POS - Ixarm

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Domaine 3 ● Développement de méthodes visant à l’élaboration de sonars volumiques, reconstituant de manière objective le volume acoustique d’une ou plusieurs antennes, corrigées des effets de la propagation et des réponses d’antennes ; ● Modélisation et quantification des effets des fluctuations de l’environnement marin sur les traitements spatio-temporels en zones petits fonds et grands fonds ; ● Développement et validation de traitements «adaptatifs à l’environnement», correctifs des effets de décohérence acoustique induits par les fluctuations du milieu ; ● Développement de codes d’émission en sonar actif adaptés à l’environnement (correction de la dispersion en UBF, émissions continues, codes biomimétiques ou «bruit-mimétiques», codes très large bande sur plusieurs octaves,...) ; ● Traitements sur signaux transitoires et détection active d’objets en milieu hautement réverbérant (apport potentiel du retournement temporel), effets de la propagation sur les critères de classification, méthodes temps-fréquence innovantes visant à améliorer la robustesse de la classification ; ● Techniques synthétiques ou paramétriques (et leur combinaison) appliquées à la détection, voire à la classification des mines enfouies ; ● Utilisation d’un essaim de sonars « bas coût » utilisant des codes orthogonaux, développement de sonars à ondes de surface, approche qui a montré son efficacité pour la détection de mines terrestres enfouies. 3.2 Détection et imagerie électromagnétique ● Réduction du taux de fausse alarme en imagerie SAR en exploitant la polarimétrie, la très haute résolution, le bistatisme, les modes basse fréquence (bandes VHF-UHF) pour les applications de type FOPEN (Foliage Penetration), les algorithmes de détection de changement ; ● Méthodes efficaces et robustes basées sur l’émission d’un spectre englobant le domaine des basses fréquences, pour la détection des cibles furtives ; ● Fusion de données provenant de différents types de capteurs (radar MTI, SAR, ladar,…), pour la détection de cibles mobiles ou évoluant sous un couvert forestier ; ● Nouveaux concepts de radar dédiés à la détection et à la localisation de personnes à l’intérieur des bâtiments, compatibles de la réglementation d’emploi du spectre EM ; ● Systèmes passifs où actif, multistatiques, MIMO (Multiple Input Multiple Output) de détection et de localisation ; ● Méthodes inverses nécessitant de disposer de sources et de capteurs optimisés sur de larges bandes de fréquences, ainsi que de moyens de modélisation pertinente des phénomènes physiques mis en jeux ; ● Mise en œuvre des techniques de retournement temporel pour accroître les capacités de détection / localisation / identification d’intrus ou de cibles en milieu complexe ; ● Utilisation de la bande HF (3-30 MHz) : radar à ondes de ciel et de sol. 4. GUERRE ÉLECTRONIQUE Les études en guerre électronique viseront à améliorer l’efficacité des dispositifs d’autoprotection dans le but de réduire la vulnérabilité des plateformes : 4.1 Furtivité ● Emploi de nouveaux matériaux électriquement ou optiquement commandables ; ● Utilisation des plasmas dans l’air pour réduire la SER de certains points brillants et des plasmas confinés dans une enceinte (radôme) destinés à masquer les antennes ; ● Réduction du poids et de l’épaisseur des matériaux absorbant les ondes radar ; ● Développement de méthodes théoriques de résolution des équations de Maxwell ; ● Exploitation de la furtivité d’un vecteur afin d’établir des modèles de guidage ; ● Etude et développement des moyens de caractérisation et de contrôle in situ des propriétés électromagnétiques des plateformes discrètes à l’issue de missions. 4.2 Contre-mesures ● Optimisation des contre-mesures (brouillage, leurrage) pour une meilleure efficacité / crédibilité (morphologique, spectrale, polarimétrique) de leurs signaux ou échos ; ● Etudes de discrédit des signatures des plateformes ; ● Modélisation de duels entre un vecteur et une menace en environnement réaliste ; ● Prédiction des signatures électromagnétiques sous marines et optimisation des contre-mesures destinées à réduire ces signatures et à maîtriser les risques associés ; ● Modélisation du comportement des plasmas dans l’air (contre-mesures sur la base de faisceaux de particules). 5. AGRESSIONS ÉLECTROMAGNÉTIQUES (ET PROTECTIONS) Les études s’orientent aujourd’hui vers des armes électromagnétiques « intelligentes », regroupées 30 POLITIQUE ET OBJECTIFS SCIENTIFIQUES ÉDITION 2010 - ORIENTATIONS 2011-2012

sous le vocable anglo-saxon IEMI qui couvre toutes les agressions électromagnétiques intentionnelles. On s’intéressera notamment à des concepts utilisant le retournement temporel pour focaliser une onde sur une cible avec la possibilité de destruction ou d’endommagement de l’électronique interne. Les besoins se situent à la fois sur les générateurs compacts agiles en fréquence et sur les techniques de protections à apporter aux systèmes (accès front door : têtes hyperfréquences, composants électroniques…). Les études visant à améliorer la compréhension de la chaîne de vulnérabilité (depuis le couplage externe jusqu’à la perturbation du composant) seront privilégiées; un effort particulier concernera également la génération volontaire du chaos dans les circuits électroniques et son corollaire, la protection vis-à-vis du chaos. 6. COMPATIBILITÉ ÉLECTROMAGNÉTIQUE (CEM) Les expérimentations se focaliseront sur l’amélioration de la métrologie et sur l’étude de l’impact de la directivité des systèmes pour les tests d’immunité en chambre réverbérante. Des applications des techniques du retournement temporel seront également recherchées. Des stratégies de calcul innovantes seront recherchées pour estimer le plus efficacement possible des indicateurs pertinents. On favorisera les approches statistiques et stochastiques pour l’analyse des perturbations dans les systèmes complexes qui peuvent présenter de nombreuses configurations difficiles à prédire. La compromission électromagnétique de l’information, activité Sécurité et Système d’Information (SSI), se rapproche de la CEM par le biais de l’intégrité du signal. Des travaux de modélisation avancée sur les couplages EM par rayonnement, par conduction, par non linéarités permettraient de maîtriser les risques de compromission des informations sensibles de nos équipements et systèmes. 7. BIO-ÉLECTROMAGNÉTISME Pour la défense, les études de couplage « ondes - structures biologiques » concernent à la fois les systèmes radars, de télécommunications, les brouilleurs (lutte contre les IED) et les armes électromagnétiques. Pour ces dernières, il sera nécessaire de mener des études destinées à évaluer la marge entre la capacité à perturber l’électronique et le risque de nuire à l’humain. On parle alors d’armes à létalité maîtrisée. Les études antérieures étaient principalement focalisées sur la quantification des puissances absorbées par les tissus. Dans le contexte d’armes électromagnétiques dont la durée des impulsions ne dépasse pas quelques microsecondes, il sera nécessaire de renforcer les études axées sur la « micro dosimétrie », les effets athermiques et l’analyse des interactions au niveau cellulaire (électroporation). Des solutions innovantes sont à rechercher pour l’évaluation rapide de DAS (Débit d’Absorption Spécifique), par le calcul et la mesure, pour répondre à la problématique DREP (Danger des Rayonnements Electromagnétiques non ionisants sur les Personnels), par exemple lors du déploiement de troupes sur un théâtre d’opération, en présence de sources de champs électromagnétiques intenses. Domaine 3 Actions prioritaires 2011– 2012 1. LA MODÉLISATION ET LA SIMULATION Les besoins en modélisation et simulation augmentent régulièrement dans tous les domaines de la physique, tant pour les applications militaires que civiles. Le Livre Blanc sur la Défense et la sécurité nationale cite la simulation comme l’une des voies permettant de raccourcir les cycles d’acquisition via une élaboration plus rapide des concepts et des doctrines d’emploi. Pour le secteur civil, le document de Stratégie nationale de recherche et d’innovation 2009 (SNRI) indique que rester compétitif suppose une capacité à développer et intégrer continument les nouveaux outils de recherche, comme le calcul haute performance et les outils avancés de simulation et de modélisation. Pour le domaine, il conviendra de travailler sur l’évolution des méthodes de résolution des équations des ondes, sur leur accélération, tout en exploitant les capacités fortement croissantes des moyens de calcul informatique. 1.1 Modélisation et simulation électromagnétique Les recherches seront orientées sur la stabilisation en fréquence des méthodes multipôles rapides multi-niveaux (MLFMM), sur des résolutions algébriques de la méthode des moments, sur le développement de méthodes asymptotiques (optique physique itérative, sommation de faisceaux gaussiens) et analytiques. Les méthodes statistiques et stochastiques feront également l’objet de recherches pour évaluer les incertitudes dans les modèles. Pour les besoins spécifiques AGREM et CEM, on s’efforcera d’améliorer la prédiction : ● des perturbations des systèmes par des menaces s’étendant sur un très large spectre, de la foudre (du continu à 3-4 MHz) aux MFP (quelques GHz) ; ● des couplages sur des structures complexes présentant des non linéarités ; ● des couplages entre antennes utilisées sur des pos itions rapprochées (cosite) ; POLITIQUE ET OBJECTIFS SCIENTIFIQUES ÉDITION 2010 - ORIENTATIONS 2011-2012 31

sous le vocable anglo-saxon IEMI qui couvre toutes<br />

les agressions électromagnétiques intentionnelles.<br />

On s’intéressera notamment à des concepts utilisant<br />

le retournement temporel pour focaliser une<br />

onde sur une cible avec la possibilité de destruction<br />

ou d’endommagement de l’électronique interne.<br />

Les besoins se situent à la fois sur les générateurs<br />

compacts agiles en fréquence et sur les techniques<br />

de protections à apporter aux systèmes (accès front<br />

door : têtes hyperfréquences, composants électroniques…).<br />

Les études visant à améliorer la compréhension<br />

de la chaîne de vulnérabilité (depuis le couplage<br />

externe jusqu’à la perturbation du composant)<br />

seront privilégiées; un effort particulier concernera<br />

également la génération volontaire du chaos dans<br />

les circuits électroniques et son corollaire, la protection<br />

vis-à-vis du chaos.<br />

6. COMPATIBILITÉ<br />

ÉLECTROMAGNÉTIQUE (CEM)<br />

Les expérimentations se focaliseront sur l’amélioration<br />

de la métrologie et sur l’étude de l’impact<br />

de la directivité des systèmes pour les tests d’immunité<br />

en chambre réverbérante. Des applications<br />

des techniques du retournement temporel seront<br />

également recherchées. Des stratégies de calcul innovantes<br />

seront recherchées pour estimer le plus<br />

efficacement possible des indicateurs pertinents.<br />

On favorisera les approches statistiques et stochastiques<br />

pour l’analyse des perturbations dans les<br />

systèmes complexes qui peuvent présenter de nombreuses<br />

configurations difficiles à prédire. La compromission<br />

électromagnétique de l’information,<br />

activité Sécurité et Système d’Information (SSI), se<br />

rapproche de la CEM par le biais de l’intégrité du<br />

signal. Des travaux de modélisation avancée sur<br />

les couplages EM par rayonnement, par conduction,<br />

par non linéarités permettraient de maîtriser les<br />

risques de compromission des informations sensibles<br />

de nos équipements et systèmes.<br />

7. BIO-ÉLECTROMAGNÉTISME<br />

Pour la défense, les études de couplage « ondes -<br />

structures biologiques » concernent à la fois les systèmes<br />

radars, de télécommunications, les brouilleurs<br />

(lutte contre les IED) et les armes électromagnétiques.<br />

Pour ces dernières, il sera nécessaire de mener<br />

des études destinées à évaluer la marge entre<br />

la capacité à perturber l’électronique et le risque de<br />

nuire à l’humain. On parle alors d’armes à létalité<br />

maîtrisée. Les études antérieures étaient principalement<br />

focalisées sur la quantification des puissances<br />

absorbées par les tissus. Dans le contexte d’armes<br />

électromagnétiques dont la durée des impulsions ne<br />

dépasse pas quelques microsecondes, il sera nécessaire<br />

de renforcer les études axées sur la « micro<br />

dosimétrie », les effets athermiques et l’analyse des<br />

interactions au niveau cellulaire (électroporation).<br />

Des solutions innovantes sont à rechercher pour<br />

l’évaluation rapide de DAS (Débit d’Absorption Spécifique),<br />

par le calcul et la mesure, pour répondre à<br />

la problématique DREP (Danger des Rayonnements<br />

Electromagnétiques non ionisants sur les Personnels),<br />

par exemple lors du déploiement de troupes<br />

sur un théâtre d’opération, en présence de sources<br />

de champs électromagnétiques intenses.<br />

Domaine 3<br />

Actions prioritaires 2011– 2012<br />

1. LA MODÉLISATION<br />

ET LA SIMULATION<br />

Les besoins en modélisation et simulation augmentent<br />

régulièrement dans tous les domaines de la<br />

physique, tant pour les applications militaires que<br />

civiles. Le Livre Blanc sur la Défense et la sécurité<br />

nationale cite la simulation comme l’une des voies<br />

permettant de raccourcir les cycles d’acquisition via<br />

une élaboration plus rapide des concepts et des doctrines<br />

d’emploi. Pour le secteur civil, le document<br />

de Stratégie nationale de recherche et d’innovation<br />

2009 (SNRI) indique que rester compétitif suppose<br />

une capacité à développer et intégrer continument<br />

les nouveaux outils de recherche, comme le calcul<br />

haute performance et les outils avancés de simulation<br />

et de modélisation. Pour le domaine, il conviendra<br />

de travailler sur l’évolution des méthodes de<br />

résolution des équations des ondes, sur leur accélération,<br />

tout en exploitant les capacités fortement<br />

croissantes des moyens de calcul informatique.<br />

1.1 Modélisation et simulation<br />

électromagnétique<br />

Les recherches seront orientées sur la stabilisation<br />

en fréquence des méthodes multipôles rapides multi-niveaux<br />

(MLFMM), sur des résolutions algébriques<br />

de la méthode des moments, sur le développement<br />

de méthodes asymptotiques (optique physique itérative,<br />

sommation de faisceaux gaussiens) et analytiques.<br />

Les méthodes statistiques et stochastiques<br />

feront également l’objet de recherches pour évaluer<br />

les incertitudes dans les modèles. Pour les besoins<br />

spécifiques AGREM et CEM, on s’efforcera d’améliorer<br />

la prédiction :<br />

● des perturbations des systèmes par des menaces<br />

s’étendant sur un très large spectre, de la foudre<br />

(du continu à 3-4 MHz) aux MFP (quelques GHz) ;<br />

● des couplages sur des structures complexes présentant<br />

des non linéarités ;<br />

● des couplages entre antennes utilisées sur des<br />

pos itions rapprochées (cosite) ;<br />

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