mardi 18 décembre 2001
 Sciences
  
 Rechercher un article      

 ACTUALITES
 à la une
 international
 france
 société
 régions
 horizons
 analyses & forums
 entreprises
 euro
 communication
 aujourd'hui
 météo
 sports
 sciences
 culture

 AUTRES EDITIONS
 version texte
 tous les dossiers
 tous les forums
 lettres
 d'information

 les dessins du jour
 le Monde en pdf
 le Monde en html
 édition nomade

 CHAINES
 interactif
 sortir
 livres
 éducation
 emploi
 immobilier
 finances

 SERVICES
 archives du Monde
 services
 aux lecteurs

 contactez-nous
 sté des lecteurs

 OUTILS
 espace personnel
 mail gratuit
 mots croisés
 webcam
 outils de recherche
 navigateurs
 & utilitaires

 traducteur
 questions de
 français

   
Le Solo Trek de Millenium Jet, qui devrait emporter dans les airs un soldat sur 250km. Pour l'heure, il n'a fait des sauts de puce (30cm) de quelques secondes, suspendu à une grue. | solotrek.com
 Le Solo Trek de Millenium Jet | solotrek.com
Article au format texte pour impression Envoyer par email cet article à un ami
 
 Sur le même sujet
Le bestiaire robotique du Commissariat à l'énergie atomique
LE MONDE | 18.12.01 | 12h08
Les vêtements du futur auront la fibre de la communication
LE MONDE | 13.12.01 | 12h10
Segway, la mystérieuse création de Dean Kamen, réinvente le transport personnel motorisé
LE MONDE | 04.12.01 | 12h51
Demain, le soleil et la pluie se chargeront de nettoyer les vitres
LE MONDE | 04.12.01 | 12h51
L'alchimie des UV et du dioxyde de titane
LE MONDE | 04.12.01 | 12h51
Première transmission laser entre deux satellites
LE MONDE | 23.11.01 | 13h25
Avec le stylo caméra et son papier spécial, l'écriture vole à travers l'espace
LE MONDE | 22.11.01 | 13h28
 
LE MONDE | 18.12.01 | 12h08
MIS A JOUR LE 18.12.01 | 16h00
L'exosquelette, armure encore hypothétique du guerrier du futur
Le ministère de la défense américain a engagé un programme de 50 millions de dollars pour mettre au point une armure robotisée - ce qu'on appelle un exosquelette - décuplant les forces du marine qui le portera. Ce système lui permettra de marcher une journée entière à 15 km/h avec un paquetage de 100 kg sur le dos, assurent les promoteurs du projet. Le principal défi à relever consiste à concevoir une source d'énergie (moteur ou pile) puissante, souple, légère, discrète et peu gourmande en combustible. Sept équipes ont été mobilisées pour livrer un prototype fonctionnel en 2005.

Un fantassin capable de se déplacer à 15 km/h durant une journée entière avec un paquetage de 100 kg sur le dos et d'arriver frais sur le théâtre des opérations. Tel est le marine du futur rêvé par la Darpa, l'agence de recherche de la défense américaine, qui a lancé en 2000 un programme "Exosquelettes pour l'augmentation des performances humaines".

En biologie, l'exosquelette désigne la carapace des insectes, des tortues et de certains mollusques. Une carapace que les auteurs de science-fiction ont reprise à leur compte pour doper les performances de leurs héros. A commencer par le lieutenant Ripley, incarné au cinéma par Sigourney Weaver, et qui, dans le deuxième épisode de la série Alien, se glisse dans un chariot élévateur équipé de bras et de jambes surpuissants qui, en démultipliant ses mouvements, lui permettra de triompher du monstre.

"Notre modèle n'a rien du lieutenant Ripley", prévient Ephrahim Garcia, responsable du programme Exosquelette de la Darpa pour lequel 50 millions de dollars (55,4 millions d'euros) vont être investis sur cinq ans. Le robot d'Alien, fait-il remarquer, est trop lourd et dépend de sources d'énergies extérieures. Demain, l'exosquelette du marine devra être autonome et le moins encombrant possible. Mais pour que cet ambitieux projet débouche, nombre de difficultés techniques doivent encore être résolues. Sept équipes de recherche, tant civiles que militaires, ont été retenues. Trois d'entre elles ont la charge d'étudier les aspects purement robotiques du problème tandis que les quatre autres se penchent sur l'épineuse question des "efforts" et sur la manière de les produire - l'une d'elles, Millenium Jet, travaillant depuis 1996 sur un exosquelette volant.

LE PROBLÈME DE L'ÉNERGIE

Le "problème majeur, selon Ephrahim Garcia, est celui de l'énergie". Si l'on additionne le soldat, son équipement et l'automate qui doit mouvoir l'ensemble, la masse devient considérable. Or, aujourd'hui, les performances des bras robotisés ne parviennent pas à déplacer en temps réel une charge supérieure au... dixième de leur poids. Certes, les systèmes hydrauliques peuvent saisir l'équivalent de leur propre poids. "Mais il faut pour cela convertir au préalable l'énergie en pression", ce qui ne va pas sans perte de rendement.

Dans ces conditions, quelle sera la source primaire d'énergie nécessaire aux mouvements, mais aussi à leur contrôle par des microprocesseurs ? Le moteur à explosion à deux temps est disqualifié d'entrée en raison de son niveau sonore incompatible avec une progression silencieuse en terrain ennemi. Pourtant, c'est du côté des moteurs thermiques que les équipes mises en concurrence par la Darpa s'orientent.

Miniaturisés, de tels moteurs offrent généralement des rendements très faibles, de l'ordre de 10 % à 15 %, mais grâce à de mystérieux carburants "à base d'hydrocarbures" - Ephrahim Garcia n'en dit pas plus -, les 25 % sont atteints et les 35 % ne sont nullement une utopie, affirme- t-il. D'autres systèmes moins bruyants, comme les piles à combustible qui produisent de l'électricité à partir d'hydrogène et d'oxygène, sont aussi envisagés. A condition toutefois de résoudre le difficile problème du stockage de l'hydrogène.

UN PROTOTYPE PROMIS POUR 2003

Le programme de la Darpa sera l'occasion de tester toute une série de moteurs et de microturbines, de pistons, de cylindres et de ressorts au design complexe. Car la façon dont l'énergie est restituée est aussi un point crucial, dans la mesure où le mouvement effectué doit être compatible avec la résistance du corps humain.

"C'est une tâche horriblement complexe, explique Ephrahim Garcia, que de commander des mouvements robotiques extrêmement précis tout en restant lié au corps humain, plus mou." Il est donc indispensable d'approfondir les recherches en biomécanique car "le soldat est au centre du dispositif". C'est de lui qu'on part "pour construire le squelette". Ce n'est donc pas un hasard si une partie des chercheurs enrôlés par la Darpa ont fait leurs premières armes dans le secteur paramédical, avec notamment la mise au point de systèmes d'assistance aux handicapés.

Les exosquelettes devront comporter des senseurs pour évaluer les gestes effectués par les soldats et les amplifier, mais aussi restituer les efforts en retour, ce qui suppose d'énormes capacités de calcul : à titre de comparaison, le couple de bras robotisés mis au point par le Commissariat à l'énergie atomique (CEA) est piloté par deux baies de commande qui prennent la place de deux réfrigérateurs ! "Même si nous n'avons pas visé la miniaturisation ou l'autonomie, cela donne une idée des progrès à accomplir", souligne Rodolphe Gélin (CEA), qui ne cache pas son scepticisme. En France, la direction des applications militaires (DAM) s'intéresse à des mini-robots qui épauleraient en 2010-2015 des fantassins en zone urbaine.

Ephrahim Garcia n'a pas ces doutes. Le premier prototype de membres supérieurs, affirme-t-il, sera prêt en 2003 ; le corps complet en 2004 ; les tests opérationnels auront lieu à la fin de 2005. Plusieurs versions sont envisagées, les unes favorisant la défense, les autres la mobilité et le transport de matériel. Enthousiasme immodéré ? Peut-être. Mais dans les années 1960 General Electric a mis au point un exosquelette aussi lourd qu'une automobile, rapporte le magazine Science News : Hardiman 1. Il était mû par des systèmes hydrauliques et électriques, n'avait qu'un bras valide et ses jambes pouvaient être saisies de mouvements "violents et incontrôlables". Sa force herculéenne risquant de se retourner contre son opérateur, Hardiman resta donc dans les cartons.

Le prototype le plus avancé, œuvre de l'équipe d'Homayoon Kazerooni, du Laboratoire de robotique et d'ingénierie humaine de Berkeley (Californie), ne répond pas encore totalement à ce cahier des charges. LEE (Lower Extremity Enhancer) est constitué d'une paire de jambes qui s'attachent aux pieds et aux hanches de leur porteur, et qui accompagnent sa marche (www.me.berkeley.edu/hel/Lower.htm). Pour l'heure, cet exosquelette parvient tout juste à supporter pendant quinze minutes son propre poids et à accompagner son porteur sans le gêner.

Ces débuts ne rebutent pas Ephrahim Garcia, qui imagine déjà des champs de bataille où des soldats montés dans des exosquelettes côtoieront des robots totalement autonomes. "Ils pourraient faciliter la progression en zone urbaine. Avec une telle armure, nous pourrions, dit-il, investir des terrains que la doctrine militaire nous interdit actuellement."

Hervé Morin

ARTICLE PARU DANS L'EDITION DU 19.12.01

Articles recommandés




Droits de reproduction et de diffusion réservés; © Le Monde 2001
Usage strictement personnel. L'utilisateur du site reconnaît avoir pris connaissance de la licence de droits d'usage, en accepter et en respecter les dispositions.
Politique de confidentialité du site.