Articles Tagués ‘DGA’

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De retour de Floride, je peux maintenant achever cette série sur le forum Innovation de la DGA, avec une dernière volée d’innovation (et évidemment, ce n’est pas parce que j’en parle maintenant qu’elles sont moins intéressantes). Bien entendu, je n’ai aucune prétention à l’exhaustivité, et je ne rends compte ici que des innovations que j’ai pu voir ou des équipes de recherche avec qui j’ai pu converser. Vous trouverez sur Internet nombre d’autres articles sur l’événement, mais voici donc la fin de ma sélection toute personnelle.

La feuille de Lotus et l’aéronautique

Encore une innovation parrainée par une personnalité de la DGA, en l’occurrence le pétillant et incisif Ingénieur général de classe exceptionnelle Christian Chabbert: FATAA. L’acronyme (oui, parce qu’à la DGA, on aime bien les acronymes) signifie Film Alternative (sic) au Tedlar (re-sic) ; amélioration d’aéronefs. Et il s’agit d’un sujet qui me parle particulièrement : le biomimétisme (voir cet article pour ceux qui sont intéressés au domaine).

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L’innovation s’inspire de la feuille de Lotus, et en particulier des capacités superhydrophobes de sa surface. Ce n’est pas un thème nouveau : depuis longtemps, les propriétés de la feuille de lotus sont connues et observées, et plusieurs travaux s’en inspirent. La feuille de ce végétal a en effet la capacité de repousser les gouttes d’eau qui glissent sur sa surface – le résultat étant que la feuille reste toujours propre ce qui permet à la fois de maximiser sa capacité de photosynthèse, et d’éviter toute colonisation microbienne. Cette propriété superhydrophobe est due à une rugosité nanométrique : la surface de la feuille est hérissée de nano-pics eux-même revêtus d’une cire hydrophobe (voir la représentation ci-dessus).

La capacité de la feuille de lotus à s’auto-nettoyer est connue depuis longtemps et inspire de nombreuses innovations (la NASA a elle-même utilisé cette propriété pour développer des textiles autonettoyants pour l’exploration lunaire – voir image ci-dessous, regardez le poster en arrière-plan).

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Le projet FATAA quant à lui s’intéresse aux propriétés de cette surface afin de développer une application pour les composites thermodurcissables en aéronautique. Il associe quatre partenaires : les sociétés EXPIRIS et Fluorotechnique, ainsi que l’Université Pierre et Marie Curie et le Collège de France.

L’objectif est de remplacer le Tedlar®, un matériau (polyfluorure de Vinyle) développé par DuPont, et permettant de protéger des surfaces exposées à un environnement hostile. L’objectif de ce projet RAPID de 39 mois était de développer une alternative au Tedlar® (qui fait l’objet d’un arrêt de production pour son utilisation aéronautique) en améliorant la performance de la protection, l’étanchéité, la facilité de mise en œuvre, et de répondre au défi de l’obsolescence, tout ceci dans une perspective de développement durable.

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Le résultat ? Un revêtement en spray, éco-neutre et inerte chimiquement, que l’on peut appliquer sur une structure composite (on peut même le peindre après coup). En mimant, à l’échelle nanométrique, les propriétés de la feuille de lotus, on obtient un résultat d’autant plus impressionnant que le film est appliqué en spray. Sur l’image ci-dessous, on voit les gouttes glisser sur la surface traitée (contour rouge) alors que sur le lettrage, non traité, elles s’étalent (contour bleu).

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Un projet novateur, et dual, avec des applications hors domaine de la défense, en photovoltaïque ou en aéronautique civile. En tout cas une innovation impressionnante à la fois en termes de capacité et de facilité de mise en oeuvre.

Les capteurs abandonnés et neurones à spikes

Un petit ajout à mon article sur AXONE, après avoir rebouclé vers le directeur de l’ISL, Christian de Villemagne : j’ai écrit à tort que le FPGA était uniquement conçu par la société Global Sensing Technologies. En réalité, le classifieur est un produit ISL, GST ayant intégré la technologie SpikeNet dans AXONE. Le projet SmartCam utilise d’ailleurs cette architecture (les cartes étant celles utilisée dans le projet AXONE).

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Au passage, cette technologie de classifieur par FPGA capable de faire de la reconnaissance de forme et développée par l’ISL a été récompensée par le prix 2016 de l’Ingénieur Général Chanson (un prix décerné chaque année par l’Association de l’Armement Terrestre (AAT), récompense des travaux permettant des progrès importants dans le domaine).

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En l’occurrence, il s’agissait de mettre en œuvre cette approche au sein d’un capteur autonome intelligent abandonné dénommé B-SAVED, doté d’une autonomie de 4 jours, et possédant, outre l’IA embarquée, un GPS et un module de communication. La version actuelle a été développée pour le 13e RDP.

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Voila, ce petit rectificatif méritait d’être mentionné. Outre les innovations décrites, de nombreux autres projets étaient présentés lors du forum (citons ainsi les projets de détection et de classification de cibles multispectrales dans l’infrarouge, de vision au-delà d’un obstacle par utilisation des multi-réflexions de photons, de la pile à combustible du fantassin, d’un réservoir capable de résister à l’impact d’une balle de 12,7 mm ou encore de la surveillance automatique des ondes cérébrales (projet MEEGAPERF) pour repérer les signes dans l’activité cérébrale qui permettent d’anticiper des ruptures de performances). Mais ce sera pour une autre fois…

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Note : le rythme de ce blog est un peu ralenti, étant actuellement en Floride à l’occasion du salon IITSEC. Je prie mes lecteurs de bien vouloir m’en excuser.

Je poursuis mon petit compte-rendu du Forum DGA innovation avec un projet présenté par l’Institut Saint-Louis (ISL) et le laboratoire COTRAL (ARTA Group). Il s’agit d’un système permettant à la fois de protéger les oreilles du combattant des bruits fatigants ou dangereux, et de communiquer par voie intra-auriculaire.

J’avais déjà parlé dans ce blog du projet TCAPS (tactical communications and protective system) financé par l’Armée américaine, ayant permis de développer le dispositif INVISIO X50. L’objectif était de protéger les oreilles du combattant, via des écouteurs jouant le rôle de bouchons d’oreilles en laissant passer les communications, mais en stoppant  les bruits traumatisants (voir mon article ici). TCAPS est capable de se connecter à une radio ou à un smartphone, pour permettre d’utiliser également le bouchon d’oreille comme écouteur.

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J’avais également mentionné le casque HOPLITE de la société française Elno, qui devrait être bientôt mis sur le marché – la vidéo ci-dessous en présente le concept.

Au forum DGA Innovation, c’est une autre approche française qui a été présentée. Le projet s’appelle BANG pour Bouchon Auriculaire de Nouvelle Génération. Il consiste en un bouchon auriculaire actif, comportant deux microphones (interne et externe) et un haut-parleur. Sur la photo ci-dessous le système est disposé sur une tête artificielle développée par l’ISL pour tester l’exposition aux bruits.

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Le dispositif autonome est relié à un boîtier réalisant l’analyse et le traitement des signaux. L’objectif est double : utiliser un dispositif de suppression active de bruit, capable de diminuer les signaux sonores fatigants en continu (avec la possibilité de définir un seuil journalier), mais également capable de réagir instantanément à un bruit traumatisant (départ de coup, explosion, tirs…).

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Mais là où le système va résolument plus loin que TCAPS, c’est qu’au-delà de ses capacités de protection, c’est également un système de communication intégré, sans microphone externe. On communique avec ses oreilles, en quelque sorte.

Le système est en effet muni de deux microphones, permettant à la fois de capter les bruits ambiants (et de comparer le bruit externe et interne), mais aussi de diffuser la parole du combattant. Le soldat muni du dispositif parle, sans micro externe (donc sans bruits parasites),  et sa parole est captée via les vibrations du tympan. Les concepteurs du système à l’ISL et chez Cotral travaillent également sur la spatialisation du son diffusé, permettant de différencier les interlocuteurs par un son émis à gauche ou à droite du bouchon d’oreille.

Il s’agit du résultat d’une étude amont financée par la DGA. Le système est aujourd’hui en phase de pré-série. Le laboratoire Cotral va ainsi produire une trentaine d’exemplaires qui seront testés par l’ISL avec le soutien de la section technique de l’Armée de Terre (STAT) dès janvier 2017.

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Il reste maintenant à espérer que ce produit coûtera moins cher que son « concurrent » américain (même si les fonctions ne sont pas identiques). Car ce dernier est commercialisé à 2000$/pièce, un prix qui ne permet pas d’envisager sa généralisation à l’ensemble des soldats. Le combattant peut en effet être augmenté, en ce qui concerne son porte-monnaie, c’est plus problématique…

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Vous êtes quelques-uns à reprocher (gentiment) à ce blog une certaine orientation vers la recherche américaine. Ce n’est pas une volonté, mais une conséquence (1) des conséquents budgets américains en termes de R&D de défense et (2) d’une maîtrise certaine de la communication par nos voisins outre-Atlantique (les amenant d’ailleurs parfois à communiquer avec un certain talent des programmes politiques n’ayant pas grand-chose à voir avec la réalité, je dis ça comme ça….).

Une fois par an, la DGA organise son Forum Innovation. C’était hier et aujourd’hui, sur le site de Palaiseau, et pour le coup, cela amène une réelle volonté active de communication de la part à la fois de institutionnels, mais aussi des laboratoires et des petites entreprises. J’ai donc fait mon marché de l’innovation, en voici un premier résultat.

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Le projet s’appelle AXONE. Il s’agit d’un système neuronal artificiel capable de réaliser des tâches d’analyse de scène en temps réel. Il s’agit du résultat d’un projet RAPID (Régime d’Appui pour l’Innovation Duale – voir la page de référence ici ) associant l’Institut Saint-Louis, la société Spikenet Technologies et la société GlobalSensing Technologies.

L’idée est d’utiliser un certain type de réseaux de neurones artificiels, les neurones à Spike, pour procéder à l’analyse en temps réel d’une scène visuelle, et de les embarquer sur des composants dédiés (SoC ou Systems on Chips). Je vais essayer d’expliquer simplement le concept – et ce, d’autant plus que j’avais travaillé il y a plus de vingt ans avec le Pr Simon Thorpe, créateur de la technologie SpikeNet (il me semble que j’ai même commis un article sur le sujet…).

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Pour faire simple : en neurobiologie, on se pose depuis longtemps la question de la nature du codage de l’information par les neurones. La théorie générale est fondée sur un codage fréquentiel de l’information (fréquence des décharges électriques). Mais il existe une autre théorie reposant sur un codage temporel de l’information : le codage serait fait par des impulsions (spikes) ou plus précisément par les instants d’émission des impulsions. On prend donc en compte l’aspect temporel. Un réseau artificiel de neurones à spike est conçu pour simuler des réseaux qui contiennent un nombre très grand de neurones à décharge asynchrone et qui apprennent par codage des séquences de décharge. On appelle cela le codage par rangs (évidemment, je simplifie). Cette technologie est très utilisée pour la reconnaissance de formes, et en particulier le traitement d’images.

L’intérêt de cette technologie est que le temps d’apprentissage est très rapide, et très tolérant (aux conditions d’illumination, au bruit, aux contrastes…). Dans le projet AXONE, les participants ont ainsi pu implanter un réseau de neurones à spike sur une carte dédiée (ce que l’on appelle un processeur FPGA). En gros, il s’agit d’un processeur reconfigurable, comportant 1024 neurones artificiels, et conçue par la société GlobalSensing Technologies. Avec SpikeNet et l’ISL, et en 24 mois, les acteurs du projet AXONE ont réalisé une caméra reconfigurable générant des Spikes en lieu et place des images. Le travail a ainsi consisté (outre évidemment l’algorithmique sous-jacente) à intégrer ce réseau de neurones artificiel avec un capteur, au sein d’une caméra autonome, et de développer la librairie logicielle pour la mise en œuvre de ces composants.

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Et le résultat est impressionnant. Lors de la présentation au Forum DGA, on a pu ainsi visualiser la reconnaissance de visages en temps réel (chaque visage est reconnu, en temps réel, avec sa signature unique). Les applications sont nombreuses : sécurité et surveillance de sites sensibles avec levée de doute par la caméra elle-même, capteurs abandonnés capables de réaliser une analyse in situ (voir mon article sur l’IA embarquée), et évidemment, augmentation de la capacité de reconnaissance de forme en robotique et en particulier pour les drones.

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J’ajoute que la DGA a pris une initiative originale : celle de faire parrainer certaines innovations par des personnalités de l’institution. En l’occurrence, AXONE est parrainée par l’excellent Lionel MORIN, directeur du CATOD (Centre d’Analyse Technico-Opérationnelle de Défense) – ci-dessous.

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Une technologie à suivre, et une excellente illustration des capacités d’innovation de l’écosystème français de la Défense – je publierai d’ailleurs bientôt d’autres articles suite à ma visite sur le forum Innovation.

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M l’Ingénieur Général, cher Dominique, peux tu nous présenter, en quelques mots, la DIRISI ?

Créée le 31 décembre 2003 par décret, la Direction interarmées des réseaux d’infrastructure et des systèmes d’information de la défense (DIRISI), rattachée à l’Etat-Major des Armées, assure les fonctions d’opérateur de télécommunications, d’infogérant des systèmes d’information de la Défense, de gérant des fréquences, de garant de la sécurité des systèmes d’information, de mise en œuvre et de soutien des SIC opérationnels, et de centrale d’achat pour les services de télécommunications, les matériels et les logiciels informatiques, les prestations dans le domaine des systèmes d’information.

Elle est donc résolument au cœur des opérations et de la vie de la Défense : en métropole, outre-mer et à l’étranger, 7 jours sur 7, 24 heures sur 24, la DIRISI exploite, soutient et assure la sécurité des Sic nécessaires à l’engagement des forces armées, à la dissuasion, à la posture permanente de sûreté et à l’action de l’État.

Interventions extérieures, contrôle de l’espace aérien et maritime, mais aussi SI métiers RH ou financiers… : tous sont supportés par le système d’information du ministère de la défense, et c’est la DIRISI qui le conçoit, le développe, le met en œuvre et le protège.

Quelle est ta mission au sein de cet organisme aujourd’hui ?

En tant que directeur adjoint plans, je suis délégataire en premier lieu du pouvoir adjudicateur, en d’autres termes je dirige la fonction achats. A ce titre, je suis responsable de la stratégie globale concernant les marchés et contrats de la DIRISI, et en particulier, je suis responsable de la stratégie industrielle. Par ailleurs j’ assure la cohérence technique des projets, et je pilote la coordination avec la DGA (pour ce qui concerne notamment les opérations d’armement) et le contexte interministériel.

Tu es connu comme un expert de différents domaines de pointe, allant de la simulation aux nanotechnologies. Quels sont les défis technologiques et les ruptures attendues dans le domaine que tu diriges aujourd’hui ?

Dans le domaine professionnel où j’interviens aujourd’hui, les principaux défis technologiques concernent la mise en œuvre de Clouds privés et hybrides, ainsi que les services à créer autour du Big Data Analytics (le « broyage de données » pour adopter une expression moins anglo-saxonne).

Mais au-delà de ces défis technologiques, les défis sont la maîtrise de la complexité des systèmes d’information et la réduction des coûts globaux, ce qui passe par des défis techniques mais aussi et surtout organisationnels, ainsi que de nouvelles relations de partenariat avec les maîtres d’œuvre industriels.

Comment la France se place-t-elle, à ton sens, dans cette course à l’innovation ?

La France a une très bonne place dans l’innovation scientifique, mais souffre quelquefois du manque d’organisation publique pour faciliter le transfert de la recherche fondamentale ou appliquée à la pré-industrialisation de solutions voire à l’industrialisation. Il existe ponctuellement des sources de financement publiques pour permettre chacune de ces étapes, mais j’ai l’impression qu’il manque une véritable politique publique permettant la « coordination » entre d’un côté l’excellence scientifique dans de nombreux domaines (clairement reconnue) et de l’autre le développement d’acteurs industriels de pointe pouvant peser sur des marchés européens ou internationaux (cela passe donc par une vision transverse aux différents niveaux de maturité de la recherche fondamentale à l’industrialisation réussie pour une technologie ou tout au moins une thématique technique).

En conclusion, si je te demandais les trois projets de R&D que tu jugerais prioritaires à financer (indépendamment de la position de la DGA, on parle ici de ta conviction intime) dans le domaine de l’innovation technologique de défense au sens large (donc non limitée à la DIRISI)?

Il me semble impossible de répondre à cette question en ne considérant que trois projets : il faut élargir à la notion de thématique scientifique. A titre personnel les trois barrières que j’aimerais repousser le plus possible sont la mort, le temps et l’espace !

Pour répondre plus prosaïquement à la question cependant, je dirais que je me contenterais de faire avancer les recherches dans les domaines de : la maîtrise de la complexité des systèmes ; les sources d’énergie (d’une part en recherchant l’augmentation d’autonomie temporelle, d’autre part en exploitant l’environnement immédiat afin d’alléger au maximum les dépendances aux chaînes logistiques) ; la prise de décision pour rechercher les gains maximaux en automatisation.

Biographie

Ingénieur Général de l’Armement au sein de la Direction Générale pour l’Armement (DGA), Dominique Luzeaux y a exercé des fonctions d’expertise technique et de direction dans les domaines de la robotique, de l’optronique, des systèmes de renseignement et d’observation, de la simulation et de l’ingénierie système ; il a notamment été à l’origine de la démarche du LTO (laboratoire technico-opérationnel) à la DGA. Il a été directeur opérationnel des systèmes d’information de la DGA, et directeur du service en charge des programmes d’armement terrestre (UM TER) avant de rejoindre la DIRISI. Dominique Luzeaux est diplômé de l’École Polytechnique, de l’École Nationale Supérieure des Techniques Avancées,titulaire d’un doctorat de l’université de Paris XI et d’une habilitation à diriger les thèses. Il a reçu en 2006 le Prix Chanson pour ses travaux sur la robotique militaire terrestre. Par ailleurs, il enseigne la robotique, l’informatique théorique et l’ingénierie système dans plusieurs universités et écoles d’ingénieurs. Il est l’auteur de nombreux livres dont:

  • À la conquête du nanomonde : nanotechnologies et microsystèmes, (coauthor T. Puig), March 2007, Éditions du Félin;
  • Systèmes de systèmes : concepts et illustrations pratiques, (coauthor J.-R. Ruault), June 2008, Editions Lavoisier Hermes Science;
  • Ingénierie des systèmes de systèmes : méthodes et outils, (coauthor J.-R. Ruault), June 2008, Editions Lavoisier Hermes Science;
  • Systems of systems: concepts, illustrations, standards and methods, (coauthor J.-R. Ruault), February 2010, Wiley;
  • Simulation et modélisation des systèmes de systèmes : vers la maîtrise de la complexité, (coauthor P. Cantot), November 2009, Editions Lavoisier Hermes Science;
  • Simulation and modeling of systems of system, (coauthor P. Cantot), May 2011, Wiley;
  • Maîtrise de l’ingénierie des systèmes complexes et des systèmes de systèmes, (coauthor J.-R. Ruault, J.-L. Wippler), May 2011, Editions Lavoisier Hermes Science;
  • Complex systems and system-of-systems engineering, (coauthor J.-R. Ruault, J.-L. Wippler), November 2011, Wiley;
  • 100 questions pour comprendre et agir : l’ingénierie des systèmes, (coauthor J.-R. Ruault), April 2013, Editions AFNOR.