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DCPS - Conception et évaluation des performances des systèmes

BLADE - Battle Lab for Aerospace & Defense Experimentations


BLADE - le battle lab de l'ONERA par onera

La complexité croissante des applications de défense et la multiplication des enjeux “systèmes de systèmes” nécessitent des moyens de simulation adaptés. Chercheurs, ingénieurs, et opérationnels ont besoin d’une simulation complète du champ de bataille pour concevoir des systèmes, des architectures et évaluer de façon réaliste leurs performances. C’est l’objectif des Battle Labs qui aident à expérimenter et à valider de nouveaux concepts d’emploi.


La salle d'expérimentation de Blade

Dénommé Blade, pour Battle Lab for Aerospace & Defense Experimentations, le Battle Lab de l’Onera permet de :

  • Renforcer l’expertise systèmes, en utilisant des modèles traduisant les compétences pluridisciplinaires de l’Onera et en les mettant en œuvre dans un environnement de simulation complètement maîtrisé (outils et modèles développés par l’Onera)
  • Valoriser le savoir-faire de l’Onera auprès des clients et décideurs grâce à un outil démonstratif
  • Offrir de nouvelles possibilités de collaboration grâce à la mise en réseau de Blade avec les moyens de nos partenaires, DGA et industriels. 

Un outil polyvalent, riche en modèles et ergonomique

Blade peut être utilisé pour des études portant sur des concepts Onera, mais aussi pour mettre en situation des solutions industrielles (ce qui garantit l’indépendance de jugement). Ces études peuvent se faire selon deux modes. Dans un mode de simulation léger, l’outil est déployé sur un poste de travail. L’ingénieur (radar, optronique, système…) peut étudier comment le concept se comporte dans un environnement complexe et réactif. 


Aperçu de l'outil Onera Blade
 

Dans un mode collaboratif et/ou démonstratif, l’outil peut participer à des simulations distribuées impliquant différents partenaires.

Blade s’appuie sur un noyau de simulation permettant d’intégrer des applications multi-acteurs. Il bénéficie des modèles développés par les branches TIS et PHY : systèmes (missiles, drones, avions, satellites, véhicules sols, centre de commandement), capteurs (radars de veille, de poursuite, radars aéroportés, capteurs optiques visible et infra-rouge), signatures et propagation radar/optique. Ce contenu peut être étendu en fonction des besoins de nouvelles applications.

Dans sa version “légère”, la mise en œuvre des modèles est facilitée par un outil unique qui permet de préparer des scénarios complexes, de contrôler l’exécution de la simulation, puis d’en exploiter les résultats.

Les moyens offerts (visualisation tactique sur un globe virtuel, éditeur graphique de modèles et de comportement, visualisation de courbes…) rendent l’exploitation efficace et agréable.

Pour permettre les expérimentations distribuées ou les démonstrations, une salle dédiée située à Palaiseau fournit un accès au réseau SimDex, des moyens de vidéo projection et de visualisation 3D.

Un outil interopérable avec les moyens de nos partenaires

Les acteurs industriels majeurs de la défense disposent d’un Battle Lab. Du côté étatique, la DGA dispose de son LTO (Laboratoire technico-opérationnel) qui, au-delà de ses propres moyens de simulation, joue aussi un rôle fédérateur : il permet des expérimentations distribuées en sollicitant à distance les modèles pertinents là où ils existent.

Blade a été conçu de façon cohérente avec les moyens disponibles chez nos partenaires, son interopérabilité effective avec le LTO ayant été mise au point en collaboration avec le CATOD. Ceci est rendu possible par la connexion au réseau d’expérimentation SimDEx, dont un nœud a été déployé par la DGA à la l’Onera Palaiseau. 


Intégration de BLADE au sein du réseau d'expérimentation DGA/Forces armées SimDEx

Quelques exemples représentatifs d’utilisation

  • PANTHERE : Pénétration d’armements nouveaux en territoire hostile et réactif

Cette application modélise dans sa globalité le jeu attaque/défense entre des vecteurs aériens assaillants (missiles, drones,…) et des systèmes de défense sol-air variés. Le Battle Lab est ainsi utilisé pour préparer la rénovation des vecteurs actuels et définir, pour les prochaines générations de missiles, les solutions technologiques (équipements, discrétion…) et les meilleures trajectoires d’attaque (profil de vol, altitude, manœuvrabilité…) qui amélioreront leur capacité à pénétrer les défenses sol-air futures.


Exemple d’études de pénétration de vecteurs aériens en territoire hostile

 

La complémentarité entre les modèles et les possibilités de visualisation offertes par l’outil permet de renforcer l’efficacité des expertises. Ainsi, on visualise la pénétration d’un missile de croisière basse altitude et sa détectabilité par un radar de veille (sur la carte, en vert, on visualise la zone d’intervisibilité missile/radar, zone qui se matérialise aussi au niveau des différentes métriques fournies par le modèle radar). 


Extraits de résultats PANTHERE : détection d'un missile basse altitude par un radar de veille

  • AMAO : Aut​onomie des missions aéroportées offensives

AMAO est consacré aux drones de combat. Objectif : améliorer leur autonomie et leurs possibilités d’adaptation dans des missions complexes. Cette application a en particulier servi de support pour une expérimentation prouvant l’interopérabilité avec le LTO.

 

La simulation d’ensemble, cible et missile, a été prise en charge par le LTO DGA, le drone étant simulé à Palaiseau. Dans des situations de conflit asymétrique, où les dommages collatéraux constituent un risque important, de telles simulations sont nécessaires pour mieux définir les interactions et les concepts d’emploi des drones.

  • SITAC : Tenue de situation tactique

SITAC permet de simuler les menaces présentes sur le théâtre d’opérations, ainsi que les moyens de recueil du renseignement, obtenus à partir de différentes sources : radar, écoute électromagnétique, image captée par drone ou satellite, ou observation humaine. La simulation est interconnectée à une station de fusion de l’information (SOFI : Station Onera de fusion d’information), qui fusionne les données des capteurs et dresse une situation tactique, globale et partagée de la scène.


SITAC - Connexion de la simulation à une station de fusion de l'information

Cette application met en œuvre un nombre important de modèles hétérogènes dont les comportements tactiques peuvent être définis de façon flexible et graphique par assemblage d’actions tactiques élémentaires (décollage, atterrissage, suivi d’une route, activation d’un équipement, …). 

Ces actions peuvent être assemblées selon différentes règles (séquence, parallélisme, conditionnées par la réalisation d’un événement, …). Une telle représentation est à la fois formelle, visuelle (donc compréhensible et partageable par tous) et adaptable (ce qui permet d’étudier le concept d’emploi).

IHM de l'éditeur de comportements tactiques

L’éditeur représenté ci-dessus permet de saisir les nœuds de l’arbre (actions et enchaînements) dans une palette (située à gauche), en les disposant par drag & drop dans la zone de travail (située au centre), et enfin en éditant leurs propriétés via un panneau (situé en haut à droite). Le catalogue d’actions est extensible. 

  • Applications spatiales OASIS et 3S

Le Battle Lab est aussi utilisé pour des applications spatiales, comme OASIS, dont l’objectif étaient de prototyper les fonctions (détection de conjonctions, de manœuvres, etc…) et l’IHM d’un système d’information spatial, ou encore l’application 3S (Survivabilité des systèmes spatiaux). 

       
       Prototypage d'un système d'information spatiale

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