Archives de la catégorie ‘Optronique’

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J’ai des marottes, et le biomimétisme en est une. Petit rappel : le biomimétisme, c’est notamment le fait de s’inspirer de la nature afin de concevoir des solutions innovantes, adaptées et efficaces en ingénierie. J’avais par exemple écrit cet article sur la squille, une super-crevette capable de générer de la super-cavitation, et dotée d’une hyper-sensibilité visuelle impressionnante la rendant capable de distinguer et de cibler des différences infimes dans l’infrarouge ou l’ultraviolet.

Après les essaims bioinspirés, les robots raies-manta, les supercrevettes ou la gourde inspirée du scarabée de Namibie, voici donc le camouflage inspiré des céphalopodes. J’avais également écrit sur le sujet il y a quelques temps (voir cet article ) – l’université de Cornell avait en effet développé une « peau électronique » capable de changer de couleur et de sentir les variations de pression, à base d’un « sandwich » de gel de silicone, emprisonnant deux électrodes extensibles et transparentes, et une couche de phosphore électroluminescent capable d’émettre une lumière colorée. Le but ? Développer une peau de camouflage pour un robot; mais la technologie était néanmoins quelque peu balbutiante.

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Une nouvelle recherche publiée dans la revue Advanced Optical Materials et intitulée « Natural Light-Scattering Nanoparticles Enable Visible through Short-Wave Infrared Color Modulation. » (ouf) relance le sujet. Il s’agit de travaux réalisés par l’université de Northearstern, en collaboration avec le Natick Soldier Research, Development and Engineering Center.

La recherche porte sur les chromatophores, ces organes spécialisés neuromusculaires présents chez les seiches ou les poulpes, et contenant des pigments dont ils gèrent la répartition. Cela confère aux bestioles des capacités incroyables de camouflage dynamique – voir la vidéo ci-dessous.

Ce n’est d’ailleurs pas l’apanage unique des céphalopodes – on trouve des chromatophores chez certains amphibiens, reptiles, crustacés, ou même poissons. Ces chromatophores sont tapissés sur une couche d’autres cellules : des iridophores qui jouent le rôle de miroirs en reflétant la lumière visible et en contrôlant sa couleur.

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Dans ces nouveaux travaux, le Pr Leila Deravi et son équipe ont analysé les particules de pigments extraites des céphalopodes (il s’agit de particules extrêmement petites, d’un diamètre moyen de 500nm). Ces particules forment des films à la surface de la peau (avec une épaisseur d’environ un micromètre, soit deux particules)  capables de diffuser la lumière, non seulement dans le spectre visible mais également dans le proche infrarouge. Les chercheurs ont réussi à répliquer ces nanofilms, afin d’incorporer de telles particules dans des textiles, et en particulier dans des treillis ou combinaisons de camouflage.

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Cette capacité de diffusion augmente lorsque l’on réplique les iridophores, c’est-à-dire lorsque le film est placé sur une couche qui joue le rôle de miroir. Le résultat (et donc l’intérêt pour la défense) est double : (a) permettre de contrôler la couleur et la diffusion de la lumière afin de répliquer des couleurs et intensités proches de l’environnement du combattant – ce que l’on appelle un textile fonctionnalisé et (b) permettre la constitution de véritables « nano-panneaux solaires » capables d’absorber de manière optimale la lumière pour permettre le stockage d’énergie.

Leila Deravi

Les chercheurs ont ainsi pu fabriquer des fibres de tels films inspirés des chromatophores. Une recherche de pointe, sur le point d’aboutir au développement de textiles comparable à la peau des céphalopodes, et une avancée significative en comparaison de tous les travaux précédents sur le sujet.

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La voix humaine a cela de spécifique qu’elle est supposée provenir d’un humain. Dit comme cela, ça semble évident, mais si vous regardez par exemple le film « Annihilation » sur Netflix (non je n’ai pas d’actions mais j’aime bien le cinéma), où un redoutable prédateur imite la voix humaine pour attirer ses proies, alors vous comprenez vite le côté légèrement anxiogène d’une voix humaine non humaine (sic). Ci-dessous la bébête, pour info.

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Alors imaginez maintenant qu’une voix désincarnée mais manifestement humaine retentit soudainement dans l’espace juste à 30 cm de votre visage… Pas possible?

C’est pourtant ce que le Pentagone est en train de faire en utilisant une technologie peu commune à base de lasers. Jusqu’à maintenant, dans ce blog, nous avions parlé à plusieurs reprises des lasers utilisés comme armes (notamment dans le contexte de l’apparition de missiles hypersoniques trop rapides pour être neutralisés par des armes conventionnelles). Mais les lasers peuvent être utilisés dans de nombreux autres domaines. Ici, il s’agit d’une technique baptisée « Effet Plasma Induit » (Laser Induced Plasma Effect) et met en œuvre deux faisceaux laser.

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Le principe repose sur la génération à partir d’un premier laser femtoseconde d’une boule de plasma – en gros, il s’agit de focaliser des impulsions laser sur une région (un point dans l’air) pendant une quinzaine de seconde. L’effet obtenu c’est la génération à partir de molécules de l’air d’un champ électrifié (les électrons étant littéralement arrachés par les impulsions laser).

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Cette boule de plasma est très réactive aux radiations électromagnétiques. Lorsque l’on focalise un second laser (cette fois-ci un nanolaser dont les longueurs d’ondes se trouvent dans une fourchette extrêmement étroite) alors la boule de plasma réagit en émettant de la lumière… et du son.

En l’occurrence, la fréquence du son peut être contrôlée de manière à ressembler à la voix humaine. Les chercheurs n’en sont pas encore là : aujourd’hui on obtient un son bizarre, déformé mais dont on perçoit qu’il peut rapidement être intelligible (voir vidéo ci-dessous à regarder avec le son – idéalement un casque).

Ce que les chercheurs confirment d’ailleurs : selon David Law, directeur du laboratoire JNLWD du ministère de la défense américain (JNLWD signifiant Joint Non-Lethal Weapons Program : programme interarmées d’armes non létales), il ne manque que 3 ou 4kHz de plus pour obtenir…un point dans l’air capable d’émettre des paroles intelligibles. Une capacité envisagée dans moins de trois ans.

A quoi cela sert-il ? Imaginez des ennemis ou des populations qui soudainement se trouvent confrontés à une voix venue de nulle part, au-dessus de leur tête, sans enceinte visible… Le but est clairement de faire peur, ou de défendre un point de passage, ou une frontière. D’autant plus que l’arme est puissante : elle peut également générer de la chaleur et donc faire fuir les individus ciblés, ou émettre des sons imitant des coups de feu ou des explosions. La vidéo complète se trouve ci-dessous :

A terme, en utilisant des optiques de grand diamètre, on peut imaginer cibler un point dans l’air à plusieurs dizaines de kilomètres – en utilisant notamment un effet baptisé l’effet Kerr et dont nous avions déjà parlé dans cet article.

On a donc ici une arme non létale, capable de flanquer les chocottes à un combattant, un trafiquant ou un intrus à une trentaine de kilomètres, tout en épargnant les individus qui se trouveraient entre l’émetteur et la cible. D’autant que l’émetteur pourrait être aéroporté sur un hélicoptère, un avion ou un drone. On connaissait l’expression « eye in the sky » – les concepteurs d’opérations psychologiques (psyops) peuvent maintenant envisager l’effet « scary voice in the air ». Nous vivons une époque formidable…

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Suite de mon parcours du forum DGA Innovation, avec cette fois-ci un petit focus sur le domaine optronique/image. En premier lieu, j’avais déjà parlé dans ce blog de la société HGH Systèmes Infrarouges, dans cet article où nous parlions de Spynel-M, une caméra pour la surveillance de sites critiques. Rappelons que la société n’est pas une inconnue : fondée en 1982, référence reconnue dans le monde de l’innovation technologique en optronique. A l’occasion du forum, la société montrait le résultat d’un projet RAPID baptisé PANORAMIR obtenu en 2014, qui visait à développer un capteur infrarouge 360° de très longue portée.

Suite au succès de ce programme de recherche (on rappelle que RAPID est un dispositif de financement de projets innovants par la DGA, RAPID signifiant Régime d’Appui pour l’Innovation Duale – voir ce lien) la société a mis sur le marché une nouvelle solution baptisée SPYNEL-X.

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Le système SPYNEL-X est l’IRST (Infrared Search&Track) avec la meilleure qualité d’image et, la meilleure portée de détection du marché. En effet, SPYNEL-X peut alerter de toutes intrusions humaines dans une zone de diamètre 16 km, 24h/24, 7j/7, et remplacer ainsi 90 caméras MWIR HD. Il s’agit d’un système passif, une caméra rotative permettant la capture vidéo sur 360 degrés, avec une résolution allant jusqu’à 120 Mpixels. Pour en avoir déjà fait l’analyse, il s’agit d’un système véritablement efficace, permettant de détecter des menaces complexes : hommes rampants, drones, systèmes aériens furtifs… La caméra est couplée au système Cyclope de détection avancée de mouvement fonctionnant sur des serveurs et ordinateurs portables standards.

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Les caractéristiques des différentes versions sont indiquées ci-après. A noter une nouvelle innovation signalée lors du forum : l’option V-LRF. La caméra thermique 120Mpix peut désormais être équipée d’une voie visible et d’un télémètre laser, pour faciliter la phase de reconnaissance après détection de menaces. L’utilisateur peut ainsi utiliser une fonction de zoom sur sa caméra visible haute définition, ou connaitre les données exactes relatives à la distance de la menace.

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Toujours dans ce pôle optronique, la société SOFRESUD présentait le résultat du projet RAPID DOUF (mais où vont-ils chercher ces noms ?) : un désignateur optique naval de menaces asymétriques. L’idée est de faire de la désignation d’objectifs de manière intuitive et portable. La Marine connait le principe de la désignation rapide d’objectifs depuis longtemps, avec le QPD (Quick Pointing Device), un dispositif (photo ci-dessous) permettant une désignation rapide pour la conduite de tir, afin de permettre l’autoprotection rapprochée des navires de la Marine Nationale. Il s’agit d’un complément de dernier recours aux systèmes automatiques électromagnétiques tel que le radar ou les systèmes optroniques comme les tourelles infrarouges.

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Le QPD est en service depuis les années 2000 dans la Marine Nationale et sur plus de 60 navires dans le monde. Suite au projet DOUF, SOFRESUD a développé le successeur du QPD, appelé IPD pour Intuitive Pointing Device, afin d’équiper les frégates La Fayette de la Marine lors de leur rénovation à mi-vie.

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Le système présenté sur la photo par Patrice Pla, directeur commercial chez SOFRESUD, permet l’acquisition optique d’urgence, l’identification et la désignation d’objectifs (menaces asymétriques en particulier, comme par exemple des zodiacs rapides) sur (par exemple) une passerelle de défense à vue de navires. Le système transmet en temps réel les coordonnées 3D de la cible, dispose de capacités de communications, permet l’imagerie tout temps, et dispose de capacités intégrées d’enregistrement audio et vidéo.

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Pour l’avoir pris en main, le système est relativement léger, et surtout d’un emploi intuitif immédiat. On peut imaginer des innovations au-delà de l’aspect naval, en particulier dans le domaine terrestre.

Enfin, une troisième innovation là encore dans l’optronique, mais cette fois-ci dans l’observation : le projet Plein Phare, issu d’un projet FUI (Fond Unique Interministériel) et présenté lors du forum par la société DxO. Il s’agit d’une technologie permettant de voir à contre-jour, ou en étant ébloui, grâce à la vidéo à grande gamme dynamique.

Le projet Plein Phare visait à étudier et développer une architecture de caméra High Dynamic Range (HDR) à bas coût « made in France » dédiée aux applications de surveillance, permettant de dépasser les limites actuelles de ce type de caméras, dans le respect des standards et d’un coût cible compatible avec ces applications. Le projet, outre DxO, rassemblait laboratoires (Le2i – UMR CNRS 6306, le CMLA de l’ENS Cachan) et d’autres industriels (Thales Communications & Sécurité, VITEC).

La problématique : visualiser des scènes où l’intensité lumineuse a une amplitude plus grande que celle que peut percevoir le capteur. Le système utilise la technologie dite HDR pour exploiter plusieurs images d’une même scène prises avec des réglages différents, en évitant par exemple ce que l’on appelle l’effet fantôme.

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En soi, le principe du HDR n’est pas nouveau, il est connu depuis longtemps en photographie, par exemple. Mais les caméras actuelles ont des limitations : c’était l’objectif de ce projet de les dépasser. Pour cela, les concepteurs ont développé un workflow complet, avec des algorithmes de traitement, d’analyse, de compression de données HDR, des nouveaux outils permettant de développer de nouveaux outils de mesure de la qualité vidéo adaptés à ce contexte, et enfin des composants électroniques spécifiques permettant de traiter en temps réel ces vidéos.

Comme vous l’aurez compris, je n’ai pu voir de démonstration, il n’y avait malheureusement (le jour de ma visite) qu’un poster et quelques photos, mais j’ai trouvé le travail suffisamment intéressant pour le mentionner ici.

Un forum intéressant donc, dont je ne peux rendre compte en totalité malheureusement, mais qui devient un rendez-vous incontournable chaque année, démontrant l’appétence et l’activité de la défense en France sur les problématiques d’innovation.

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Je commence par présenter mes excuses pour ce rythme de posts un peu ralenti, mais je suis en déplacement, et comme rien ne se passe jamais comme prévu, j’ai du modifier quelques plans, ce qui me fait prendre du retard dans la tenue du blog.

Je voulais aujourd’hui partager une innovation que j’ai pu voir lors du salon Milipol sur le stand de l’entreprise barcelonaise GTD. Juste pour ceux qui ne connaîtraient pas cette entreprise, GTD, dirigée par le talentueux et sympathique Angel Ramirez, est une société espagnole assez remarquable, créée en 1987 par Angel et trois autres associés, afin de développer des systèmes d’information dans le domaine industriel.

Trente ans plus tard, c’est le genre de société dont tout le monde rêve : GTD fait de l’aéronautique, du spatial, du naval, de la sécurité et de la défense, avec des réalisations assez emblématiques, comme le centre de contrôle du lanceur Ariane V, ou la réalisation d’instruments critiques pour le projet ITER. J’ai une sincère admiration pour cette aventure industrielle et technologique, vous l’aurez compris.

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Une superbe société, donc, qui ne cesse d’innover et qui présentait à Milipol le système CENTINELA (photo ci-dessus, avec mon ami Angel Ramirez) : un système d’observation à 360°, qui est capable d’indiquer si vous êtes observé par un sniper ou un observateur muni d’un système optique de précision, de jour comme de nuit.

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L’intérêt opérationnel est immédiat : pouvoir détecter et géolocaliser en temps réel un sniper qui s’apprête à tirer, avant que le coup ne soit parti. Ou détecter un observateur qui pointe ses jumelles sur un convoi, indice possible de la présence d’un dispositif de type IED. Le système peut également détecter la présence d’un dispositif espion de type caméra ou appareil photo.

C’est donc un détecteur d’optique pointée (DOP), un système qui, en soi, est connu depuis longtemps. Le principe repose sur l’utilisation d’un balayage par faisceaux laser. Ces faisceaux sont réfléchis dès qu’ils rencontrent un dispositif optique : ce que l’on appelle la rétrodiffusion (le système optique est illuminé le faisceau, il renvoie sur le même axe optique une portion de lumière rétrodiffusée). Et cela fonctionne bien (voir image ci-dessous, je vous défie de trouver l’observateur à l’œil nu).

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Une analyse est ensuite réalisée permettant d’identifier la nature de la menace et de géolocaliser sa source, encore une fois avant que le coup ne soit parti ou l’IED activé.

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 Les lecteurs pourront objecter que de nombreux dispositifs de détection d’optique pointée existent déjà, par exemple chez Airbus, Safran E&D ou développés par la société française spécialisée dans les lasers, CILAS. Mais ce qui fait la spécificité de Centinela (plus particulièrement du modèle EB210), c’est son efficacité, sa compacité et sa modularité. Le système est en effet capable d’effectuer une détection jusqu’à 2km, sur 360, avec géolocalisation instantanée et dans un facteur de forme particulièrement compact (voir tableau ci-dessous).

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Cela permet en particulier de l’embarquer dans un véhicule de manière discrète et le déployer très rapidement sur une zone isolée (sans doute une limitation de bon nombre de ses concurrents).

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Le système est également capable d’utiliser une approche multispectrale afin de désambigüer et d’identifier la nature de la menace, et peut être couplé avec une station d’identification (en l’occurrence baptisée Campanile 212 – ci dessous à droite), afin de fournir un appui décisionnel une fois que la cible a été détectée.

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GTD a également développé différentes versions portables, sous forme de jumelles compactes, permettant d’équiper les fantassins ou forces de sécurité.

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Ces détecteurs utilisent le même principe avec quelques variations (laser pulsé ou émission infrarouge) afin de détecter les optiques pointées, avec une précision et une efficacité assez impressionnante (voir image ci-dessous, correspondant à la détection d’un observateur derrière les vitres teintées d’un immeuble).

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Une belle réalisation, avec des applications multiples allant (on l’a dit) de la détection d’individus malveillants, à la surveillance de frontières, ou à la détection de drones d’observation.

Pour plus d’information sur cette belle société qu’est GTD, voici le lien vers leur site Internet.

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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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Pour une fois, et cela fait plaisir, je fais un focus sur de l’innovation qui n’est pas originaire d’outre-Atlantique. Au passage, je rappelle que ce fort tropisme américain n’est en rien une volonté ou un parti-pris de ce blog, mais bien une conséquence des budgets impressionnants de R&D de défense dont disposent nos amis américains. Snif.

Lors d’une visite organisée avec le GICAT (Groupement des Industries de Défense et de Sécurité terrestres et aéroterrestres) et son équivalent allemand, le BDSV (Bundesverband der Deutschen Sicherheits- und Verteidigungsindustrie) – voir photo ci-après – j’ai pu constater de visu la grande qualité des réalisations technologiques de l’ISL.

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Rappelons que l’ISL (Institut Saint-Louis) est la plus ancienne coopération franco-allemande en matière de défense (elle hérite du LRSL créé en 1945, la création de l’ISL dans sa forme actuelle datant de 1959). L’ISL est une initiative conjointe de recherche franco-allemande, un schéma original et innovant, qui permet à cette institution de conduire des projets de recherche fondamentale, mais allant jusqu’à développer des innovations et de la recherche finalisée au profit des opérationnels.

Il fallait bien choisir un sujet parmi tous les projets de l’ISL. Donc, au menu pour cet article : les armes nouvelles, et en particulier les lasers et canons  électromagnétiques.

J’avais déjà mentionné à plusieurs reprises dans ce blog (voir par exemple cet article ) les armes à énergie dirigée, et en particulier les lasers. L’ISL travaille intensément dans le domaine, l’objectif des travaux réalisés par l’Institut étant de confirmer à la fois la faisabilité technique, et les bénéfices opérationnels escomptés pour ce nouveau type d’armes.

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En l’occurrence, la question posée est d’identifier une source pour une future arme laser. Or l’exercice est loin d’être simple. En premier lieu, la puissance doit être au minimum de 100kW moyens, pendant quelques secondes. Il est en effet irréaliste de devoir maintenir trop longtemps un faisceau sur une cible, faute de puissance.

Mais la difficulté ne s’arrête pas là : les chercheurs ont en effet un autre objectif, dont on parle peu : la sécurité oculaire. Car une arme laser, c’est potentiellement quelque chose qui peut à la fois blesser son utilisateur, et occasionner des dommages collatéraux importants. Le laser ne s’arrête pas au bout de quelques mètres : il peut parcourir des centaines de kilomètres et mettre en danger la population. Sans compter que les conventions internationales sont strictes : toute arme potentiellement aveuglante doit respecter le protocole de la Convention de Vienne (1980).

L’ISL a donc entrepris des travaux de recherche en 2006 pour trouver une source laser opérationnellement acceptable pour cette future arme laser. Ces travaux ont mené au développement d’un premier démonstrateur baptisé MELIAS II, en 2010, respectant ces contraintes. Il s’agit d’un laser de 5kW, dont j’ai pu assister à un tir impressionnant. Impressionnant car la plaque de bois a été perforée immédiatement (10 ms), et impressionnant car nous n’avions pas besoin de porter de lunettes : ce laser émet en effet à des longueurs d’ondes non dangereuses pour l’œil humain (supérieures à 1,4 micromètres). C’est ce que l’on appelle le domaine spectral à sécurité oculaire (en l’occurrence, l’acronyme MELIAS signifie Medium Energy Laser In the eye-sAfe Spectral domain).

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Depuis MELIAS II, l’ISL a développé MELIAS II+, actuellement en fin de montage. C’est un laser Er3+ YAG (Erbium-doped yttrium aluminium garnet laser) à capacité thermique, compact, simple d’emploi et à sécurité oculaire dont la puissance est aujourd’hui de l’ordre de 30kW, extensible à 100 kW. L’ISL a d’ailleurs développé une technologie de barillet permettant d’effectuer de nombreux tirs sans refroidissement.

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Il s’agit encore d’installations de laboratoire, mais les premiers tirs sont prévus à la fin de l’année 2017.  L’objectif : utiliser ce type de laser pour neutraliser des drones, ou des menaces de type RAM (Roquettes/Artillerie/Mortiers).

Parlons maintenant d’un autre type d’armes : les « railguns » ou canons électriques ou électromagnétiques. L’objectif est de propulser un projectile à environ 3000 m/s de vitesse initiale sans utiliser de poudre propulsive, en établissant une différence de potentiel électrique entre deux rails parallèles conducteurs. Lorsque le courant électrique circule entre les deux rails, un champ magnétique se crée, permettant d’accélérer le projectile. Nous en avions déjà parlé, en particulier dans cet article.

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Une telle arme possède des avantages indéniables : pas de nécessité de stockage de matériaux dangereux (c’est l’impact du projectile, donc uniquement l’effet cinétique, qui provoque la destruction, même si des projectiles explosifs peuvent être employés, et la propulsion ne nécessite pas de poudre), un tir très peu onéreux, une cadence élevée, de l’ordre de 50 tirs par seconde, et une portée très importante – le railgun de l’ONR américain vise ainsi à atteindre une portée de 300 à 400 km.

Dans ce domaine, la France (et l’Allemagne) n’est pas à la traîne. L’ISL a ainsi réalisé un démonstrateur, le NGL60 (car doté d’un calibre 60x60mm) : un tube mesurant aujourd’hui 2m (extension prévue à 6m) et muni de nombreux condensateurs (voir la photo ci-dessous). Si les canons américains, bien plus onéreux, ont une énergie de bouche aux alentours de 30 MJ (petit rappel : une mégajoule d’énergie est équivalente à l’énergie d’une voiture d’une tonne, voyageant à 160km/h), le NGL60 est déjà à 10MJ soit l’énergie typique du canon d’un char lourd. La technologie développée par l’ISL permet un fort taux de conversion d’énergie électrique en énergie cinétique (> 35%).

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Mais l’ISL a également développé un démonstrateur de canon électrique haute cadence. Baptisé RAFIRA (pour RApid Fire RAilgun), il permet de tirer des salves de cinq tirs consécutifs à une fréquence de 75Hz, sans nécessité de « gatling », c’est-à-dire sans devoir échanger le tube. L’intérêt d’une telle cadence est de pouvoir envisager un emploi antimissile (qui nécessite de dépasser le 50 Hz), chaque projectile subissant une accélération de plus de 100 000g ( !) et étant propulsé à plus de 2400 m/s.

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Au-delà, avec RAFIRA, l’ISL a développé un concept de salve « intelligente », permettant de gérer individuellement l’accélération de chaque projectile, pour anticiper une trajectoire ou au contraire faire arriver simultanément tous les projectiles sur une cible.

Bon, j’aurais aussi pu parler des « générateurs XRAM inductifs compacts, comprenant la source primaire d’énergie à accumulateurs lithium-ion et des commutateurs répétitifs haute tension à diélectrique liquide et à formation d’impulsions, permettant ainsi des largeurs d’impulsion inférieures à la nanoseconde et un champ de claquage record de 14 MV/cm. ». Mais comme je n’ai pas (tout) compris, je préfère laisser cela à la sagacité du lecteur averti (pour le coup, le texte vient du site de l’ISL).

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Pas besoin de cela pour convaincre des capacités de l’ISL. Même si c’est un peu loin – bon, très loin – lorsque l’on est comme moi parisien, il s’agit d’un lieu unique rassemblant dans un contexte de coopération multinationale des talents incontestables. Et des chercheurs passionnés.

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Ne vous fiez pas à l’image ci-dessus, il ne sera pas visible à l’œil nu. Mais Lockheed Martin a bel et bien développé un laser de combat miniaturisé, de 58kW, et s’apprête à le livrer à l’US Army. La course au déploiement d’armes à énergie dirigée sur le théâtre d’opérations va donc connaître une certaine accélération.

Nous en avions déjà parlé dans ce blog, mais un petit rappel ne me semble pas inutile. Les armements à énergie dirigée, dont les lasers HE (Haute Energie) tactiques sont dérivés, proviennent du besoin (en particulier du Pentagone) de disposer d’armes antimissiles, abondamment financées par différents programmes dans les dernières décennies. En particulier, l’Initiative de Défense Stratégique (IDS ou Starwars) lancée par Reagan en 1983, avait pour objectif de mettre à l’abri les USA d’une attaque nucléaire ennemie, via l’élaboration d’un vaste bouclier anti-missiles, utilisant notamment des lasers à haute puissance. L’IDS a été abandonnée en 1993, et les développements des armes laser se sont dès lors concentrés, en particulier aux USA mais pas uniquement, sur des objectifs tactiques, avec des lasers de puissance moyenne. Car les lasers qui émergent aujourd’hui sont les lasers à phase solide ou à fibre, avec un rayon d’action de l’ordre de 10 km maximum : Ce sont des lasers à vocation tactique.

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Ces développements arrivent aujourd’hui à maturité pour certains d’entre eux, avec des essais d’armements laser tactiques réussis qui ont eu lieu récemment. En particulier, nous avions mentionné dans ce blog la destruction de drones depuis l’USS Ponce en novembre 2014 (laser de 30 kW – Système opérationnel dans le Golfe Persique), mais on peut également citer des essais US réussis de destruction d’obus de mortiers, les essais Rheinmetall positifs d’interception de drones et de mortiers en novembre 2011 (Rheinmetall a d’ailleurs présenté un système lors du récent salon IDEX 2017), ou encore le système Boeing CWLS (low cost) anti-drones, ou le programme israélien de lasers anti-mortiers.

Rheinmetall air defence systems Oerlikon High Energy Laser Gun on display at the defence and security exhibition DSEI at ExCeL, Woolwich, London, England, UK.

Rappelons également que la létalité d’un laser dépend à la fois de la puissance générée et de la qualité de focalisation du faisceau. Le niveau examiné aujourd’hui est donc toujours principalement de la classe 10 à 100kW. L’idée est de pouvoir détruire des drones, des missiles, des navires autonomes ou en essaim (pirates ou attaque terroriste) et éventuellement d’assurer une défense contre les mortiers ou autres projectiles d’artillerie. Peu voire pas de projets ont été conçus pour attaquer des cibles terrestres, du fait de la difficulté de perforer un blindage avec un faisceau laser.

C’est là que l’annonce de Lockheed Martin prend tout son sens aujourd’hui. Car on parle bien d’un laser miniaturisé à fibre d’une puissance de 58 et bientôt 60kW. Le constructeur annonce avoir miniaturisé suffisamment l’engin pour qu’il puisse être embarqué à bord d’un véhicule blindé. Et c’est bien la première fois qu’une telle puissance est annoncée sur le théâtre d’opérations, à partir d’un engin mobile.

Pour assurer une focalisation optimale du faisceau, Lockheed Martin a développé une technologie permettant de combiner et de faire converger les faisceaux de plusieurs lasers à fibre d’une puissance de 10kW chacun. Le concept avait d’ailleurs été également développé dans le cadre du projet EXCALIBUR de la DARPA (ci-dessous).

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L’industriel annonce d’ailleurs que sa technologie est si précise qu’elle reviendrait à « toucher un ballon de volley au sommet de l’Empire State Building, à partir du pont de San Francisco » (comparaison curieuse mais bon). Pour assurer une telle précision, Lockheed Martin utilise une combinaison de systèmes de lentilles optiques, et d’algorithmique, afin d’ajuster la puissance du faisceau en corrigeant automatiquement les distorsions lors du trajet vers la cible.

Ce n’est pas la première fois que Lockheed fait la preuve de ses capacités dans le domaine : voir ci-dessous l’essai en 2015 du laser ATHENA, un laser plus volumineux et non mobile, d’une puissance de 30kw qui avait montré sa capacité à perforer le capot d’un engin situé à 1,5 km de distance.

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Le nouveau laser de Lockheed Martin est constitué de modules de fibres optiques « dopées » avec des terres rares légères et lourdes (erbium, ytterbium, neodyme). Plus la fibre est longue, plus le laser est efficace, et comme cette dernière est flexible, on peut enrouler ces fibres comme des cordages dans un facteur de forme compact. Autre avantage : par rapport à un laser classique en phase solide, ce type de laser nécessite 50% moins d’énergie.

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Un laser de cette classe est donc en théorie capable de neutraliser des drones, de petites embarcations, des cibles terrestres à 2km, ou des petits aéronefs ou missiles. Avec un avantage de taille : le coût d’un tir laser n’a rien à voir avec celui d’un missile. Le Général David Perkins avait ainsi récemment lancé une discussion sur l’utilisation par « un partenaire proche des Etats-Unis » ( !) d’un missile Patriot à 3M$ pour contrer un drone Quadcopter à 300$ avec une conclusion incontestable (je cite) : « d’un point de vue économique, je ne suis pas sûr que le ratio soit bon ». Pas faux, en effet.

Pour l’heure, cette nouvelle arme a donc pour fonction essentielle de neutraliser les menaces de types drones ou roquettes, et ce pour moins d’un dollar par tir (sans compter le coût d’acquisition du système).  Le nouveau laser sera bientôt livré au US Army Space and Missile Defense Command/Army Forces Strategic Command, situé à Huntsville, Alabama. L’ère du combat laser a donc bel et bien commencé.