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LES BESOINS DE MATRIAUX MULTIFONCTIONNELS DU SOLDAT DBARQU DU FUTUR

M. Royale S. Underhill, Ph. D.

La vision du programme Systme du soldat canadien stend sur trois cadres temporels : aujourdhui, demain et lavenir plus lointain. Les FC sont dj engages dans le programme Habillez le soldat qui vise une amlioration graduelle de lquipement du soldat, notamment les lunettes de vision nocturne, les systmes non ltaux, etc.

Le soldat dbarqu est aujourdhui considr comme un systme constitu de systmes dont chaque nouveaut vise amliorer les capacits du soldat. Il y a, entre autres, le systme port sur casque, le systme de gestion du combat, de protection balistique, de source dnergie et darmes. Cette perception quelque peu inhabituelle du soldat est le rsultat direct des concepts de lArme de terre de demain du Canada et des oprations adaptables et disperses1. Dans un avenir plus ou moins long terme, le soldat du futur devra porter davantage, utiliser plus de technologie et affronter des conditions ambiantes plus extrmes2. Il faudra des innovations technologiques et des nouveaux matriaux pour allger son fardeau de plus en plus important et ainsi attnuer la fatigue rsultant de ces nouvelles exigences2. Les matriaux multifonctionnels reprsentent une solution possible ces problmes. La notion de multifonctionnalit transcende celle des classes de matriaux et de leurs applications. Parmi les applications dintrt pour le soldat dbarqu, il y a les matriaux lgers qui amliorent la furtivit du soldat et lui donnent une meilleure protection balistique. Ils offrent galement une plus grande rsistance aux agents biologiques et chimiques (BC), une capacit de communication et dentreposage dnergie suprieure, et procurent lquipement et luniforme une durabilit et un confort accrus. Le dveloppement de ces nouvelles technologies apporte plusieurs avantages. En effet, elles permettront non seulement dattnuer la fatigue, mais aussi de diminuer les pertes et de rendre la dtection plus difficile en plus de mieux protger contre les conditions ambiantes.

Mettre laccent sur le soldat nest pas unique aux Forces canadiennes (FC). La cration du Massachusetts Institute of Technologys Institute for Soldier Nanotechnologies (ISN) atteste de lengagement des tats-Unis envers leurs soldats. Le mandat de cet institut est la recherche sur les nanotechnologies de pointe en vue damliorer considrablement la capacit de survie du soldat de demain3. Lobjectif principal de lISN est de crer la tenue de combat du 21e sicle qui combinera le nec plus ultra de la technologie, lgret et confort.3

Le US Army Natick Soldier Center travaille galement avec des nanomatriaux dans le but de dvelopper des matriaux de protection, des textiles intelligents et damliorer le conditionnement des aliments4. Plusieurs autres pays se sont dots de programmes pour rpondre aux besoins des soldats de demain. Il y a le Future Infantry Soldier Technology (FIST) en Grande-Bretagne, le Soldato Futuro en Italie, lIdZ en Allemagne et le FLIN en France. Aux Pays-Bas, llment central du systme de combat de lavenir5 est le soldat sans fil , vtu dun uniforme intelligent.

Le Projet dquipement intgr du soldat (PEIS) sappuiera sur le programme HLS+ en vue damliorer considrablement la ltalit, la mobilit et C3IR (commandement, contrle, communications, informatique et renseignements); tablissant le cadre qui fera des soldats daujourdhui, larme de demain6,7. Lobjectif du PEIS est de fournir aux soldats un systme intgr dappareils lectroniques, daccessoires pour armes, de vtements oprationnels et dquipement individuel qui leur permettra doprer dans un thtre de combat en

Royale S. Underhill, Les besoins de matriaux multifonctionnels du soldat dbarqu du futur

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constante volution6,7. Le PEIS ainsi que dautres initiatives des FC sinscrivent dans le Projet quipement du soldat 2020 qui vise ladaptation du soldat aux thtres doprations du futur. Lors de la conception du projet quipement du soldat 2020, une feuille de route a t labore couvrant une vaste gamme de domaines de recherche qui pourraient conduire au dveloppement de technologies habilitantes. Cest dans le cadre dun processus qui vise anticiper les besoins futurs des soldats et dvelopper les moyens dy rpondre8, que le personnel de la doctrine de lArme des FC a entrepris dlaborer une vision pour 2040.

Le PEIS du Canada dcoule de la ncessit dexplorer les possibilits de mettre les nouvelles technologie1 au service du soldat. cette fin, le Canada travaille en collaboration avec dautres pays la recherche de technologies appropries, notamment dans le cadre du programme de recherche de lOTAN sur les Textiles intelligents pour les combattants de lOTAN 9 et dun accord trilatral avec les Pays-Bas et la Sude pour la mise au point dune tenue unique pour le soldat de lavenir. Lobjectif final est dutiliser la nanotechnologie et les matriaux multifonctionnels dans la confection dune tenue unique afin dy intgrer un dispositif pare-balles lger, un dispositif de gestion thermique, de protection biologique et chimique ainsi que des lments lectroniques et des dispositifs dalimentation en nergie pour crer un systme unique dont se vtira le soldat. Nous examinerons ici les besoins fonctionnels probables du futur soldat et prsenterons des exemples de matriaux multi-fonctionnels qui pourraient rpondre ces besoins.

Points dintrt

Cette tude porte sur plusieurs lments : le poids de luniforme et de lquipement, la fatigue du soldat, la gestion thermique tant du point de vue du stress d la charge que porte le soldat et au transport de lquipement quaux conditions ambiantes (chaleur/froid). Nous aborderons galement la dtection des lments biologiques et chimiques, la protection contre toute contamination et la protection balistique. Le but est dobtenir une meilleure protection de base tout en diminuant le stress thermique et le poids des articles et damliorer la protection des extrmits. Le dispositif actuel de protection biologique et chimique est lourd et son manque de respirabilit contribue la fatigue du soldat. Aussi, les thtres doprations tant de plus en plus dangereux, il est important damliorer la protection balistique. Or, les produits actuels sont source de stress thermique et entrave la mobilit du soldat. Pour que les fonctions de la nouvelle tenue rpondent tous ces besoins, avec une incidence minimale pour le soldat, il faut trouver de nouveaux matriaux ou combiner des matriaux conus pour tre multifonctionnels.

Les besoins du soldat dbarqu prsentent une dichotomie. En effet, il y a dune part la ncessit croissante damliorer la protection et les capacits de communication et autres, ce qui gnralement augmente la charge que doit porter le soldat; alors que dautre part, on sait que la capacit dun soldat accomplir sa mission est meilleure sil est moins charg. Le soldat de lavenir portera plus dquipement, il faut donc trouver le moyen dallger le poids de chaque composant ou de lensemble des systmes, ce qui attnuera considrablement son niveau de fatigue/dpuisement10 et augmentera son endurance. Il va sans dire que les matriaux plus lgers doivent avoir une fonctionnalit quivalente sinon meilleure que celles des matriaux quils remplacent11. Aux tats-Unis, lISN sest fix comme objectif de rduire le poids de lquipement et de luniforme de 45 kg 7 kg (en passant par un poids intermdiaire de 18 kg)12. Un tel allgement peut tre obtenu de deux faons : utiliser des matriaux intrinsquement lgers, ou combiner les fonctionnalits de sorte quun article puisse en remplacer deux ou plus.

Allgement de la charge

Le volume 3 du Manuel de linfanterie canadienne stipule quun soldat peut porter une charge quivalente 35 % de son poids corporel et maintenir le mme niveau dagilit, dendurance et de mobilit13. Par contre, on remarque une baisse rapide des capacits fonctionnelles du soldat lorsque la charge est suprieure 45 % de son poids corporel. Pour un soldat de stature moyenne (pesant environ 80 kg), ces taux correspondent respectivement 28 kg et 36 kg. Daprs les essais effectus par LAPRE (Army Personnel Research

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Establishment) de lArme britannique, la charge optimale pour un soldat en bonne forme est de 30 % de son poids corporel soit environ 21 kg et la charge de marche maximale est de 45 % soit prs de 32 kg14,15. Le manuel de campagne de lUS Army sur les procdures suivre lors des marches stipule que lquipement de combat ne doit pas peser plus de 48 lb (22 kg) que celui dune marche dapproche devrait peser moins que 72 lb (33 kg) et tre fonction des capacits de chaque soldat16. Le tableau 1 compare le poids de lquipement des fantassins canadiens, britanniques et des tats-Unis. Cependant, ces chiffres dpeignent une situation idale, en ralit les charges sont souvent plus lourdes que ce qui est indiqu.

Des tudes ont t menes quant lincidence du poids de lquipement sur la performance des soldats. Selon ltude ralise par Recherche et Dveloppement pour la dfense Canada, la performance des soldats vtus dune veste pare-clats, mme sans plaques balistiques,17

diminuait de 25 % cause du poids de la veste et de la rtention de chaleur quelle causait. la lumire de ces rsultats, il est clair que lallgement dune partie ou de lensemble de lquipement est un objectif important. Le tableau 2 montre que les armes et les munitions constituent llment le plus lourd de lquipement dun soldat, suivi par la veste pare-clats avec plaques balistiques, la nourriture et labri. Plusieurs lments pourraient bnficier de matriaux plus lgers, notamment

larmature du havresac et du sac dos, lenveloppe extrieure et les matriaux isolants des vtements, les sacs de couchage, labri bivouac, etc.,