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L'Usine Aéro

Naval Group dessine la marine augmentée

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La manière de concevoir, fabriquer et opérer les bâtiments militaires a été bouleversée. Une révolution qui libère les équipages des tâches répétitives.

Naval Group dessine la marine augmentée
La future frégate Belharra embarquera un datacenter et un centre de cybersurveillance. Elle pourra bénéficier des évolutions des technologies durant ses 30 ans de service actif. Sa conception a largement fait appel à la maquette numérique, ainsi qu’à l’usage des technologies de réalité virtuelle et augmentée. À Ollioules (Var), 1?200 ingénieurs travaillent sur l’architecture des systèmes de combat, et définissent des nouvelles interfaces homme-machine intuitives et collaboratives.

Vous réduisez un navire de guerre à une imposante carcasse métallique qui flotte armée de canons ? Détrompez-vous ! Les tôles mécanosoudées ne représentent que 20 % de sa valeur ajoutée. Les frégates, ces géants des mers armés jusqu’aux dents, font partie des objets parmi les plus sophistiqués jamais fabriqués par l’homme. Largement plus complexes à concevoir et produire qu’un avion de combat Rafale ou qu’un géant des airs comme l’A 380. Il s’agit même d’objets high-tech et numériques par excellence. « La frégate multimissions, c’est 25 000 lignes de codes, 2 000 applications, 300 calculateurs, 200 équipements réseaux et 100 automates », a rappelé Hervé Guillou, le PDG de Naval Group, l’ex-DCNS, lors de la dernière université d’été de la défense sur la base navale de Toulon, dans le Var, début septembre. En trente ans, grâce à l’automatisation, les équipages des sous-marins ont été divisés par deux, en quinze ans, ceux des frégates quasiment par trois, pour un spectre de missions qui s’est élargi. Les marines sont ravies.

Naval Group a dû apprendre très vite à naviguer sur les flots numériques pour apporter à ses clients cette supériorité technologique. Mais avait-il le choix ? En interne, chez l’ex-DCNS, on évoque un tsunami numérique avec l’arrivée de l’intelligence artificielle, du big data, de l’usine 4.0, de la cyberdéfense… Et avec les lois de l’hydrodynamique et de la furtivité, la fameuse loi de Moore, qui promet un doublement des capacités de traitement informatique tous les ans, fait partie des boussoles industrielles. La future frégate destinée à la Marine nationale est le plus bel exemple. La Belharra, qui sera livrée en 2025, s’impose comme un navire… numérique, quasiment reprogrammable, avec à son bord un datacenter ! Le défi : rester au top de la modernité durant ses 30 ans de service, notamment en matière de capacités de télécommunications. À sa conception, les réseaux mobiles étaient en 4 G, à sa mise à l’eau, ils seront passés en 6 G, à son retrait du service, la 12 G aura certainement pris le large !

CHANTIER EN RÉALITÉ VIRTUELLE

Pour dompter la vague numérique, l’ex-DCNS a regroupé ses forces dans un quartier général : le technocampus d’Ollioules près de Toulon [lire l’encadré ci-contre]. Quelque 1 200 ingénieurs et développeurs y travaillent, constituant, selon Naval Group, le premier atelier logiciels temps réel d’Europe. Ils mettent au point les nouveaux postes de commandement des futurs sous-marins de la dissuasion nucléaire faisant la part belle à de nouvelles interfaces homme-machines. Les cartes d’état-major ont laissé place à de grandes tables tactiles fusionnant les données provenant des sonars, de multiples drones, des avions de combat alliés… En cas de menace, l’intelligence artificielle embarquée propose des scénarios de riposte fondés sur la connaissance à chaque instant des ressources disponibles du navire et de son environnement (armement, autonomie, soutien extérieur, disponibilité des équipes…).

Mais le numérique n’est pas seulement embarqué dans les navires. C’est également devenu un outil de travail indispensable aux équipes de production de Naval Group. À Cherbourg (Manche), sur le chantier de construction des sous-marins Barracuda, les monteurs et les soudeurs démarrent leur journée de travail… en rejoignant non pas une forme de radoub, mais une salle de réalité virtuelle. À l’intérieur, ils sont plongés dans la maquette numérique à jour de l’avancement de la construction du bâtiment. Au milieu des tuyaux, des pompes et des vannes, ils repèrent les difficultés qui les attendent, répètent les gestes de montage et démontage qu’ils auront à effectuer, puis identifient précisément les outils qui leur seront nécessaires.

Aujourd’hui, le groupe veut aller encore plus loin. En mai dernier, lors de journées consacrées à l’innovation, les équipes présentaient des démonstrations à base de réalité augmentée. Équipé de casque Hololens de Microsoft, un soudeur peut faire apparaître au cours de son intervention des informations virtuelles qui se superposent directement sur les pièces qu’il manipule. En déplaçant son regard ou, au contraire, en fixant un point, il fait apparaître l’image de la pièce à monter avec sa position exacte, la méthode à appliquer ou encore les caractéristiques techniques des pièces fixées… Ces données affichées sont directement issues de la maquette 3 D des navires. Toujours par un mouvement de la tête, il peut prendre en photo la réparation réalisée et la joindre au rapport d’intervention. La maquette numérique est directement actualisée. Bluffant !

La Cybersécurité, une priorité

Naval Group mise sur les partenariats pour accélérer son expertise numérique. Il participe à un grand nombre de projets collaboratifs comme ceux réalisés au travers de la plate-forme Factory Lab, située à Saclay (Essonne) et montée en partenariat avec le CEA, Safran et Peugeot.

Si le numérique recèle des trésors pour Naval Group, il peut aussi s’avérer la pire des menaces. Reposant sur des architectures numériques, les navires militaires peuvent ainsi être la cible de pirates informatiques. Une menace loin d’être virtuelle et qui pourrait expliquer les collisions l’été dernier impliquant à chaque fois des destroyers américains, une fois au large de Singapour, une autre fois près des côtes japonaises. Les risques sont tels que la cybersécurité est inscrite dans les processus internes de développement de Naval Group. « Il n’y a plus un projet de l’entreprise qui ne démarre sans que l’on se pose la question de la cybersécurité. Durant tout le cycle de vie du navire, nos cyber experts interviennent aussi bien au niveau du design, que des architectures, du codage, des essais et de la qualification finale avant livraison et ensuite au niveau du maintien en condition de sécurité », indique Patrick Hébrard, coordinateur cyber navale pour le groupe et titulaire de la chaire de cyberdéfense des systèmes navals à l’École navale de Lanvéoc (Finistère).

En avril dernier, l’industriel a même créé son propre centre de cybersécurité à Toulon, le CERT naval (Computer emergency response team), afin de protéger l’ensemble de ses systèmes d’information, ceux de l’entreprise comme ceux des navires. Ses experts ont une mission de veille sur les dernières attaques et vulnérabilités découvertes. Ils sont capables de désassembler des codes malveillants pour mieux les bloquer. Naval Group joue également collectif, misant sur la filière industrielle et la recherche académique. L’industriel finance par exemple la chaire de cyberdéfense des systèmes navals de l’École navale. Là, il coopère avec plusieurs partenaires : Thales, l’École navale elle-même, l’IMT Atlantique et la région Bretagne. Parmi les travaux prometteurs : la protection des systèmes industriels équipés de système d’exploitation temps réel, ou encore l’aide à la décision en cas de cyberattaque. Preuve de l’intérêt de ces travaux démarrés en 2014, la chaire vient d’être reconduite jusqu’en 2020. Le cap est tracé. 

« Les facultés du marin sont démultipliées grâce aux systèmes experts »

Jean Gauthier, directeur R & D et innovation de Naval Group

  • Qu’attendent les marines des nouvelles technologies ?

On est passé par une première phase d’automatisation des tâches répétitives à bord des navires qui a permis de réduire la taille des équipages. Dans les années 70, nos Agosta, des sous-marins d’environ 1 500 tonnes, étaient conduits par un équipage d’une soixantaine de personnes. Les Scorpène, sortis dans les années 2000 et d’un tonnage comparable, sont opérables avec une trentaine de marins seulement.

  • Quels sont les enjeux aujourd’hui ?

Avec la miniaturisation des senseurs, l’emploi des drones, la capacité à opérer de manière coordonner au sein de flottes interalliées avec des moyens de communication haut débit, la capacité opérationnelle des nouvelles générations de navires s’est fortement accrue. Cela les rend aussi plus complexes à opérer. Et ce, avec des équipages toujours aussi contenus. Nos outils experts embarqués et les générations à venir (big data, intelligence artificielle, machine learning…) permettent au marin de prendre des décisions sans avoir besoin de faire l’analyse complète d’une situation complexe. Cela démultiplie ses facultés.

  • Vous n’hésitez pas à parler du marin augmenté…

La quantité de données produites par un bateau est extrêmement importante et ne va cesser de croître. Mais la capacité de l’homme de les traiter en temps réel a ses limites. On ne demande donc plus au marin de traiter la donnée brute. Il doit discerner au sein de propositions de décisions remontées par des outils experts la plus pertinente pour accomplir sa mission. Par exemple, un outil expert sera capable de prendre en compte des paramètres complexes comme l’état des vagues, la météo, les courants et d’apporter une information synthétique qui permettra de réduire la consommation énergétique du navire. Le marin devient ainsi un marin augmenté avec le soutien de ces systèmes experts.

Un navire amiral pour la transformation numérique.

Naval Group a regroupé plus de 1 200 ingénieurs et développeurs dans son technocampus d’Ollioules, près de Toulon dans le Var. De quoi en faire le premier atelier européen de logiciels temps réel d’Europe spécialisé dans la maîtrise d’œuvre des systèmes de combat pour les navires militaires (frégates, sous-marins…). Les équipes y conçoivent des interfaces homme-machine et des outils d’aide à la décision capables de collecter, traiter et analyser des masses de données afin d’en présenter une vue synthétique aux marins. Le centre abrite également des experts en cyberdéfense. Naval Group a investi une centaine de millions d’euros sur le site. 

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