont conçues via impression 3D. Ressemblant aux traverses de la tour Eiffel, l’idée est d’alléger au maximum la structure en intégrant des renforts jusqu’au cœur de la bombe (image ci-dessous).

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L’idée est également de rendre la bombe plus compacte, et plus adaptée aux systèmes d’emport des avions modernes, avec souvent l’existence d’une trappe à munitions.

On voit ainsi la généralisation des techniques de fabrication additive, avec des technologies qui permettent aujourd’hui (même si dans le cas présenté il s’agit essentiellement d’un prototype) des gains en termes de poids, l’optimisation de structures, la conception d’équipements plus compacts, et surtout l’émergence de nouveaux concepts (comme ici la modulation de l’effet de souffle).

 

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Bon, pour une fois, je me suis fait coiffer sur le poteau par l’excellent blog OPEX360 qui a publié un article sur le même sujet. Du coup, je me permets quand même de publier celui-ci, qui complète l’analyse d’OPEX360 – mais voici également un lien vers leur article. Il faut être beau joueur.

Nous avons déjà parlé à maintes reprises de la fabrication additive (nom compliqué pour l’impression 3D), en rappelant qu’elle permettait aujourd’hui de réaliser des objets complexes, notamment des armes. D’un côté (le bon) cela permet d’envisager des unités de logistique avancées sur le théâtre d’opérations, capables de réparer, modifier, ajuster des composants ou pièces détachées. D’un autre (le mauvais), cela donne la capacité à ceux « d’en face » de disposer de moyens de réaliser des armes efficaces et intraçables. Rappelons qu’aujourd’hui, on n’imprime pas que du plastique, mais également du métal (titane, aluminium…) et même bientôt des organes…

L’US Army vient encore une fois d’enfoncer le clou (avec un très gros marteau), en annonçant le test réussi du RAMBO (on ne peut pas dire qu’ils n’ont pas d’humour) pour Rapid Additively Manufactured Ballistics Ordnance (!) soit arme balistique rapidement fabriquée par impression 3D. Oui, il fallait trouver l’acronyme…

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Il s’agit du résultat d’un projet de recherche collaboratif de 6 mois qui associait le RDECOM (Army Research, Development, and Engineering Command) le U.S. Army Manufacturing Technology (ManTech) Program et AmericaMakes, une entité visant à accélérer le développement des technologies de fabrication additive. Le défi était réel : le RAMBO est un fusil lance-grenades de 40mm fondé sur le modèle du M203A1, et composé de 50 pièces, qui ont toutes été fabriquées en utilisant l’impression 3D (à l’exception des ressorts). Et le but du programme n’était pas simplement de montrer que c’était possible, mais essentiellement de prouver la faisabilité d’accélérer considérablement le processus de transition entre le prototype de laboratoire et le produit utilisable sur le terrain.

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Pour le réaliser, différentes technologies d’impression 3D ont été utilisées. Ainsi, le canon de l’arme a été imprimé en 70h (plus 5h de finition), en utilisant la technique dite DMLS pour Direct Metal Laser Sintering (Frittage Laser Direct Metal en français) afin de réaliser l’impression en aluminium. Cette technique repose sur la fusion successive par laser de couches de poudre de métal, en l’occurrence de l’aluminium. C’est une technologie éprouvée, utilisée déjà en contexte de production – la vidéo ci-dessous illustre la technique.

 

L’arme est donc réalisée par une combinaison de différentes techniques d’impression 3D (ainsi, la gâchette est réalisée en alliage d’acier, alors que le canon est en aluminium). L’intérêt est également de pouvoir, directement pendant la phase de fabrication, générer le rayage interne du canon en même temps que ce dernier est « imprimé ».

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L’US Army a ainsi procédé à 15 tirs de test sans aucune dégradation de l’arme, et avec une vitesse initiale (sortie de la munition de l’arme) égale à 95% de celle de l’original. Le test a eu lieu à Picatinny Arsenal (New Jersey) en utilisant un déclenchement à distance (faut pas charrier quand même).Mais ce n’est pas tout : l’US Army a demandé pour ce test que les munitions elles-mêmes soient également imprimées par fabrication additive.

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Pour cela, deux autres centres de recherche du RDECOM ont été sollicités : le US Army Research Lab (ARL) ainsi que le US Army Edgewood Chemical and Biological Center (ECBC). La munition considérée était fondée sur la grenade d’entraînement M781 40 mm, utilisée pour ce même lance-grenade. C’est une munition d’entraînement à basse vélocité, qui produit une signature orangée à l’impact.

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Le processus s’est révélé complexe. L’enveloppe de la munition a bien été facilement imprimée en nylon et fibre de verre. Mais le corps du projectile d’entraînement, en zinc, a dû être imprimé par un autre procédé, le processus DMLS ne fonctionnant pas. Ils ont utilisé une imprimante 3D pour imprimer un moule en cire, et par la technique de la cire perdue, ont réussi à obtenir un moule en plastique correspondant au corps du projectile. Il a ensuite suffi de verser de la poudre de zinc en fusion pour obtenir la pièce recherchée.

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L’essai est visible dans la vidéo ci-dessous, ainsi que la fabrication de l’arme et des munitions:

Cette expérience montre l’intérêt d’un processus optimisé de fabrication additive pour accélérer la mise en service d’un prototype (tout en diminuant les coûts de fabrication). Cette démonstration s’avère être un succès. Reste bien évidemment à tester la résistance de l’arme, sa durée dans le temps, sa robustesse lors d’une utilisation réelle (les tests correspondants sont en cours).

Mais attention également à ne pas laisser partir « dans la nature » les plans de conception CAO de l’arme. Car demain, de tels processus seront démocratisés, et de nouveaux équipements moins onéreux seront à la portée d’un plus grand nombre. La vigilance s’impose donc, à la fois pour éviter que nos ennemis ne puissent « imprimer » leurs propres armes, mais aussi pour prévenir toute tentative d’intrusion qui permettrait à des hackers d’introduire d’invisibles défauts dans les armes ainsi générées. La course continue…

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Dans le cadre du programme « Next Generation Combat Vehicle », l’US Army a écrit une lettre au Père Noël : un char capable d’interopérer avec un essaim de drones aériens et terrestres, un blindage capable de résister à la plupart des IED (engins explosifs improvisés), un système d’autodéfense à base de mini-missiles, une arme anti-drones…et un canon de 120mm léger à haute puissance de feu. Au moins ce dernier souhait semble sur la bonne voie.

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Le canon super-léger de 120mm baptisé XM360 avait déjà (avant l’annulation du programme correspondant en 2009) pour objectif de changer la donne. Car jusqu’à l’émergence de ce type d’armes, c’était le poids du canon qui dictait la performance du système : qui dit gros canon, dit poids important, donc moteur puissant et volumineux, et blindage lourd (sans compter la taille de l’équipage ou celle du châssis et de la tourelle, qui doit être en particulier capable d’atténuer le recul de l’arme). Il y a donc une véritable course non seulement à la performance de l’arme, mais également à l’optimisation de ses caractéristiques notamment en termes de poids. Les nouveaux canons électrothermiques-chimiques représentent ainsi une véritable rupture capacitaire.

Bon, c’est quoi un canon électrothermique-chimique (ETC) ? Je vous rassure, rien à voir avec une arme chimique au sens hélas traditionnel du terme. Le principe est d’optimiser la précision et l’énergie de propulsion de l’arme en améliorant le taux d’expansion et la fiabilité des matériaux de propulsion au sein du canon.

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Le principe repose sur l’utilisation d’une cartouche de plasma pour déclencher l’allumage du matériau propulseur, en utilisant l’énergie électrique comme catalyseur de la réaction. L’intérêt (sans rentrer dans les détails) est de pouvoir améliorer la performance des matériaux en utilisant des poudres de forte densité, tout en réduisant la pression sur les parois du canon. Plusieurs techniques existent, par exemple l’utilisation d’un conducteur isolé, revêtu d’aluminium et placé dans un tube perforé. Lorsqu’un courant électrique est appliqué, un plasma est créé (gaz ionisé fortement chargé) – ce plasma est éjecté par les perforations, et déclenche l’allumage du matériau de propulsion qui entoure le tube (ceci juste pour expliquer le principe – les modèles les plus récents utilisent un principe analogue appelé FLARE).

Dans le cadre du programme MCS américain, le canon ETC XM360 de 120mm avait été testé sur une tourelle en aluminium (ci-dessous).

Avec un poids de 2 tonnes, ce canon pèse à peu près 50% de moins que le canon 120mm du char Abrams M1 et est capable d’effectuer du tir au-delà de la vue directe (TAVD) avec une portée de 10km. Aujourd’hui, l’US Army considère à nouveau l’utilisation de ce type d’arme pour son futur char de combat, sur une tourelle classique ou téléopérée (pour concurrencer la plate-forme Armata russe). Evidemment, cela nécessite d’adapter la génération électrique embarquée, le poids, le volume et la configuration du futur char, mais on estime qu’une telle arme aurait une énergie de pénétration de 9 MJ (par comparaison, un canon de 140mm atteint une énergie de 14MJ, mais pour un poids bien plus important).

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La question de la réutilisation du concept du XM360 n’est pas nouvelle, mais revient aujourd’hui dans l’actualité, même si le futur char de combat pourrait aussi utiliser un canon de 30mm développé par ATK, le XM813 capable de tirer des munitions de type flèche, comme des munitions airburst explosant au-dessus de la cible.

Le fait de reparler aujourd’hui du 120mm ETC témoigne en tout cas de la motivation des concepteurs des futurs chars de se comparer à la menace de l’Armata russe. En particulier, la réduction dans le poids du canon permettrait d’améliorer la stabilisation et la performance en TAVD, tout en facilitant la dronisation des plateformes. La nouvelle arme, allégée, possèderait une structure en composite, et une protection permettant d’atténuer sa signature thermique, tout en facilitant la mobilité du véhicule, une caractéristique essentielle, notamment dans le cadre des combats urbains qui sont hélas, d’actualité.

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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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Nous avons parlé à plusieurs reprises sur ce blog des armes légères intelligentes et des munitions adaptatives. Le XM25, lance-grenade intelligent construit par la société Orbital ATK, en est un bon exemple, et il sera bientôt en service. Nous en avions parlé déjà dans ce blog – cet article constitue donc une mise à jour.

Un rappel : il s’agit d’une arme individuelle munie d’un système d’acquisition de cible et de contrôle de l’ouverture du feu. Le système est fondé sur un télémètre laser, qui détermine la distance à la cible. Le tireur peut également ajuster cette distance en tenant compte d’obstacles comme un muret, ou un véhicule – en ce cas, le calculateur permet d’envoyer une grenade qui explose au-dessus de la cible, dans le principe d’une munition airburst. Au-delà de l’arme elle-même, le lance-grenade de 25mm est développé par Heckler & Koch et peut emmagasiner 25 munitions.

Ce n’est pas la première fois que l’on parle d’un tel principe, loin de là, mais cette fois-ci, cette arme parfaitement adaptée au combat urbain a subi les derniers tests avant sa mise en service effective. La portée utile de l’arme est finalement avérée à 500m (selon le constructeur) pour un impact direct, et jusqu’à 700m si une détonation type airburst est utilisée en effet de zone (HEAB pour High Explosive AirBurst). Plusieurs types de munitions sont en cours de développement, et notamment des versions à létalité réduite, ainsi que des munitions spécifiques pour détruire les portes et obstacles.

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Outre cette arme, l’armée américaine – en l’occurrence le U.S. Army Armament Research, Development, and Engineering Center –  teste également une version 40mm appelée SAGM pour Small Arms Grenade Munition, fondée sur le même principe de détonation dans l’air, au-dessus de la cible.

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Cette version est conçue pour être lancée à partir d’un lance-grenade M203 ou M320, même si le système de guidage doit encore être affiné. Dans le cas du XM25, la mise en service semble imminente – durant le développement du programme, des prototypes avaient été testés avec succès en Afghanistan.

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Il a prouvé son efficacité, et notamment sa capacité à causer moins de dommages collatéraux afin de neutraliser des insurgés, en comparaison avec le recours à des tirs de mortiers ou des frappes aériennes. Un nouveau paradigme dans le cadre du combat urbain.

 

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Ce n’est pas parce qu’une balle n’atteint pas sa cible qu’elle ne peut pas tuer. Une étude de l’université de Californie montre ainsi qu’environ 41% des victimes de balles perdues ont été touchées chez elles, souvent à l’intérieur de leurs maisons, et souvent dans leur sommeil, les balles ayant transpercé les murs. 30% des victimes sont des enfants. Des chiffres inquiétant, qui incitent les fabricants de munitions à chercher des parades.

Une technique classique consiste à concevoir des munitions à haut transfert d’énergie ; ce sont des balles qui transfèrent un maximum d’énergie à la cible lors d’un impact, permettant ainsi d’éviter une perforation et à la balle de poursuivre sur sa trajectoire. Plusieurs fabricants ont conçu de telles munitions, par exemple la société RUAG, qui commercialise des munitions dites déformables, essentiellement à l’intention des forces de police.

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En utilisant des alliages spécifiques, on parvient également à limiter la tendance au ricochet. La déformation de la balle, quant à elle, permet de limiter la pénétration dans la cible à un maximum de 35cm (munition 9×19 action 4 SXF). D’autres fabricants ont également conçu d’autres solutions fondées sur le même principe.

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Mais cela n’élimine pas le risque du à des tirs directs qui manqueraient leur cible. Une solution originale à ce problème vient d’être révélée par l’intermédiaire d’un brevet datant de 2013 : des balles capables de s’auto-détruire à une certaine distance.

Conçue par l’US Army’s Armament Research, Development and Engineering Center (ARDEC), cette munition est remplie avec une substance inflammable, dont l’allumage est déclenché lorsque la balle est tirée. Ce matériau, en se consumant, réagit avec une autre substance qui a pour effet de lentement déformer la balle jusqu’à ce qu’elle devienne instable. Une approche « low-tech », mais néanmoins innovante.

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En d’autres termes, en lui faisant perdre sa forme aérodynamique au-delà d’une certaine distance, la balle finit par tomber sur le sol. Evidemment, cela nécessite de prévoir à l’avance la distance utile opérationnellement parlant (celle-ci peut être ajustée en modifiant les quantités respectives des deux substances pyrotechniques présentes au sein de la balle). A réserver à un usage intérieur, ou urbain, donc.

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Le projet n’est plus financé, mais les chercheurs de l’ARDEC, qui viennent de voir leur brevet validé, cherchent à générer de l’intérêt auprès des fabricants de munitions. Un intérêt qui devrait être réel : plus de 300 personnes sont tuées par an aux Etats-Unis seuls, sans compter les blessés, par des balles perdues.

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Il ne s’agit pas de systèmes d’armes létaux autonomes, car sont supposés être contrôlés en permanence par un humain, mais quand même… Le programme Lethal Miniature Aerial Munition System ou LMAMS vise à développer des munitions intelligentes – un nom sibyllin pour désigner des drones armés portables.

La société américaine Aerovironment a ainsi développé et déployé le Switchblade, un mini-drone portable armé. Transportable dans un sac à dos car il ne pèse que 2,5 kg, le drone est tiré à partir d’un tube. Une fois éjecté, ses ailes se déploient, et il commence un vol qui peut durer jusqu’à 10 minutes, dans un rayon de 10km. Capable d’envoyer des images dans les spectres visible et infrarouge à l’opérateur qui le contrôle, il est aussi capable de fondre à 150 km/h sur sa proie… en activant une tête militaire capable de neutraliser un camion. Un drone kamikaze, en quelque sorte… Il peut également être programmé pour percuter une cible prédéfinie.

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Cela est peu connu, mais 4000 de ces drones ont déjà été déployés en Afghanistan par la 3e division d’infanterie américaine. Et les fantassins sont plutôt conquis par le concept. Vous pouvez le voir en action sur ce film.

Evidemment, des questions se posent par exemple sur la vulnérabilité au piratage ou au brouillage de ces drones (la société Aerovironment ne souhaite pas communiquer à ce sujet). Et il vaut mieux ne pas imaginer de tels systèmes entre de mauvaises mains. D’autant que le Switchblade n’est pas le seul engin de ce type. Ainsi, la société Textron, avec le Battlehawk (ci-dessous), la société Israélienne uVIsion avec le Hero30 ou encore Lockheed Martin, avec le Terminator ( !) sont également en lice pour le programme LMAMS.

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Pour ce dernier, les spécifications sont exigeantes : le système doit être piloté à partir d’une station opérable de jour comme de nuit, fournir de la vidéo et des moyens de contrôle en temps réel. L’opérateur doit pouvoir sélectionner les cibles visuellement, par géolocalisation, pouvoir armer ou désarmer le système. Ce dernier doit être capable d’interrompre sa mission et de revenir seul à son point de lancement. Le système doit pouvoir opérer de manière semi-autonome, manuelle, ou… autonome (un mot dangereux car extrêmement vague, dès lors que l’on parle de systèmes d’armes létaux : en l’occurrence, il est bien précisé que c’est l’opérateur qui commande la détonation de la charge militaire).

Ce sont donc tous des drones professionnels haut de gamme. Mais dans ce blog, je parlais récemment du drone DISCO de Parrot qui pourrait être équipé de capacités analogues (si l’on élimine le besoin d’une optronique performante). Et donc représenter une menace en cas de détournement… D’ailleurs, la photo suivante montre un drone Skywalker X9 civil, militarisé par Daech, et transformé en IED (heureusement abattu par les forces kurdes).

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Une nouvelle menace à prendre en compte dans cette course à la technologie aujourd’hui ouverte à tous les participants.