vendredi 19 juin 2020

MGCS : derrière l’armure, la poursuite d’un système de combat terrestre complet - Partie 3 (+ MAJ)

Série d’articles rédigée par Nathan Gain - FOB et Florent de Saint Victor - Mars Attaque. Après une première partie abordant le lancement du programme MGCS et une seconde partie sur les questions industrielles, la troisième et dernière partie traitera des questions technologiques. 


Crédits: KNDS.

Quels grands axes technologiques attendus ? 

Le général Beaudouin (EMAT) indique : "En termes de mobilité, la roue perd ses capacités de franchissement d'obstacles à partir de 32 tonnes environ. Or, la masse nécessaire à la protection du MGCS dépassera largement les 40 tonnes et imposera des chenilles. Néanmoins, les nouveautés technologiques à venir permettent d'optimiser les performances pour ne pas créer des monstres de 70 tonnes et plus. Elles pourraient être :
  • Des automatismes poussés limitant l'équipage, et donc la masse nécessaire de la cellule de survie ;
  • Une protection limitant la nécessité de blindage passif lourd, en utilisant des solutions innovantes de destruction à distance des menaces arrivantes (comme le système « hard kill ») ;
  • Une différenciation des armements selon les plateformes, plutôt qu'un seul armement très lourd polyvalent, comme est actuellement le canon de 120 mm sur le Leclerc".
À la demande des utilisateurs finaux, les militaires, un point d'importance particulier sera apporté dans la recherche d’un tonnage maitrisé, pour garantir la mobilité, la vélocité et l'agilité des véhicules, notamment grâce à des nouveaux blindages et des systèmes de protection actifs / passifs. Soit une protection non uniquement basée sur la masse, en ajoutant uniquement des couches successives et de l’épaisseur au blindage. Masse et mobilité toujours, comme l’indique un militaire français : "La chenille souple résiste étonnamment bien grâce à sa structure à bandes. Dans 5 ans, les industriels atteindrons potentiellement les 50 tonnes voir les 55 tonnes. Passer ce cap sera en revanche très dur pour des raisons de refroidissement". Autant de choix qui restent encore à finaliser dans le cadre des études actuellement menées. 

Des études préalables (cf. premier article), quelques technologies clés ont été identifiées comme nécessaires, rappelle l’Institut Saint Louis (ISL), notamment : 
  • Une survivabilité à augmenter (blindage actif pour réduire la signature, blindage réactif contre les munitions à haute énergie, cellule de survie dans le châssis pour l’équipage, systèmes de protection hard et soft kill contre les missiles et roquettes, etc.) ; 
  • Des capacités de reconnaissance/identification longue portée et automatiques à 360° (avec des interfaces de réalité virtuelle), et des drones pour la surveillance hors de la vue ; 
  • Une capacité augmentée de partage / utilisation des données (IA). 
Ainsi que des questions à trancher sur la capacité de l’équipage (réduit ou non à 2, conservé à 3, voir augmenté à 4) pour à la fois gérer la plateforme principale et à gérer l’ensemble des drones (terrestres et aériens). 

Un panel large concernant l’armement 

De ces mêmes études passées, dans le domaine de l’armement, il était indiqué pour les technologies clés identifiées selon l’Institut Saint Louis (ISL) : 
  • Une hausse du calibre des munitions (pour un pouvoir de destruction accru à courte portée face à d’autres chars) ; 
  • Des missiles hyper véloces pour défaire des chars, à moyenne portée ; 
  • Des munitions de précision tirées par canon ou des missiles anti chars pour des cibles longue portée (notamment des engagements hors de la vue ou mode dit Non Line of Sight - NLOS), type missiles MMP à portée étendue ; 
  • Des lasers haute énergie pour défaire les drones à courte / moyenne portée ; 
  • Un armement téléopéré (donc des tourelles/tourelleaux non habités). 
Parmi les autres réflexions en cours sont citées l’armement à grand débattement pour atteindre les points hauts, les tirs en courbe, le laser gun, etc. Sur le laser gun, ce système nécessite une conduite de tir extrêmement performante car devant être capable d’accrocher et de suivre très précisément une cible aussi petite, furtive et évasive qu'un drone. Et cela dans certaines conditions particulières d’environnement (météo, température, etc.), pour garantir une portée et précision suffisantes. "D'autant que l'effet contre un drone nécessite l'application du laser durant quelques secondes. Un beau défi technique à réaliser. Mais un système encore peu opérant contre une essaim de drones en l’état (avec une saturation du système par le nombre de cibles)", précise un ingénieur français. Aujourd’hui, les recherches permettent d’obtenir la destruction d’un drone de taille moyenne en moins de 5 secondes à 50 mètres entre la détection et la neutralisation. Pour des appareils plus importants, "il faudrait viser un moteur ou un endroit sensible pour la destruction rapide d'un drone plus grand", précise un industriel. 

Un débat à venir concernant l’armement principal 

Pour l’armement principal, un débat devra avoir lieu entre plusieurs options. Même si, selon un observateur, et comme déjà indiqué dans la partie précédente sur la modularité possible des sous-systèmes, "il n’est pas impossible qu’il y ait des mixtes, et des tourelles différentes. Par exemple, un canon de 40mm Nexter pour accompagner le 130mm Rheinmetall", indique un observateur. On peut également envisager, un couplage des canons de 40 et 140mm de Nexter. Ou des tourelles spécifiques selon les pays. Mais d’ores et déjà, un débat devrait intervenir concernant le calibre de l’armement principal. Surtout depuis que Rheinmetall, visant explicitement la montée à bord du programme MGCS, a récemment présenté un canon de 130 mm alors que de son côté, Nexter soutient la technologie du canon de 140 mm comme seul à même de fournir l’énergie nécessaire pour traiter les cibles envisagées à l’horizon 2040. 

Le spécialiste français des blindés Marc Chassillan explique : "une fois de plus la stratégie de Rheinmetall est très cohérente car elle utilise le soft power et le pouvoir de suggestion à merveille en laissant penser que le 130 mm est le canon "naturel" du MGCS. Si ils proposent une revalorisation des Leopard 2 en service avec cette nouvelle tourelle, cela répandra le "standard 130" qui finira par s'imposer. Malheureusement et en l'absence totale de stratégie produit côté français, on n'organise pas la contre-attaque. A ma connaissance aucun choix n'a formellement été fait sur l'armement du MGCS qui, à l'image du SCAF, devrait voir évoluer plusieurs plateformes connectées, avec équipage ou robotisées ou optionnellement robotisée. Les lasers, missiles de tous types, canons voire micro-ondes ont été listés parmi les technologies possibles. Quant aux canons, il n'est pas surprenant de voir Rheinmetall faire la promotion de son 130 mm révélé au grand public il y a 4 ans. Nexter a son 140 mm qui a le mérite d'avoir tiré ses premiers obus il y a plus de vingt-cinq ans, avant que l'écroulement de l'URSS ne mette fin au programme. Mais l'investissement réalisé reste pertinent et le 140 ne demande qu'à être décongelé car c'est une solution dérisquée qui fonctionne parfaitement. L'enjeu est ni plus ni moins que le futur standard OTAN dans le domaine". Précisant les apports des essais et campagnes de tirs notamment réalisés dans le cadre du Leclerc 140 mm dit Terminateur, un autre responsable précise : "Et tant pis alors pour le 140 si il n’est pas choisi, même s'il est déjà déverminé, testé, validé, et supérieur en puissance de feu. Le 130 est sans doute intéressant parce qu’il est possible de probablement stocker plus de munitions, mais il n'est pas dit pourtant que le 130 soit suffisant. Le 140 a exactement la même largeur hors-tout que le 120, c'était dans le cahier des charges et ça explique pourquoi il y en a autant en nuque de tourelle du Leclerc "Terminateur" que dans un XL classique. Les obus étant plus longs dans les deux cas, la nuque devra être plus longue à chaque fois". 

D’autres experts considèrent que le calibre de 130mm est intrinsèquement insuffisant pour répondre aux exigences de performance (en particulier le pouvoir de perforation), définies par les High Level Requirements (HLR) du programme MGCS. Dans ce contexte, Nexter, capitalisant sur ses travaux antérieurs sur le 140mm, a lancé de nombreuses études, se traduisant en particulier par une campagne de tirs réels, avec canon de 140mm intégré en char, au printemps 2019, contrairement au canon de 130mm de Rheinmetall qui pour l’instant n’a réalisé que des tirs sur affût. Parallèlement, la direction Munitions du groupe Nexter poursuit des réflexions dans le domaine de la munition elle-même de 140mm aussi bien en terme de compacité avec notamment le recourt à la technologie des munitions télescopées, que de performance (travaux sur le projectile flèche de grande longueur). Au travers de ses tirs instrumentés en char, Nexter a également démontré la capacité de l’armement 140mm à être intégré dans une plateforme légère (50t) grâce à une impulsion réduite du canon. 

Enfin, la maîtrise de la technologie du chargement automatique fait aussi parti des atouts de la solution proposée par Nexter. Le char Leclerc a été précurseur dans l’utilisation du chargement automatique dont l’intérêt (compacité de la tourelle, réduction du nombre de servants) et la fiabilité a été démontrée depuis le début des années 90. La maîtrise de ce type d’équipement est perçu comme indispensable pour satisfaire les exigences d’allègement, de compacité, d’automatisation voulues pour MGCS. 

La robotisation est encore à développer 

Dans le domaine de la robotique, des étapes restent encore franchir, comme le rappelle Delphine Dufourd-Moretti), responsable de la division architecture des systèmes terrestres à la DGA, pour aller au-delà des premières introductions de plateformes robotisées au sein du programme Scorpion : "[Des] études devront se poursuivre pour traiter de tâches de plus en plus complexes, dans des environnements plus déstructurés et hostiles, avec des niveaux d’interaction homme - machine évolués incluant des interfaces multimodales (combinaison d’informations visuelles, auditives ou haptiques, interfaces neuronales non invasives, dialogues en langage naturel, réalité augmentée et virtuelle, etc.) afin d’aboutir au véritable robot équipier. Il s’agira également de mettre l’accent sur la robustesse des traitements de données capteurs, la sûreté de fonctionnement des architectures de contrôle des robots ou encore la résistance au leurrage des modules fondés sur l’IA ». Elle continue en précisant : « Il est en effet possible dès à présent de pallier certaines limitations à travers des concepts de type « autonomie ajustable », testés dans le cadre de l’étude Tarot [PEA pour une Etude des technologies d'autonomie décisionnelle pour les robots terrestres]. Cela peut permettre à l’opérateur de reprendre la main lors d’une phase délicate (l’enjeu étant aussi de pouvoir débrayer des automatismes dans certaines situations, par exemple pour forcer un franchissement d’obstacle) ou lorsque la machine le réclame parce qu’elle détecte une dégradation de ses performances". 

Comme le résume le général Beaudoin (EMAT) sur la question des automatismes poussés : "Nous avançons avec pragmatisme, volonté et responsabilité. Pragmatisme car nous connaissons parfaitement les limitations actuelles des automatismes et savons donc que l'introduction de robots nécessitera des hommes dédiés pour les mettre en œuvre techniquement et superviser leur manœuvre tactique. Pragmatisme toujours car nous ne savons pas encore dans quelle mesure les robots favoriseront (ou pas) la manœuvre des unités. Volonté car nous voulons pousser les expérimentations jusqu'en opérations et que nous pensons que nous serions fous de ne pas pousser à fond l'exploration de l'emploi de grands robots". Il poursuit indiquant : "L'introduction de robots dans les unités des forces nécessitera des hommes dédiés à leur emploi tant technique que tactique. Aujourd’hui, au sein de l’armée de Terre, on estime à 5 hommes (dont un sous-officier) le besoin en supervision de deux robots avec charge utile complexe. L'idée première du robot n'est d'ailleurs pas tant d'économiser des hommes que de les éloigner du danger immédiat. Avec les progrès de l'automatisation, on pourra espérer une économie, qui restera légère, de cette "facture RH"". L’armée de Terre défendant ainsi l’intérêt des versions habitées, qui permettent d’avoir les hommes au cœur du combat, en prise directe avec l’environnement (sans passer par la réalité via écrans interposés) pour éclairer la prise de décision. "L’homme encore plus fort que l'IA face à la diversité de tâches et à l'imprévisibilité ! Et surtout... il est responsable (devant les autres et devant la loi). Et puis il y a l'intime conviction, consubstantielle du décideur, intraduisible en IA... Intime conviction que d'aucuns assimilent à un excès de vitesse de l'intelligence", conclut-il. 

Ainsi, dans une approche progressive, l’armée de Terre avance pas à pas, comme le préçise le colonel Espitalier (coordonnateur Intelligence Artificielle - Robotique - Simulation - Logistique au sein de l’EMAT) : "L’accélération recherchée dans le combat collaboratif ne pourra être atteinte que grâce à une aide "intelligente" dans la perception du champ de bataille : premier niveau d’IA, les algorithmes de protection (PROCOLL) et d’observation (OBSCOLL) collaboratifs sont d’ores et déjà au cœur de ce combat. À plus longue échéance, l’armée de Terre a pour objectif de mettre en œuvre des systèmes automatisés évolués jusqu’à atteindre le concept de l’équipier électronique, notion intégrant des impératifs de confiance, d’autonomie et de contrôle. Au cœur du projet MGCS (Main Ground Combat System), l’utilisation et la maîtrise de capacités d’IA sont un enjeu important pour l’armée de Terre. La performance de ces actions continuera à être conditionnée par la capacité à les soutenir : robotisation de la logistique et maintenance prédictive sont en conséquence des axes forts du développement capacitaire de l’armée de Terre". 

Les briques technologiques possibles du côté du groupe Nexter 

Il convient ici de rappeler que Nexter est membre de l’ARGE (Société commune Rheinmetall, KMW, Nexter) en charge du 1er contrat franco-allemand d’architecture MGCS (dit SADS1, "System Architecture Design n°1") notifié le 12/05/2020. Dans le cadre de ce contrat, et pour assurer la pertinence des propositions d’architectures MGCS que Nexter sera amené à faire, Nexter est en relation avec les industriels français clés du secteur et assure le rôle de chef de file de la BITD Française.

MAJ : Ainsi, à partir de cet été, Nexter débutera un dialogue avec les fournisseurs de solutions technologiques intéressés (de toutes tailles : start-ups, PME, ETI...), sur les propositions de valeur des uns et des autres et sur les technologies qui pourraient être embarquées à terme dans le programme. MGCS sera ainsi réellement un moteur d'importance pour la BITD terrestre française, en termes de R&D et de production, sur les décennies à venir.

Alors que la chronologie implique des 1ères livraisons aux alentours de 2035, les technologies qui seront choisies au sein du MGCS (les sous-systèmes majeurs devraient être choisis d’ici 1 à 3 ans) sont encore, pour la plupart, en cours de développement, et pour certaines n’ont rien à voir avec celles équipant actuellement les blindés et véhicules en cours d’utilisation. Sans en faire une liste exhaustive, il est déjà possible d’en mentionner quelques-unes. Le programme prévoit pour cela la réalisation en collaboration de 14 démonstrateurs technologiques majeurs (ou "Main Technological Demonstrators"), via des contrats destinés à concevoir et réaliser des démonstrateurs physiques d'équipements majeurs qui constitueront les plateformes MGCS.  Certains démonstrateurs étant plus particulièrement centrés sur certaines technologies ou certains domaines.

Ainsi, sur quelles briques technologiques et compétences travaille Nexter en parallèle des études d’architecture-système ? 

D'abord, une expertise reconnue dans l'architecture de chars (via une maîtrise complète avec le char Leclerc, avec des compétences en cours de réactivation, notamment via les programmes dits Terminateur et EMBT, voir partie précédente), et sur un nombre certain de technologies clés (dans les domaines : protection, puissance de feu et automatisation de la séquence de tir, mobilité automatisée, relation homme-robot…). Pour ces dernières, il est possible de citer : 
  • Le développement de munitions pour l'armement principal (en 140 mm) via, par exemple, un obus type 140 LITA (Low Impulsion Telescoped Ammunition). Les munitions étant clairement un point d’importance, alors que des travaux avec KMW sont en cours pour permettre le tir de munitions d’artillerie et de char Nexter sur des matériels KMW, Nexter Munitions ayant pu faire récemment des premiers essais suite à l’invitation du club Leopard. 
  • Des blindages réactifs en cours d’essais d’environnement, permettant de garantir un niveau de protection adéquat, avec une masse maitrisée (en plus d’études sur la furtivité active, dans la continuité des études portant sur le système Caméléon) ; 
  • La maîtrise des plateformes robotisées, au travers de sa filiale Nexter Robotics dont la performance de ses petits robots est déjà reconnue, avec dernièrement des contrats passés avec les armées françaises et canadienne. Un travail est fait à la fois pour améliorer progressivement l’autonomie des robots, augmenter le nombre des fonctionnalités embarquées et monter en classe de tonnage. 
  • La maîtrise de la relation homme-robot avec des travaux de simulation temps réel, permettant de mettre en situation un équipage de char à bord du futur MGCS multiplateformes pour lui permettre de comprendre ce que signifie d’opérer à distance des capteurs et des effecteurs localisés sur des plateformes robotisées, de comprendre les apports et les limites des plateformes robotisées. 
  • Des éléments pour la protection rapprochée anti-aérienne, en particulier à base d'une tourelle de 40 mm et d'une munition à la capacité anti-aérienne dédiée. Il pourrait s’agir de l’obus A3B-T de CTA International, parfois rebaptisé Kinetic Air Burst (KEAB) pour souligner l’éventualité d’un usage dual contre cibles terrestres et aériennes. Son développement est en cours en vue de le rendre opérationnel, pour la partie anti-aérienne, vers fin 2020 / début 2021. 
  • La poursuite des travaux sur les obus guidés à précision métrique (tête militaire Menhir devenue le programme Katana qui mobilise les équipes de recherches, avec des financements complémentaires de la DGA pour arriver aux exigences souhaitées, en plus de l’auto-financement accordé par KNDS). 

(Crédits : Nexter). 

Autant de points qui auraient pu être présentés (parmi d'autres) lors du salon Eurosatory (annulé, crise du Covid-19 oblige). 

Du côté de Rheinmetall 

Sans faire là aussi une liste exhaustive, il est possible de citer plusieurs axes de recherches.