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Florilège d’innovations au Forum de la Direction générale de l’armement

Guillaume Lecompte-Boinet

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Florilège d’innovations au Forum de la Direction générale de l’armement

Antoine Cully présente le robot qu'il a conçu et qui se répare lui-même à Laurent Collet-Billon, le DGA.

© DGA/Paco Ben Amar

Pour sa quatrième édition, le Forum DGA Innovation qui s’est tenu le 26 novembre dernier au campus de Polytechnique, a tenu toutes ses promesses. Nouveaux matériaux, nano-capteurs, radar de surveillance maritime, drones et mini robots… le tout couronné par un "speed dating" où une quinzaine d’entrepreneurs sont venus présenter leurs projets. Grands groupes et laboratoires, au premier chef l'Onera, se sont également mobilisés pour cette journée.

Le robot qui se répare tout seul

Parmi les projets les plus remarqués figure sans doute ce petit robot à six pattes dont la caractéristique est d’être capable de retrouver de lui-même ses performances initiales quand un endommagement survient à l’une de ses pattes. Et cela grâce à un logiciel et un capteur (une caméra 3D) développés et mis au point par Antoine Cully, un thésard de l’Université Pierre et Marie Curie. « Le robot va détecter l’endommagement en mesurant sa propre performance -précision ou rapidité- et non en analysant la cause de l’endommagement. De sorte qu’il s’adapte en une minute au lieu de s’arrêter pendant une heure ou plus pour recalculer et trouver un nouveau comportement », explique-t-il. Ce gain de temps sera très appréciable pour des robots qui doivent intervenir dans des situations où l’interruption de tâches est proscrite, recherche de victimes dans une catastrophe naturelle, ou aide aux personnes handicapées. Antoine Cully a obtenu un European research council (ERC) qui va lui permettre de développer son algorythme pour des robots plus complexes, type humanoïdes.

Composite low cost ultra endurant

            
               La coiffe de missile en composite à base de silicones
                                développée par l'Onera.

Dans le domaine des matériaux, le composite à base de silicones adapté aux missiles hypersoniques a fait sensation. Ce projet a été développé par l’Office nationale d’études et de recherches aérospatiales (Onera) pour le compte de MBDA, le missilier européen filiale d’Airbus Group, BAE Systems et Finmeccanica. Ses particularités ? Il est environ 20 fois moins cher que les composites classiques à base de fibres de carbone, il est bien adapté aux pièces un peu complexes et sa tenue en température peut aller jusqu’à 1 500°C. Un point clé pour un missile hypervéloce qui filera à plus de Mach 5 ou 6. « Ce projet a demandé cinq années de recherche », explique Michel Parlier, ingénieur à l’Onera. Il s’agit d’un mélange de silicones qui, une fois chauffé à 150°C, va donner une céramique. Elle sera ensuite injectée via le procédé Resin Transfer Moulding (RTM) sur une préforme en fibres de carbone. La première application concerne une coiffe de missile. « Nous avons travaillé avec le laboratoire Prisme pour optimiser les plis des tissus sur le mandrin », ajoute Michel Parlier. Le process prend à peine une demi-journée d’où son faible coût. Il s’inscrit dans les projets à long terme de MBDA de développer une gamme de missiles anti-missiles à statoréacteur.

Dans le genre hors norme, le projet SIMBAA, avec son composite à base de fibres de lin, faisait figure d’épouvantail. Mais ce projet, porté par La Linière Saint Martin et Lineo est très sérieux et il a même bénéficié du dispositif d’appui Rapid de la DGA. Des pièces aéronautiques ont été produites, offrant autant, voire plus de légèreté que les composites à base de carbone ou de verre, mais en étant mieux recyclables.

Maintenance "intelligente" des composites

Comment détecter un endommagement dans les matériaux composites de nouvelle génération, ceux qu’on trouve dans des avions comme l’Airbus A350 ou le Boeing 787 ? Ou le moteur Leap (Safran-GE) de l’A320neo et du 737Max ? C’est tout l’objet du projet ENDO, porté par Benjamin Lamboul, chercheur à l’Onera. « Les méthodes traditionnelles, où par exemple on envoie une onde ultrason dans l’épaisseur du matériau, ne seront pas efficaces pour mesurer l’étendue réelle d’un endommagement dans les composites tissés ou tricotés », explique-t-il. Le principe d’ENDO est simple : on insère un capteur de type piézoélectrique dans la structure en composite. Ensuite, avec une caméra et un procédé de vibro-thermographie, on "excite" l’onde et le système visualise très précisément l’échauffement créé par l’interaction entre l’onde et le défaut. Parmi ses avantages, ENDO est non destructif, très rapide à mettre en oeuvre (l’opération peut prendre une minute) et il peut être déplacé facilement d’un site de maintenance à un autre. A terme, ENDO permettra de cartographier les propriétés d’une pièce complexe de façon non destructive, afin de passer les contrôles de conformité. « Les applications futures vont bien au-delà de l’aéronautique, par exemple dans l’automobile », ajoute Benjamin Lamboul.

Détecter plus rapidement, ou plus loin

L’une des obsessions des militaires est tout autant d’être furtifs que de mieux détecter la furtivité. C’est l’objet principal de travaux menés pour le compte de la DGA par la PME toulousaine Nexio, qui a développé un code de calcul électromagnétique permettant de calculer neuf fois plus vite le degré de furtivité d’un radar ou d’une antenne. « L’idée c’est de mieux prédire la signature radar d’une cible », explique-t-on chez Nexio. L’algorythme permet de localiser les zones de la cible qui vont diffuser le maximum d’énergie vers le radar, et ce faisant, de quantifier le niveau d’énergie émis. Nexio a lui-aussi bénéficié du dispositif de soutien Rapid par la DGA et a travaillé en collaboration avec Airbus Group Innovations.

Toujours dans le domaine de la détection, l’Onera portait un projet de radar à ondes de surface dédié à la surveillance des côtes ou maritimes. « Les systèmes de surveillance côtiers actuels ont une portée limitée à l’horizon, c’est-à-dire environ 10 à 50 km, en raison de la courbure de la terre », explique Florent Jangal, ingénieur à l’Onera. Le système proposé s’affranchit de cela en utilisant le contraste du diélectrique entre la terre et la mer, de sorte qu’il suit la courbure de la terre et voit bien au-delà de l’horizon. Ainsi, la portée peut aller jusqu’à 400 km, et cela avec des antennes et des shelters beaucoup plus petits.

Composants nano-optiques

Les thésards ne manquaient pas au Forum DGA et notamment Patrick Bouchon, qui a mené des travaux dans le domaine des composants nano-optiques, mesurant une centaine de nanomètres. « On passe de quelques millimètres, ce qu’on trouve typiquement dans un smartphone, à quelques microns », explique Patrick Bouchon. Une première application, plutôt militaire, consiste à miniaturiser les détecteurs infrarouges. « Grâce à leur très petite taille, on va pouvoir poser les composants optiques directement sur le capteur, d’où un gain très important en masse et en place », ajoute Patrick Bouchon. De même, le système aura moins besoin d’énergie pour se refroidir. A terme, des applications civiles sont envisageables, notamment pour les smartphones ou les appareils photo compacts.

Les drones s'affranchissent des coupures du GPS

Les drones ne sont naturellement pas oubliés. Yoko Watanabe, une chercheuse de l’Onera, a mis au point un logiciel permettant à un drone de poursuivre sa navigation quand il y a une rupture du GPS. Le système, qui peut être ajouté sur n’importe quel engin, opère une fusion des données entre la centrale de navigation inertielle, le système de vision (caméra), puis calcule la vitesse du drone par odométrie visuelle. Ainsi, l’engin peut respecter sa trajectoire initiale pendant le temps de coupure du GPS. A l’évidence, les applications de ce logiciel sont autant militaires que civiles.  

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