L'innovation militaire américaine poussée en première ligne avec la fabrication de pointe

Nov 10, 2023

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Depuis au moins la Première Guerre mondiale, l'armée américaine est le principal moteur de l'innovation technologique américaine. C'est un récit tellement usé maintenant – englobant les origines de tout, des armes nucléaires à Internet – qu'il n'a guère besoin d'être développé. Dernièrement, cependant, une modification de plus en plus importante de l'histoire est en train d'émerger, qui aura des effets permanents sur la relation future entre le combat et la technologie. De plus, cela n'implique pas une nouvelle invention révolutionnaire. Au contraire, cela implique une innovation de grande envergure dans l'acte même d'invention des choses, catalysée par la gamme complète de techniques de fabrication avancées.

La R&D militaire n'est plus reléguée uniquement aux institutions universitaires et à but non lucratif, mais se déroule au niveau du sol, à la volée, et au cours de la prochaine décennie, est sur le point de se déplacer à un rythme exponentiel vers les lignes de front. Bien qu'il existe de nombreux domaines technologiques différents impliqués dans cette transformation, l'impression 3D et la robotique sont les principaux, le chevauchement entre les deux semblant être une priorité particulièrement élevée dans les derniers efforts de financement de la R&D du ministère de la Défense (DoD).

L'idée que vous pouvez non seulement créer des pièces de rechange, mais des produits entièrement nouveaux, à proximité ou même sur les lignes de front du combat n'est pas nouvelle, et est en effet une force motrice derrière le renforcement progressif de la capacité de fabrication additive (AM) du Pentagone dans la base industrielle de la défense au cours de la dernière décennie. La différence maintenant est que l'idée est enfin sur le point de se concrétiser dans les routines quotidiennes de l'armée américaine, sans parler de toutes les autres armées de la planète.

Cela est évident dans tous les domaines des forces armées américaines, à tous les niveaux du Léviathan tentaculaire qu'est le Pentagone. Il y a quelques semaines, par exemple, le bureau des technologies de fabrication du DoD a annoncé les gagnants d'un concours appelé "Point of Need Challenge", dont l'objectif correspond exactement à ce que vous attendez. L'un des gagnants était une entreprise sur laquelle j'écris fréquemment, presque toujours dans ce même contexte général de production en première ligne : SPEE3D, le fabricant australien d'équipement d'origine (OEM) de FA par pulvérisation à froid. SPEE3D a remporté une proposition d'impression de pièces équivalentes ou supérieures à des températures extrêmes inférieures à zéro.

Un autre OEM d'impression 3D, nScrypt d'Orlando, a remporté une proposition similaire, impliquant l'utilisation de la plate-forme nRugged de l'entreprise pour fabriquer des PCB de remplacement par temps de -40°. La proposition gagnante de nScrypt comprenait également l'impression d'un corset biomédical personnalisé dans le même type d'environnement. En particulier, cela indique précisément comment, une fois que tous ces équipements seront déployés avec succès à grande échelle, ils ne seront pas seulement utilisés pour imprimer des remplacements pour les pièces héritées. Le point plus large, en fait, est que l'armée américaine veut que ses soldats soient logistiquement capables de fabriquer des choses dont ils ne sauront même pas qu'ils auront besoin jusqu'à ce que le besoin se fasse sentir.

Au cours de la seule semaine dernière, plusieurs reportages et communiqués de presse ont été publiés qui mettent en évidence ce thème exact, dans l'Air Force, l'Armée, la Marine et les Marines. L'exemple le plus frappant est probablement un développement récent au centre de maintenance régional du sud-est (SERMC) de la marine américaine, à Mayport, en Floride.

Un compagnon de machiniste pour le chef coordonnateur AM du SERMC, Nicholas Heinrich, a collaboré avec l'un des techniciens civils du centre, Terry Henderson, pour inventer un outil entièrement nouveau. L'invention de l'outil a été rendue nécessaire par un problème avec la dernière version du système d'armes rapprochées MK 15 Phalanx (CWIS), qui comprend de nouveaux moteurs à engrenages qui alimentent son sous-système de stabilisation électro-optique (EOSS), la capacité lui permettant de supprimer drones et petits navires de surface à grande vitesse.

Le problème consiste à remplacer ces nouveaux moteurs. Auparavant, cela exigeait que les techniciens effectuant le travail aient un haut niveau d'expérience, et pourtant cela entraînait toujours un taux d'échec relativement élevé. Comme Henderson l'a expliqué à DVIDS, "Nous utilisions des sangles métalliques ancrées au moteur pour le retrait et le remplacement… [qui] dépendait fortement de la technique acquise avec l'expérience car le contrôle physique du nouveau moteur lors du remontage faisait défaut…" Après avoir décidé qu'un nouvel outil usiné n'a toujours pas réussi, l'équipe s'est tournée vers l'impression 3D métallique, ce qui a abouti à la création, à la conception, à la production et aux tests d'un tout nouvel outil - et réussi -, le tout en six semaines au total.

L'ancien outil pour retirer et remplacer les moteurs du MK 15 Phalanx CIWS. Image reproduite avec l'aimable autorisation de DVIDS, SERMC et Scott Curtis

Dans l'article DVIDS sur le nouvel outil, Heinrich a expliqué : "La conception à alignement automatique que nous avons proposée permet aux moteurs d'être rapidement et facilement retirés ou installés avec une grande précision... Notre poignée empêche le blocage en alignant concentriquement le moteur sur le manchon de support , donc la technique n'est plus une exigence, permettant un remplacement du moteur sans crise à chaque fois, quel que soit le niveau de compétence individuel impliqué." Le capitaine Justin Dowd, commandant du SERMC, a déclaré : « Les imprimantes 3D offrent des possibilités de résolution créative de problèmes en permettant aux marins de s'approprier leurs réparations. La croissance technologique continue du SERMC est possible parce que quelqu'un dans notre organisation a dit : « Il y a un meilleur moyen pour ce faire', et a profité de nos capacités [AM]."

Nicholas Heinrich tenant l'outil imprimé en 3D. Image reproduite avec l'aimable autorisation de DVIDS, SERMC et Scott Curtis

Cette dernière affirmation résume parfaitement le fil conducteur central qui pousse le DoD dans cette direction : les personnes réellement chargées de mener à bien les missions militaires américaines au quotidien ne peuvent plus faire leur travail s'ils attendent constamment des -ups pour approuver chaque tour de tournevis ou chaque pression sur un bouton. Cela ne signifie pas qu'un nouvel outil comme celui créé par SERMC passera instantanément de la planche à dessin à la production de masse. Cela signifie plutôt que le côté administratif de la plus grande bureaucratie de l'histoire est désormais véritablement intéressé par les réactions de la base.

De plus, ces commentaires sont désormais satisfaits par des canaux réels qui peuvent diriger de manière réaliste les meilleures idées dans la chaîne d'approvisionnement militaire globale. Dans le cas du SERMC, l'organisation obtient actuellement des brevets pour son nouvel outil par le biais du processus Record of Invention, tout en fournissant les plans au centre de maintenance régional médio-atlantique (MARMC) de l'US Navy. Selon SERMC, l'outil ne coûte que 30 à 40 dollars à produire et permet aux techniciens d'économiser près de cinq heures de temps de réparation.

Pendant ce temps, les histoires des Marines et des autres branches cette semaine suggèrent comment, quelle que soit la partie des forces armées américaines sur laquelle vous vous concentrez, ce même processus s'installe. Dans les mises à jour de son plan Force Design 2030, publiées le lundi 5 juin 2023, le Corps des Marines a annoncé qu'il envisageait de créer un nouveau domaine d'emploi entièrement dédié à l'exploitation de la robotique intelligente et des systèmes autonomes. Les mises à jour ont été largement motivées par les leçons tirées des conflits en cours en Europe de l'Est. Même si les Marines ne créent pas une toute nouvelle spécialité à cet effet, le service prévoit en tout cas d'intégrer la robotique dans ses centres de formation d'ici septembre.

De même, un article paru dans le Fayetteville Observer décrivait une nouvelle unité qui s'était déjà formée, en mars dernier, dans la 82e division aéroportée de l'armée américaine à Fort Bragg. Appelée Gainey Company, l'unité est composée de trois pelotons et de quelque chose appelé Airborne Innovation Lab, qui ne comprend que deux soldats, trois entrepreneurs civils et des équipements de fabrication, notamment des imprimantes 3D. Gainey Company met également l'accent sur l'enseignement des derniers outils d'innovation et, surtout, ne limite pas la participation à une spécialité professionnelle en particulier : l'objectif est de mettre les nouvelles compétences entre autant de mains que possible.

En tant que chef principal de la division, le sergent de la commande. Le major Randolph Delapena, a déclaré à l'observateur : "Les soldats veulent faire quelque chose pour aider les formations, et toutes ces petites choses sur lesquelles ils travaillent, ce dont ils parlent dans une caserne et en leur compagnie, c'est là qu'il faut dessiner cette énergie."

Enfin, cet esprit a été exposé à la base aérienne d'Elgin de l'US Air Force en Floride le 6 juin, où, de manière fascinante, la 350th Spectrum Warfare Wing (SWW) a organisé un événement appelé "Shark Tank 2023". (Le financement gouvernemental de la R&D a rapidement pris la forme d'un jeu télévisé, et étonnamment, cela ne semble être lié qu'indirectement au fait que l'animateur de The Apprentice était autrefois le président.) Quatorze membres de "tous les niveaux de l'aile" ont chacun présenté un idée à un panel de cinq experts, qui annonceront que l'une des idées a remporté un financement plus tard ce mois-ci.

Le chef de commandement du 350th SWW, David S. Southall, a déclaré : "Beaucoup trop souvent, les grandes idées et les innovations ne parviennent pas à se frayer un chemin à travers les niveaux de la bureaucratie de l'Air Force avant d'atteindre un décideur avec l'argent, les ressources et la capacité de dis oui'." De la manière la plus surréaliste et banale, le Pentagone s'inspire directement des grandes entreprises. Il écoute le consommateur moyen, le seul avantage unique étant que dans ce cas, le consommateur moyen est membre des forces armées américaines.

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