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Domaine 3 Pour les besoins spécifiques GE et DE, l’effort de recherche portera sur l’évaluation : ● des diffractions par les fentes, les cavités (manche à air et intérieur de radômes) ; ● des antennes en rayonnement in situ et en diffraction (SER) ; ● des interactions multiples entre différentes structures ou parties d’une structure ; ● des interactions avec l’environnement (sols et surfaces de mer). 1.2 Modélisation et simulation acoustique Les principaux axes d’étude concerneront les méthodes permettant d’augmenter le réalisme des modèles d’évaluation de l’impact acoustique de l’environnement, dans un domaine de fréquence allant de quelques Hertz à plusieurs dizaines de kilohertz. Ces modèles participent à la maîtrise des performances des systèmes sonar, ainsi qu’à la définition des traitements du signal adaptés à l’environnement et à ses fluctuations spatio-temporelles. On privilégiera : ● la modélisation déterministe de la propagation (tridimensionnelle, non linéaire, temporelle) des échos de cibles (en particulier proches des interfaces), de la réverbération et du bruit ambiant, en environnement variable ; ● la modélisation stochastique de la propagation, en particulier la caractérisation de la décohérence spatio-temporelle des signaux acoustiques propagés induite par les fluctuations de l’environnement (interfaces et colonne d’eau), en petits et grands fonds, et de ses effets sur les traitements sonar ; ● la validation expérimentale des modélisations en environnements réel (zones de référence et observatoires acoustiques) et maîtrisé (cuves acoustiques). 2. APPLICATIONS DES NOUVEAUX MATÉRIAUX (MÉTAMATÉRIAUX, MATÉRIAUX À BANDE INTERDITE) Cette thématique figure parmi les ruptures citées dans le Livre Blanc sur la Défense et la sécurité nationale au chapitre 16 « L’industrie et la Recherche ». Les nouveaux matériaux peuvent faciliter l’intégration des antennes sur les plates-formes et la maîtrise des signatures. Parmi les priorités du groupe de travail « Sciences et technologies innovantes autour de la matière et des matériaux » du SNRI, apparaît le développement de nouveaux nanomatériaux, dont les méta-matériaux, et des procédés d’élaboration associés. Le « Strategic Plan 2007 » de la DARPA (USA) souligne que beaucoup de changements fondamentaux dans les techniques de combat proviennent des nouveaux matériaux. En 2009, le Defense Science Office (DSO) mentionne son intérêt pour la recherche de pointe sur les matériaux adaptatifs et les méta-matériaux pour l’optique et l’électromagnétisme. En Grande Bretagne, le rapport « Defence Technology Strategy for the demands of the 21st century » indique que de récentes recherches ont proposé l’usage de métamatériaux pour guider les ondes tout autour d’un objet et, bien que cet effet reste encore à démontrer expérimentalement, il pourrait révolutionner les technologies de furtivité. Ce rapport fait référence aux travaux de Pendry sur l’invisibilité électromagnétique (cloaking), publiés en 2006. Des études concernant cette thématique font aussi l’objet de programmes soutenus en Chine (National Natural Science Foundation of China). Les métamatériaux sont donc amenés à jouer un rôle clef pour de nombreuses applications en acoustique et en électromagnétisme. En France les compétences académiques sont nombreuses mais seules quelques PME/PMI se sont lancées dans la fabrication de prototypes. Les efforts du domaine se focaliseront sur : ● la réalisation d’antennes discrètes, compactes, reconfigurables, conformées ou intégrées, le filtrage des ondes de surfaces (découplage d’antennes), le filtrage des lobes secondaires et des lobes de réseaux, la focalisation de diagramme d’antenne ; ● les composants hyperfréquences : circuits ultrarapides, filtres, déphaseurs, coupleurs, ● la compatibilité électromagnétique ; ● les fenêtres électromagnétiques : radômes sélectifs, contrôlables, conformables ; ● les techniques de discrétion ou de furtivité radar et sonar : la réalisation d’écrans absorbants ultra fins, de « peaux intelligentes », de cape d’invisibilité ou cloaking. Parmi les limitations auxquelles il conviendra de chercher des solutions porteuses de ruptures technologiques, nous pouvons citer : ● la caractérisation et l’homogénéisation des métamatériaux ; ● l’augmentation de la bande fréquentielle de fonctionnement ; ● la commande des propriétés des métamatériaux par application d’une tension électrique ou d’un signal optique ; ● la réalisation et l’adaptation de revêtements à base de métamatériaux sur des objets de forme quelconque, en particulier pour les applications de type cloaking. ■ 32 POLITIQUE ET OBJECTIFS SCIENTIFIQUES ÉDITION 2010 - ORIENTATIONS 2011-2012
Nanotechnologies Pascal Maigné Responsable du domaine scientifique Jusqu’à fin 2010 Thèmes Rose-Marie Capella Responsable du domaine scientifique • Nanoélectronique Electronique moléculaire ; Spintronique ; Electronique organique ; Electronique 3 D ; Photonique micro-ondes • Nano et Micro systèmes Senseurs et systèmes inertiels ; Capteurs de grandeurs physiques ; MEMS RF pour la guerre électronique et la détection radar ; Composants opto-mécaniques, magnéto-mécaniques ; Fiabilité ; Tenue aux environnements sévères • Nanophotonique Composants élaborés à base de nano-objets Nano systèmes intégrant des fonctions optiques • Nanomatériaux Protection individuelle du combattant ; Textiles fonctionnalisés Procédés bas-coût de synthèse des nano-objets Domaine 4 • Nanobiotechnologies Détection biologique ; Dispositifs de microfluidique • Intégration de nanodispositifs Capteurs communicants et autonomes Priorités 2011-2012 • Elaboration et mise en oeuvre de nano-objets et nanomatériaux • Fiabilité des nano-objets et nano-dispositifs. • Nouvelles fonctionnalités pour la protection du combattant ENJEUX SCIENTIFIQUES POUR LA DÉFENSE Les nanotechnologies seront omniprésentes dans les applications Défense comme elles le seront dans les applications civiles. Prendre la mesure exacte de la part nano des futures technologies de Défense est un exercice difficile, mais il est clairement reconnu qu’elles apporteront des bouleversements techniques à la fois progressifs et profonds. L’enjeu pour la Défense est majeur parce que c’est l’ensemble des fonctions militaires qui bénéficieront de l’apport des nanotechnologies : de la guerre électronique aux systèmes de guidage et de navigation, de la protection du combattant aux systèmes de communication, des dispositifs optroniques aux transmissions radar ou à la propulsion. Comprendre et anticiper les menaces qui leur sont associées constituent également un enjeu majeur. A court ou moyen terme les applications Défense envisagées sont foisonnantes : matériaux nanostructurés pour la furtivité, pour le renforcement des propriétés antibalistiques, pour l’allègement des structures ; dispositifs à base de nano-objets pour la détection infrarouge, pour la détection des menaces biologiques et chimiques, pour la réalisation de nano-antennes ; composants aux dimensions réduites pour le traitement optique des signaux radar, pour les dispositifs sécurisés de mise à feu, pour la protection des systèmes électroniques ou encore pour les drones miniaturisés. A plus long terme, c’est parce que les nanotechnologies sont par nature pluridisciplinaires qu’elles sont porteuses de ruptures dont la portée est parfois difficile à appréhender aujourd’hui. L’enjeu pour la Défense est à l’heure actuelle de considérer ces thématiques non comme des technologies émergentes où les applications Défense seraient à traiter au cas par cas mais bien de tirer partie très en amont de ces technologies qui permettront en les orientant au plus tôt de garantir une supériorité et une indépendance technologiques aux forces armées. Cette dé- POLITIQUE ET OBJECTIFS SCIENTIFIQUES ÉDITION 2010 - ORIENTATIONS 2011-2012 33
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