Conception et évaluation des performances des systèmes

PRECISE (Plateforme de Recherche pour l'évaluation de la CInématique et des Signatures d'Engins)

L'objectif principal de ce projet de recherche fédérateur (PRF) est de développer la méthodologie et les moyens d'une démarche multidisciplinaire permettant de produire une caractérisation cohérente des trajectoires et des différentes signatures des missiles balistiques lors de la phase propulsée. Tout en étendant ou développant les domaines de modélisation de la menace balistique (signature radar des jets propulsifs, extension du domaine d'altitude des SIR de jets...), ce projet a donc pour ambition de doter à terme l'Onera d'un ensemble d'outils complet de modélisation des trajectoires et des signatures. Une des approches innovantes du projet consiste également dans le développement d'une méthodologie de gestion des incertitudes dans la modélisation des signatures (méconnaissances sur les données d'entrée, compromis biais / incertitudes). Ces outils et méthodes, mis en place au cours du PRF, serviront par la suite à alimenter les études de systèmes de défense anti-missiles (systèmes d'alerte ou de surveillance, etc.), pour lesquelles une bonne connaissance de la menace balistique est un préalable nécessaire. Ils permettront également de renforcer le rôle d'expert de l'Onera auprès des acteurs étatiques de la défense.

Image en luminance intégrée d'un jet au banc LP11 calculée avec le code SHDOM

Les deux axes principaux de recherche du PRF sont les suivants :

• Modélisation de la phase propulsée : il s'agit de développer tous les modèles physiques nécessaires aux calculs des signatures infrarouges et radars des missiles balistiques en phase propulsée. Les domaines d'étude sont les suivants :

  • Aérothermochimie des jets propulsifs (espèces chimiques présentes dans le jet, turbulence, ionisation) ;

  • Signature infrarouge des jets : nouvelles espèces radiatives, évaluation des effets du NETL à haute altitude ;

  • Signature radar de jet : développement d'un modèle de signature radar dynamique particulier aux jets propulsifs des missiles.

• Méthodologie de prise en compte des incertitudes : dans cette partie du projet, nous développons une méthodologie spécifique permettant de connaître l'incertitude associée aux valeurs de signatures issues modèles physiques. Nous nous intéressons à la modélisation des incertitudes, ainsi qu'aux méthodes d'analyse de sensibilité et de propagation des incertitudes, applicables à un problème de type boîte noire. Dans ce contexte, la problématique de réduction de temps de calcul est également abordée.

De plus, le développement des modèles physiques, s'accompagne de la mise en place d'un outil logiciel de contrôle de processus et d'une structure de base de données permettant d'assurer la cohérence dans la production des résultats, ainsi que de faciliter leur exploitation ultérieure, en conservant tout l'historique de génération de ces données. Il s'agit ici avant tout de rationaliser les formats de données et de formaliser toutes les étapes de calcul, ainsi que les échanges de données entre tous les experts métiers impliqués.

Workflow générique pour l'outil de contrôle de processus

Le projet s'articule donc selon deux cycles de développement parallèles, un cycle de développement des modèles d'une part, et un cycle de développement de l'outil de contrôle de processus et de base de données d'autre part, ceci devant aboutir fin 2011, à une chaîne complète de simulation. La dernière année du PRF, 2012, devrait être consacrée à la mise en application sur un cas d'étude particulier.

Ce projet multidisciplinaire, d'une durée de 4 ans, intègre les participations de 6 départements, issus de 3 des 4 branches scientifiques de l'Onera :

• Département Conception et évaluation des Performances des Systèmes (DCPS)
• Département ElectroMagnétique et Radar (DEMR)
• Département Optique Théorique et Appliquée (DOTA)
• Département Energétique Fondamentale et Appliquée (DEFA)
• Département Aérodynamique Appliquée (DAAP)
• Département Simulation Numérique et Acoustique (DSNA)

Contact

Valérie Haemmerle
Valerie Haemmerle (at) onera . fr

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