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Un système de navigation sans GPS pour l'armée américaine

Les forces armées américaines ne veulent plus dépendre du seul système GPS là où la perte du signal satellite pourrait avoir de graves conséquences. Des chercheurs de la Defense Advanced Research Projects Agency sont parvenus à miniaturiser sous forme de puce un système de navigation qui peut prendre le relais lorsque le GPS fait défaut. À quand dans les smartphones ?

IndoorAtlas, société créée par une équipe de chercheurs de l’université d’Oulu, en Finlande, a développé une solution alternative au GPS. À la différence de la puce de la Darpa, elle ne repose pas sur une centrale de mesure inertielle, mais sur la cartographie du champ magnétique terrestre à partir de la boussole présente dans tous les smartphones. Une option qui se destine à des applications grand public pour la navigation à l’intérieur des bâtiments. © IndoorAtlas IndoorAtlas, société créée par une équipe de chercheurs de l’université d’Oulu, en Finlande, a développé une solution alternative au GPS. À la différence de la puce de la Darpa, elle ne repose pas sur une centrale de mesure inertielle, mais sur la cartographie du champ magnétique terrestre à partir de la boussole présente dans tous les smartphones. Une option qui se destine à des applications grand public pour la navigation à l’intérieur des bâtiments. © IndoorAtlas

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Le système de positionnement par satellite ou GPS occupe aujourd’hui une place essentielle dans les infrastructures et les équipements militaires. Aucune mission n’est envisageable sans l’appui de cette technologie, qui sert aussi bien à repérer les Hommes qu’à guider les armes. Mais qu’advient-il en cas de perte du signal GPS ou d’une contre-mesure déployée par l’ennemi ?

C’est précisément pour éviter ce type de scénario que l’armée américaine souhaite se doter d’un système alternatif pour remplacer le GPS en cas de défaillance. Une mission confiée à la Darpa (Defense Advanced Research Projects Agency), l’agence de recherche et développement du département de la Défense. C’est elle qui finance notamment des projets dans le domaine de la robotique, comme le robot-mulet AlphaDog, Cheetah (le robot quadrupède le plus rapide du monde), la main artificielle capable de jouer les démineurs ou encore le drone inspiré des rapaces.

Les chercheurs de la Darpa sont parvenus à intégrer trois accéléromètres, trois gyroscopes et une horloge de haute précision dans cette puce, qui se compose de six couches de silice. Destinée à l’armée américaine, elle pourrait être intégrée dans des appareils de navigation portable, mais également des systèmes d’armement et des munitions. Une pièce de 1 cent mesure 19,05 mm de diamètre. © Darpa
Les chercheurs de la Darpa sont parvenus à intégrer trois accéléromètres, trois gyroscopes et une horloge de haute précision dans cette puce, qui se compose de six couches de silice. Destinée à l’armée américaine, elle pourrait être intégrée dans des appareils de navigation portable, mais également des systèmes d’armement et des munitions. Une pièce de 1 cent mesure 19,05 mm de diamètre. © Darpa

Pour trouver une alternative au GPS, des chercheurs de la Darpa à l’université du Michigan ont réussi à miniaturiser à l’échelle d’une puce électronique une centrale de mesure inertielle couplée à une horloge de haute précision. Ce prototype de puce TIMU (timing and inertial measurement unit) contient trois accéléromètres et trois gyroscopes. Ils fonctionnent avec l’horloge pour déterminer l’orientation, la vitesse et le temps afin de suivre la position d’une personne ou d’un objet lorsque le signal GPS n’est pas disponible. Cette technique alternative fait partie des différentes approches existantes pour faire de la navigation sans GPS, notamment à l’intérieur des bâtiments. On peut citer la technologie mise au point par IndoorAtlas, qui repose sur la cartographie du champ magnétique terrestre capté par la boussole présente dans tous les smartphones.

Des systèmes d’armement indépendants du GPS

Le développement de la puce TIMU s’inscrit dans un programme plus large nommé Micro-Technology for Positioning, Navigation and Timing (Micro-PNT) que la Darpa a initié en 2010. Le but est de concevoir des systèmes de guidage et de navigation miniaturisés qui peuvent être intégrés dans les armes et les munitions. « Un nombre important de systèmes d'armes du DoD [département de la Défense, NDLR] sont tributaires de données GPS pour fournir la position, la direction et l'heure exacte en vol, explique la Darpa. Cette dépendance crée une vulnérabilité critique pour de nombreux systèmes d’armes américains dans les missions où les cibles sont équipées de brouilleurs de forte puissance, ou lorsque la constellation GPS est compromise. »

La technologie utilisée pour la puce TIMU n’a rien d’inédit, mais sa miniaturisation représente une grande avancée. En effet, la puce se compose de six couches de 50 microns chacune, soit environ l’épaisseur d’un cheveu. Elle est plus petite qu’une pièce d’un cent américain. Les chercheurs ont eu recours à la silice comme composant de fabrication de la TIMU. « Les propriétés de solidité et de haute performance de la silice en font le matériau de choix pour intégrer tous ces dispositifs dans un support miniature », explique le professeur Andrei Shkel, chef de projet à la Darpa. Selon lui, la puce pourra parfaitement s’intégrer dans des appareils de navigation portables, des munitions de petit diamètre ou des drones, et prendre le relais du GPS lorsque celui-ci n’est pas disponible. Cependant, la Darpa ne précise pas à quelle échéance cette technologie sera déployée par l’armée américaine.


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