Les augmentations d’ordre physique ou physiologique du soldat

Sébastien Gryseleyn
Responsable segment d’ingénierie « architecture des systèmes terrestres », DGA.

En complément des enjeux cognitifs exposés dans le chapitre précédent (p. 85-112), selon un traditionnel (et peut-être discutable) découpage corps–esprit, nous traitons ici des aspects physiques du corps humain, à savoir la prise en compte et l’impact de sa structure (caractéristiques de type masse, taille…), de son activité (marcher, courir, se poster…), de l’énergie dont il dispose (adressant ses sources de chaleur, eau, nourriture…) et de ses capacités de résistance.

Une première question qui peut se poser en termes de périmètre d’étude porte sur les enjeux physiologiques ou physiques qui impliquent une augmentation des performances du soldat.

• La physiologie est relative au fonctionnement de l’organisme, à savoir ici :

– ses appareils digestif, circulatoire et excréteur, et ses diverses fonctions de métabolisme,

– ses systèmes nerveux et immunitaire, ses barrières (peau et muqueuses).

(Figure 1 : Exemple de protection NRBC [Photo : 92^e RI, armée de terre])

Ce niveau physiologique n’est, peu ou prou, pas l’objet d’étude particulière chez les ingénieurs du monde de la Défense, si ce n’est au travers du prisme des enjeux NRBC (Nucléaire, radiologique, bactériologique ou chimique) où l’enjeu est d’éviter à l’individu d’être (trop) perturbé, principalement en protégeant et en isolant du mieux possible l’individu de son environnement, ce qui se traduit par un certain encombrement et d’autres contraintes ergonomiques dont la ventilation en premier lieu (voir figure 1).

L’enjeu, à ce stade, est de maintenir un bon niveau de fonctionnement de la physiologie de l’organisme, quels que soient finalement les perturbations ou agents de nature pathogène auxquels celui-ci est soumis. C’est un domaine où la science médicale est évidemment prédominante.

• Au-delà du bon fonctionnement « interne » de l’organisme, on parle de capacités physiques de l’homme au sens large, incluant donc évidemment la femme. Ce sont des aptitudes plus simples à acquérir d’un point de vue « externe », plus facilement mesurables par exemple, et qui rejoignent notablement le monde du sport. Il s’agit ici, par exemple, de qualités d’endurance, de force, de souplesse, de rapidité, de coordination, de motricité, etc.

Le mandat délivré au groupe de travail B, sur l’augmentation des capacités physiques et le soutien physiologique du futur combattant, était ici d’explorer les besoins et possibilités d’augmentation de capacités d’ordre physiologique ou physique concernant « le » soldat, c’est-à-dire comment mieux le protéger contre des phénomènes de nature à diminuer ses capacités, ou voire d’augmenter plus intrinsèquement au moins certaines de ses facultés de façon à développer notamment sa capacité à combattre et à durer dans des environnements difficiles ou encore lui donner quelques avantages supplémentaires par rapport à ses adversaires.

L’exploration réalisée par ce groupe de travail a consisté à identifier et à caractériser des besoins ou fonctions phys(iolog)iques à augmenter, puis d’esquisser quelques solutions envisageables.

L’auteur adresse ici toutefois un certain bémol quant au contenu exposé dans cet article dans le sens où ce groupe de travail ne s’est réuni que de façon ponctuelle et n’a pu réunir tous les chercheurs les plus légitimes sur le sujet. Dans ce contexte, nous espérons toutefois que cette restitution puisse apporter un éclairage intéressant.

Le besoin opérationnel

Par le chef d’escadron Matthieu Chastaing, officier traitant au bureau soutien logistique de l’État-major de l’armée de Terre (EMAT).

Propos liminaire : la caractérisation du besoin opérationnel se fera dans le cas présent uniquement dans le champ des Vêtements, équipements et protections (VEP). Dans le cadre d’une étude intégrant les autres champs des programmes d’armement (armements, véhicules, postes radio), le besoin opérationnel serait plus large.

Le contexte opérationnel auquel est confrontée l’armée de Terre est en permanente évolution quel que soit le lieu où elle est engagée (en opération extérieure ou sur le territoire national). Les missions qu’elle remplit se font dans des espaces complexes, en présence de populations civiles et face à un adversaire potentiellement dissymétrique voire asymétrique. Face à un tel constat, obtenir la victoire tactique repose notamment sur l’acquisition d’une supériorité capacitaire ou technologique, mais sans pour autant occulter d’autres dimensions, tel que l’aspect social de la guerre qui peut être considéré à la périphérie de notre réflexion. Pour autant, la perspective d’un soldat qui serait tellement augmenté qu’il en deviendrait totalement déshumanisé poserait certainement un problème d’acceptabilité.

Dans cette perspective d’adaptation permanente au contexte opérationnel et sans obérer la pertinence des programmes d’armement, les équipements individuels du combattant sont la première et dernière protection du soldat et, à ce titre, doivent être en phase avec l’évolution technologique.

(Figure 2 : Équipement de base du soldat français en 2020)

Au fur et à mesure des progrès accomplis, les équipements du soldat se caractérisent par une certaine complexité :

– de chacune de ses composantes pour lesquelles, on peut viser toujours plus de caractéristiques intégrées ou de performances propres ;

– d’une dimension systémique intégrant l’ensemble de ces éléments constitutifs des équipements dans une perspective de surcouche en y associant des objets connectés, tel que le développe le concept de « combattant 2020 » (voir figure 2) ;

– et un dernier aspect de fonctionnement intégré en système de systèmes, en considérant, par exemple, les liens entre les entités de combat (groupe, section, sous-groupement, groupement), les liens avec les véhicules ou le réseau de communication, etc.

Dans une telle vision, on considère que l’ensemble des équipements individuels de combat destinés aux soldats intégrés dans une force, disposant de divers moyens, est un « système d’arme » à part entière dont l’objectif est de produire de la capacité opérationnelle. Parmi les capacités visées (voir figure 3), celles relevant plus particulièrement des aspects physi(ologi)ques sont les besoins :

• De protection contre divers types d’agressions directes (tirs d’autres armes, explosions et effets sonores associés, conditions climatiques, agents chimiques ou autres, etc.) ou de dissimulation. Cela concerne ici particulièrement la qualité des tenues et notamment les plaques de protection balistiques.

(Figure 3 : Capacités / besoins fonctionnels principaux et intrinsèques du système fonctionnel équipant le combattant)

• De mobilité adaptée aux contraintes de la mission. Ainsi, l’allégement du combattant ou une aide ergonomique au port de charge sont les pistes envisageables.

• D’agression permettant de conférer au soldat la capacité d’utiliser ses armes.

• Mais également d’autonomie et de confort. Le soldat doit pouvoir durer plusieurs heures, voire plus, sans être forcément réalimenté ou reconditionné, et pouvoir opérer dans des conditions dégradées ou avec des possibilités de réparation.

Les fonctions attendues

Au-delà du besoin global présenté précédemment, cette partie présente une analyse rapide et modeste d’identification, de caractérisation et de classement des fonctions possibles à augmenter dans le périmètre du mandat donné.

Un premier tour d’horizon permet en effet d’identifier un certain nombre de fonctions qu’il serait intéressant d’augmenter, à savoir :

1. Les fonctions d’alimentation peuvent répondre aux besoins d’autonomie et de la capacité à durer du combattant. Disposer de sources d’hydratation et de nourriture suffisantes et efficaces, autrement dit d’un régime adapté et le cas échéant compatible des contraintes d’emport, le tout au regard des aptitudes requises (voir fonctions d’endurance ou de force musculaire). Une autre piste non exclusive, est la capacité à endurer une ou des périodes de privation sans en être trop impacté, ce qui pourrait se forger par un entraînement ou d’éventuels substituts. Enfin, en étant probablement un peu plus prosaïque, une certaine commodité est requise vis-à-vis des besoins d’élimination, surtout lorsque ces besoins se font sentir avec un port de charge de 40 kg ou plus sur le dos.

2. L’endurance physique pour supporter par exemple des déplacements conséquents, pouvoir résister à la fatigue face aux efforts ou aux contraintes environnementales, tout en conservant une certaine vigueur.

3. La force musculaire pour tout type d’effort, à commencer par l’emport de charge mais également des capacités de manipulation (par exemple d’une arme lourde) ou d’agression vis-à-vis d’un obstacle, ou même d’un adversaire en corps-à-corps. Souvent la force doit être associée à des aptitudes d’habilité, d’efficacité et de rapidité.

Pour ces deux dernières aptitudes, l’entraînement (et voire une certaine sélection) demeure incontournable et des dispositifs particuliers (orthèses, report de charge) peuvent être envisagés. Pour la capacité à durer et notamment vis-à-vis des conditions météorologiques, les enjeux de résistance au froid dans un cas, à la chaleur dans un autre et globalement d’une bonne thermorégulation adresse la technologie du textile ou de ce qui peut s’y intégrer.

4. Le franchissement d’obstacles secs ou humides, verticaux ou horizontaux : on est dans le cas particulier de fonctions d’agilité et de mobilité, idéalement tous terrains, qu’ils soient urbains ou naturels, et vis-à-vis de différents types d’obstacles (exemple un mur, une zone marécageuse ou un cours d’eau à franchir). Cela inclut une protection vis-à-vis de tels environnements par rapport aux chocs potentiels, l’abrasion ou l’étanchéité (humidité, boue), au niveau du soldat lui-même (conserver son intégrité physique ou un minimum de confort ne serait-ce qu’à l’issue du franchissement) ainsi que de ses équipements qui doivent rester fonctionnels (conservation des capacités opérationnelles).

Sur ce point, les cas de figure sont nombreux et peuvent revêtir un caractère occasionnel pour un type d’obstacle. Les pistes de solution peuvent être de nature système (exemple qualité d’étanchéité de l’ensemble de la tenue), voire d’un ajout de matériel dédié.

5. La discrétion vis-à-vis des différentes signatures optiques, sonores, électromagnétiques, voire olfactives (!), etc. C’est là une facette de la protection du combattant sur le champ de bataille, sa capacité à se fondre dans l’environnement et le cas échéant à changer de forme au gré de son évolution (idéalement de façon automatique) tout en conservant une meilleure furtivité possible. À l’inverse, une autre visée, typiquement en phase d’attaque, peut être d’impressionner l’adversaire, par exemple en faisant le plus de bruits possible (pas seulement au sens sonore), voire en provoquant des saturations ou en se démultipliant (exploitation de ressources virtuelles).

6. Les protections face aux agressions cinétiques (balles, éclats) ou thermiques (feu ou autres sources de chaleur intense), aux ondes de choc (explosions ou autres bruits intenses impulsionnels) et, probablement demain, face aux armes nouvelles (laser, micro-ondes…).

Les solutions actuelles répondent partiellement à ce type de menaces, et il est toujours question d’aller plus loin dans la protection, de l’étendre à des champs non couverts (exemple du souffle ou parties du corps non protégées) et en parallèle de rendre ces solutions moins encombrantes.

7. Les protections face aux radiations, agents bactériologiques (dont les pathogènes naturels) ou chimiques.

8. La préservation, récupération et régénération des capacités physiques du combattant par rapport à la fatigue et voire les contraintes de sommeil endurées. Cette fonction peut adresser les temps de non-engagement entre deux interventions pendant lesquels il s’agit de régénérer au mieux le potentiel du soldat. Ainsi que, potentiellement, durant ou en dehors d’un temps opérationnel actif, un monitoring et une gestion propre de son état physique (aspect développé par le MCS Koulmann ci-contre).

9. La sensibilité ou l’endurance face à la douleur.

10. La perception de « données brutes » de l’environnement : on est ici dans notre cadre d’étude sur les capacités physiques (à distinguer des capacités cognitives) la captation augmentée et a priori instrumentée d’informations visuelles (voir plus loin ou mieux, en dépit des conditions météorologiques ou obstacles – comme voir au travers d’un mur), sonores ou d’autres natures (détection de diverses sources de danger – électromagnétique, NRBC…).

Le point de vue médico-physiologique

Nathalie Koulmann
Médecin chef des services, Division Santé du militaire en opérations, Institut de recherche biomédicale des Armées (IRBA).

Le choix a été fait ici de concentrer la réflexion sur le port de charges en conditions opérationnelles et les conséquences que cela entraîne sur les capacités du combattant.

La problématique du port de charges

Dans les armées occidentales, le port de charges lourdes représente un véritable défi. En effet, avec les améliorations technologiques et les enjeux opérationnels actuels, le combattant doit faire face au poids que représente son équipement. La généralisation du port des protections balistiques, la modernisation de l’armement, la multiplication des systèmes individuels et collectifs et les batteries propres à chaque équipement n’ont pas seulement pour effet d’assister le soldat mais également de l’alourdir : le fantassin porte en moyenne 40 à 45 kg et ce poids peut dépasser 50 kg pour les personnels des unités spécialisées. Dans le cadre de l’optimisation des capacités physiques du combattant, le port de charges lourdes se pose donc comme un enjeu essentiel. Il a pour conséquences d’altérer les capacités opérationnelles du combattant, en majorant l’effort physique lié aux déplacements et en accélérant la survenue de la fatigue. De plus, le risque de blessures augmente et la gravité de celles-ci s’accroît également.

Les qualités physiques requises pour de tels déplacements sont de nature variée : le fantassin devra disposer d’une bonne aptitude aérobie ⁽¹⁾ et être capable de développer de la force au niveau des membres supérieurs ainsi qu’au niveau des membres inférieurs. Plus la marche est prolongée, plus l’aptitude aérobie est un facteur de performance important. Plus la charge portée est importante et plus la composante de force sera prépondérante. Ainsi, les études américaines ⁽²⁾ ont bien montré que la force musculaire et l’endurance musculaire devaient être travaillées de pair pour une condition physique optimale permettant le port de charges lourdes. Ceci a conduit le Centre national des sports de la Défense à redéfinir la doctrine d’entraînement physique du combattant, première des pistes ou solutions proposées pour relever le défi du port de charges.

Les pistes et solutions apportées

Les réponses existantes

L’objectif de la nouvelle doctrine d’entraînement proposée était de rajouter une composante d’entraînement en force (musculation) à l’entraînement en endurance conduit traditionnellement. L’entraînement en force a pour but d’augmenter la masse du muscle et des fibres grâce à la synthèse protéique stimulée par les contraintes mécaniques tandis que l’entraînement en endurance augmente le nombre de mitochondries et les capacités oxydatives du muscle, c’est-à-dire qu’il fait augmenter la capacité de résistance à la fatigue. Cependant, combiner les deux ne va pas de soi. En effet, une interrelation négative existe entre ces deux types d’entraînement. Le développement de la force est limité lors de la mise en œuvre d’un entraînement combiné, par rapport à un entraînement isolé en force. La compréhension des mécanismes cellulaires à l’origine des réponses adaptatives à ces deux types d’entraînement a permis de mieux appréhender le dilemme. Ainsi toute séance intensive en endurance, qui conduit à un déséquilibre énergétique à l’intérieur des fibres musculaires sollicitées et à un certain niveau d’hypoxie, va entraîner une inhibition du processus de synthèse protéique recherché pour la prise de masse musculaire escomptée par l’entraînement en force. La compréhension de ces mécanismes intracellulaires éclaire également la complexité d’une approche pharmacologique exogène, ou de toute autre intervention, indépendamment des problèmes éthiques posés par une telle approche.

Une autre piste déjà envisagée est celle de l’utilisation d’un exosquelette, ou de façon plus générale, de l’aide au port de charge. Cette approche ne relève pas de la physiologie mais plutôt de l’ingénierie ; pour autant, le regard du physiologiste relève quelques limites qui ne sont pas à ignorer. Dans un premier temps, si l’objectif recherché à travers un exosquelette est d’apporter une aide à l’individu pour qu’il porte plus, ou qu’il porte autant mais avec plus de facilités, il apparaît que l’exosquelette peut également avoir un impact négatif sur d’autres fonctions ou aptitudes et gêner l’autonomie du fantassin, celui-ci devenant par exemple moins agile, moins souple ou moins furtif… L’amélioration d’une fonction – le port de charges – ne doit pas se faire par la détérioration d’autres fonctions tout aussi importantes pour l’opérationnalité du combattant. D’autre part, à ce jour, la véritable difficulté technologique pour les exosquelettes est le poids supplémentaire qu’ils représentent pour le fantassin qui en est équipé : ce surcoût énergétique requis n’est pas forcément compensé par le système.

Les pistes à suivre

Une des problématiques essentielles sur le thème de l’augmentation des capacités physiques du soldat est celle de la gestion de la fatigue, qui est intimement liée à la récupération. L’optimisation de la récupération passe notamment par des apports hydriques et nutritionnels adaptés aux besoins du combattant, que ce soit au plan quantitatif et qualitatif ; et des améliorations peuvent être envisagées, en particulier en ce qui concerne les apports glucido-protéiques. D’autre part, il s’agit également d’améliorer la gestion du sommeil. Si des aides pharmacologiques existent, qui permettent d’induire le sommeil ou au contraire de maintenir l’éveil, aucune substance pharmacologique pouvant influencer directement le sommeil lent profond, qui est le sommeil dit « récupérateur », n’est disponible à ce jour.

Finalement, est-ce que la piste la plus prometteuse pour améliorer le fantassin ne serait pas celle de son allégement réel ? Il est intéressant de rapporter qu’au travers de l’histoire, le combattant de tout temps a dû porter des charges conséquentes ⁽³⁾. Une étude australienne ⁽⁴⁾ montre d’ailleurs une certaine stabilité des charges portées par les soldats au fil du temps. La solution serait donc de briser ce cycle en utilisant la technologie pour véritablement limiter le poids des charges, et ainsi améliorer les capacités physiques du combattant.

* * *

Le tableau 1 présente le résultat d’une analyse quantifiée et classifiée du besoin d’augmentation de ces fonctions au sein de notre groupe de travail, selon :

– les critères de marge de progrès recherché (facteur Q1, entre faible – coté 0 – et fort – coté 100),

– le degré d’occurrence (facteur Q2, entre rare et permanent),

– et le degré d’universalité du besoin (facteur Q3, entre usage spécialisé et adressant tous les soldats).

Plus le nombre de points affectés est élevé, plus fort est le besoin.

(Tableau 1 : Classement décroissant du besoin des fonctions d'augmentation  [P : les besoins d'augmentation de nature physique ; C & P : associés aux enjeux cognitifs, ceux-ci étant traités au travers d'un autre groupe d'études])

L’enjeu d’une telle classification, dont le contenu et les résultats sont très certainement discutables, est de relativiser certains besoins moins prioritaires et qui pourraient s’avérer coûteux en termes d’acquisition ou d’usage (encombrement, contraintes d’emploi…), ou a contrario de motiver l’investissement dans des solutions dont la plus-value attendue est forte. Évidemment, les besoins forts faciles à satisfaire seraient incontournables.

L’enjeu de la section suivante est de tenter de poser quelques solutions.

Pistes envisageables

Face aux différents besoins précédemment exprimés, on peut songer de prin-cipe à de multiples pistes. Pour accroître les capacités physiques intrinsèques, outre l’entraînement qui est et restera bien sûr un facteur clé, on peut avoir recours à différents types de stimulations, celui d’ordre mécanique étant le plus facile à mettre en avant, car des perspectives industrielles laissent envisager pour demain des aides mécaniques ou motorisées qui permettraient d’économiser les forces du soldat ou voire même de les amplifier (exemple typique d’un exosquelette).

Le sujet plus tendancieux est bien sûr le dopage type médicamenteux, qu’il soit ponctuel et comme il est semble-t-il d’usage pour quelques produits limités (voir l’article du capitaine Roussel sur l’ancien usage du « coup de gnôle » avant de passer à l’attaque ⁽⁵⁾) ou plus établi dans le temps comme c’est manifestement le cas dans certaines disciplines sportives. C’est une voie où l’acceptabilité sociale pose clairement problème pour une société comme la nôtre (ne serait-ce que quant à l’impact plus ou moins durable sur l’individu) et les auteurs de cet article n’ont pas ici de compétence particulière à mettre en avant.

Beaucoup d’espoirs peuvent être fondés sur la technologie du textile, tant le civil est porteur d’innovations, à ceci près que le cahier des charges pour répondre à des besoins militaires serait assez chargé et nécessiterait des développements exploratoires propres. Mais c’est bien sûr la voie pour répondre aux besoins d’adaptation aux conditions géographiques d’interventions, assurer un minimum de confort pour le soldat, disposer pourquoi pas de protections balistiques améliorées (voir les travaux sur l’extrême résistance du fil d’araignée, si tant est qu’une telle perspective soit réaliste), voire permettre un camouflage adaptatif ou voire répondre à d’autres enjeux de furtivité, etc.

Le textile peut ou pourrait aussi intégrer des capteurs, aussi bien tournés sur l’homme (état physique) que vers l’environnement (détection « d’agents » dangereux), ou des liaisons acheminant données et énergie (allégement et désencombrement du combattant).

Sans présenter ici toute l’étendue des solutions envisageables, plusieurs critères ont été mis en exergue pour les examiner, les trier et les classer.

Le premier d’entre eux est le critère de leur acceptabilité sociale, aussi bien culturelle (avec nos projections propres et notre ancrage temporel) que juridique (notre société étant fondée sur le droit).

• À ce titre, et du côté du non acceptable, se trouve clairement l’usage d’éventuelles nouvelles substances permettant d’accroître durablement les capacités physiques.

=> Cette piste est non retenue pour le Groupe de travail B à ce jour.

• À la limite de l’acceptabilité sociale, mais contraint juridiquement (tel que vu de notre groupe d’étude), se situerait l’usage maîtrisé de produits dopants dont l’impact ne serait que ponctuel (durant le temps d’une intervention ou d’une opération courte).

• Toutes les autres solutions nous apparaissent acceptables selon ces critères.

Un deuxième critère examiné est la faisabilité technologique, sur la base de notre connaissance d’études ou de travaux existants, et du niveau de maturité et d’effort financier à consentir. Dans la limite de la pertinence de notre analyse, nous trouvons :

• des solutions nécessitant a priori des efforts financiers importants :

– des solutions potentielles d’assistance à la mobilité des soldats (portant ou assistant l’individu),

– et des dispositifs d’augmentation significative des performances sensorielles intrinsèques semblent les plus onéreux aujourd’hui !

• des solutions de faible maturité technologique :

– d’abord des dispositifs d’aide au franchissement, de maîtrise des différentes signatures (optique, sonore, olfactive, EM…),

– ensuite des augmentations de performances sensorielles intrinsèques.

=> Ces améliorations sont aujourd’hui incertaines, en tout cas à horizon long terme.

• des solutions dont la maturité est plus avancée et dont les investissements à consentir seraient plus limités :

– l’adaptation des tenues aux conditions géographiques ou aux agressions thermiques (liées aux tirs d’armes),

– la récupération après une phase active…

=> Ces solutions pourraient déboucher à court terme.

• Enfin des solutions dans l’entre-deux en termes de maturité actuelle et d’importance de financement :

– l’amélioration des protections (actives ou passives) face aux menaces cinétiques (balistiques) ou aux ondes (acoustiques, optiques, EM…),

– l’allégement et l’ergonomie du système pour le combattant.

=> Ces solutions pourraient déboucher sur le moyen terme.

Enfin, le troisième et dernier critère examiné est celui des effets attendus des solutions, en termes de durée de l’effet produit, de la rapidité de production et de la réversibilité de cet effet. La plupart des pistes de solutions étudiées apparaissent prometteuses. Les quelques-unes qui présentent le moins d’effets seraient :

– l’accroissement intrinsèque des performances sensorielles,

– l’usage de substances nouvelles permettant d’accroître ponctuellement les capacités physiques.

Au final, l’examen de fonctions souhaitées au grill de ces critères d’acceptabilité sociale, de faisabilité technologique et d’effets attendus (ou gains) est de nature à modifier la priorisation du besoin d’un point de vue strictement opérationnel. Voir le tableau 2 ci-dessous.

Perspective(s)

Ce travail collectif a permis de poser et de caractériser des fonctions d’augmentation en termes de besoin opérationnel d’une part, et selon une vue plus industrielle d’autre part. Au-delà des quelques écarts pouvant apparaître en termes de priorisation ou d’intérêt à y consacrer, cette étude rapide et cette approche unitaire ont forcément des limites.

(Tableau 2 : Classement des fonctions d'augmentaiton suivant l'intérêt opérationnel d'une part [cf tableau 1] et un produit faisabilité + gain, d'autre part [cotation de 0 à 100])

Notamment celle de ne pas répondre un peu plus concrètement à une perspective de solution ou de donner une vision de ce que pourrait être le soldat de demain. Sujet auquel les industriels parties prenantes de ce groupe proposent des pistes pour l’instant générales (exposées dans les paragraphes ci-après), car il s’agit avant tout d’en définir les concepts et l’architecture de base sur laquelle s’appuyer, sujet qui n’est pas trivial. Cette architecture permettrait d’agréger et d’interconnecter de façon modulaire et standardisée les différents constituants (senseurs et effecteurs) et idéalement de proposer des services « systèmes » d’une part (ne serait-ce que des interfaces de haut niveau et simplifiées pour l’utilisateur), reliés à l’environnement du soldat d’autre part.

On peut signaler une actualité européenne sur le sujet, puisqu’une étude d’architecture sur deux ans, de plusieurs millions d’euros, devrait démarrer début 2018 dans le but justement de définir et standardiser une architecture type à partir de laquelle, si ces travaux aboutissent effectivement, chaque nation pourrait constituer plus facilement son propre système. Une étude à suivre donc.

Le soldat augmenté à la croisée des chemins : technologies, architecture système et facteurs humains

Patrick Séchaud
Responsable ligne de produit Combat numérisé, Safran Electronics & Defense.

Dominique Lévy
Direction de la Stratégie, innovation et technologie, Safran Electronics & Defense.

La recherche dans le domaine de l’armement s’exerce sur deux axes a priori en contradiction :

– la volonté de doter le combattant avec toujours plus de capacités et d’équipements encore plus performants ;

– la nécessité d’alléger les équipements portés par le combattant afin de ne pas compromettre sa mobilité.

La recherche sur le soldat augmenté n’échappe pas à cette double contrainte. Aussi est-il nécessaire d’intégrer la réflexion sur le soldat augmenté dans la triple perspective :

– des technologies émergentes,

– de la compatibilité entre les équipements au travers d’une architecture système robuste,

– de l’adaptation des équipements à l’homme dans le cadre d’une démarche ergonomique.

Nous allons étudier dans quelle mesure de nouvelles technologies pourraient permettre, à l’avenir, de concilier l’apport de nouvelles capacités et la diminution de la contrainte de masse, et ce, dans les deux domaines que sont la mobilité et la protection du combattant.

Précisons que les dispositifs qui seront évoqués ici sont de ceux qui ne « nécessitent pas d’action spécifique de manipulation pour être mis en œuvre », qui font « corps avec » ⁽⁶⁾ le combattant et qui sont sans effets sur l’homme (retour à l’état initial dès le retrait du dispositif d’augmentation).

La mobilité du combattant

La tendance à doter le combattant de toujours plus de capacités et protections a considérablement alourdi son équipement dans les dernières décennies. Malgré une adaptation par l’entraînement et le développement de la force physique, la problématique des troubles musculo-squelettiques a induit une réflexion sur des dispositifs permettant de soulager l’homme de la charge qu’il doit porter.

Ainsi, la société RB3D propose l’exosquelette Hercule V4 pour le transport de charges très lourdes tandis que Safran travaille sur l’Exomove, exo-structure légère d’assistance permettant d’augmenter l’endurance du combattant lors de déplacements avec dispositif de protection balistique (plaques de céramique) et sac à dos. L’Exomove permet une réduction du coût métabolique de la mobilité sous charge en accompagnant le mouvement des membres inférieurs. Cet accompagnement est le résultat d’une anticipation du mouvement de l’homme grâce à des algorithmes basés sur l’état de l’art dans l’intelligence artificielle. Ainsi, l’Exomove ne nécessite aucun apprentissage pour l’utilisateur : c’est le dispositif qui s’adapte à l’homme en « apprenant » ses schémas corporels lors de ses déplacements. De plus, son développement prend en considération les équipements actuels et futurs du combattant (gilet balistique, sac à dos…) afin de proposer un système intégrable aisément.

Si les premiers résultats s’avèrent prometteurs, les dispositifs exo-squelettiques ne sont qu’au début de leur développement : ils sont encore relativement lourds et volumineux. Néanmoins, des technologies telles les fluides magnéto-rhéologiques, les fibres électro- ou magnéto-actives ou encore la plastronique ⁽⁷⁾ laissent entrevoir des perspectives d’allégement des structures de ces équipements et d’amélioration du confort.

La protection du combattant

La protection balistique est une problématique majeure de la protection du combattant. Aujourd’hui, cette protection nécessite de lourdes plaques de céramique qui entravent la mobilité. Les recherches sur l’allégement de ces dispositifs portent sur l’association de feuilles d’aramide et de fluides rhéo-épaississant.

La protection passe également par la « furtivité » du combattant, une capacité qui pourrait émerger grâce à des textiles photochromiques changeant de couleur en fonction de la luminosité. Grâce à ces dispositifs, la tenue de combat pourrait s’adapter à l’environnement pour mieux s’y camoufler.

Enfin, l’intégration de composants électroniques dans les textiles devrait permettre à terme un suivi physiologique (température, fréquence cardiaque, etc.) du combattant.

L’ensemble de ces pistes technologiques promet de considérables améliorations pour la protection et le confort du combattant mais pose la problématique de l’intégration système : nécessité de décamouflage des amis pour connaître leur position, lieu de traitement des données physiologiques et mesures à prendre en cas de détection de défaillance physique…

Pour conclure : l’homme au centre

Si les technologies précédemment évoquées sont prometteuses, elles ne suffisent pas à garantir l’élaboration de dispositifs de mobilité et de protection efficaces. La démarche de conception se doit de mettre l’homme au centre de sa réflexion : outre l’efficacité, le confort d’utilisation, l’usage intuitif et l’apprentissage rapide sont primordiaux. La démarche de conception se doit également de permettre l’interopérabilité de l’ensemble des équipements : architecture système et architecture modulaire permettront de garantir cohérence et agilité.

Homme et Technique : maîtriser une évolution à deux vitesses

Yves Joubert
Colonel (e.r.), Conseiller opérationnel, Thales Optronique SAS.

Face à un ennemi chaque jour plus diffus et ne respectant aucune des règles de la guerre, le soldat occidental doit fonder sa supériorité, aujourd’hui davantage encore que par le passé, sur les avancées technologiques et leur adaptation, par l’industriel de défense, à son besoin spécifique.

Agression, mobilité et protection sont les trois facteurs complémentaires pour lesquels il faut trouver un juste équilibre de façon à ce que le soldat puisse agir et se battre efficacement. Notre société ne tolérant que très mal les pertes et les considérant comme une forme d’échec dans l’accomplissement de la mission, fut-elle par ailleurs pleinement remplie, le soldat se voit de plus en plus protégé et armé, avec pour conséquence de perdre grandement de la mobilité. Formation, entraînement et drill ne peuvent compenser seuls les modes d’action utilisés par les terroristes agissant tant comme acteurs isolés qu’au sein de groupes constitués, de mieux en mieux organisés et soutenus. La technologie apporte effectivement beaucoup et participe fortement à la préservation de la supériorité tactique que ce soit pour détecter comme pour traiter les menaces.

Le corollaire pénalisant est que le combattant « s’alourdit ». Il suffit de comparer le soldat des années 1960, au morphotype « souple, félin et manœuvrier », équipé d’une casquette, d’une simple musette, d’une paire de jumelles, d’un poste radio portatif et d’un pistolet-mitrailleur avec celui du début de ce siècle qui a pris « 10 kg de muscles » et se voit équiper d’un fourniment lui faisant dépasser la barre des 100 kg.

Nous le rappelons, mais il est essentiel de le faire, notre soldat se trouve opposé à un combattant extrêmement léger, parfaitement adapté à la géographie de son environnement (il y vit depuis des siècles) et qui, de plus, ne vient jamais ou seulement lorsqu’il y est contraint, l’attaquer en frontal. Aussi, nous pensons que l’axe d’effort prioritaire sur lequel l’industriel de défense doit travailler, pour tenir compte de la problématique globale, se résume fort simplement en « Réduction de charges et encombrement ». Cette action doit cependant être mise en œuvre en préservant la supériorité tactique, autrement dit sans dégrader les performances des équipements et en gérant un nombre sans cesse croissant d’informations. Alors, comment faire, quelle route suivre pour parvenir à satisfaire ces exigences et contraintes ?

Nous nous appuierons sur deux domaines, l’optronique et la robotique, pour illustrer ce chemin.

L’optronique : miniaturiser pour alléger l’équipement

Sommes-nous en mesure de proposer des équipements optroniques plus petits, légers et moins consommateurs d’énergie car ce dernier paramètre reste, malgré les progrès remarquables réalisés en ce domaine, une très forte contrainte ?

Ne devons-nous pas envisager des équipements connectés dont les fonctions multiples seraient mieux distribuées, « un pour plusieurs » en lieu et place de « plusieurs pour un, c’est-à-dire le chef » ? La fusion des données pourrait en être l’illustration et aurait ainsi pour impact immédiat de limiter de façon conséquente le nombre d’équipements au niveau de l’unité élémentaire.

La « vision augmentée » permettant au soldat de mieux appréhender son environnement, déceler plus rapidement et traiter précisément toutes les menaces, n’est-elle pas un axe essentiel sur lequel progresser avec conviction pour renforcer le potentiel de notre combattant ?

Tout cela peut probablement se résumer en deux mots : « capteurs intelligents » qui, par leurs concentrés technologiques et une interface homme machine (IHM) résultat d’une préoccupation prioritaire du concepteur, redonneront au soldat une protection active synonyme de mobilité accrue.

Pour des robots porteurs au contact du soldat

Des efforts peuvent également être consentis simplement pour redonner au combattant ces mobilité et rapidité de déplacement qui lui font souvent et cruellement défaut actuellement. Aussi, à l’exemple des chasseurs alpins qui transportaient leurs trop lourds et encombrants équipements à dos de mules, ne peut-on imaginer un robot qui remplirait cette fonction sans en avoir les inconvénients (désobéissance, soins, risque d’indiscrétion…) ? D’abord, le robot permettrait l’immédiateté dans l’adaptation de la charge à la mission du moment dont la versatilité est de plus en plus marquée (bascule de l’ambiance « prise de contact » à la « terreur d’un acte lâche au milieu de la population »). Ensuite, il permettrait évidemment d’alléger le soldat mais surtout, tout en lui rendant une mobilité certaine, maintiendrait son niveau de protection à un très bon niveau. Enfin, il pourrait avoir recomplètement (eau, munitions…) et « réconfort » à portée de main. On peut aussi tout à fait penser que cette mule peut être support à d’autres équipements en mesure de remplir d’autres fonctions que le seul transport de charge (observation, armement, brancard…).

Là encore, il faut bien garder à l’esprit que cet apport technologique ne doit pas être synonyme de « charge cognitive en forte hausse ». Aussi, faut-il que ce robot obéisse au doigt et à l’œil : et donc, à nouveau, nous insisterons sur la place prépondérante de l’IHM dans le succès de cette entreprise qui ne reposera donc pas que sur la faculté des ingénieurs à la concrétiser.

* * *

En conclusion, nous pensons que le soldat doit être au centre de toute mise en œuvre d’une nouvelle technologie, cette dernière le dépassant probablement totalement, afin de la rendre utile et exploitable, donc efficace. Un soldat augmenté et connecté mais allégé au mieux des charges physiques et ayant une connaissance « juste utile » de son environnement tactique, voilà la clef du succès que conjointement, les armées et l’industriel de défense doivent s’efforcer d’atteindre afin de « préserver le potentiel du combattant de façon efficiente ». ♦

(1) Travail se focalisant sur la durée sur laquelle un individu peut maintenir un effort sollicitant un pourcentage le plus élevé possible du VO₂ max (débit de consommation maximal d’oxygène : c’est la quantité maximale d’oxygène que le corps consomme lors d’un effort intense par unité de temps).
(2) Bradley C. Nindl et al., « Executive Summary from the National Strength and Conditioning Association’s Second Blue Ribbon Panel on Military Physical Readiness: Military Physical Performance Testing », Journal of Strength and Conditioning Research, vol. 29, supplément 11, novembre 2015, p. S216–S220.
(3) Se référer également à l’article du capitaine Antoine Roussel dans ce Cahier, p. 29-38.
(4) Rob Orr, « The Australian Army Load Carriage Context: a Challenge for Defense Capability » (présentation), Annual Military Pharmacy Specialist Interest Group Conference, 11 octobre 2012.
(5) Voir dans ce Cahier, l’article du capitaine Antoine Roussel, p. 29-38.
(6) Gérard de Boisboissel et Jean-Michel Le Masson, « Le soldat augmenté : définitions », p. 21-26.
(7) Intégration de l’électronique dans des structures plastiques.