L'innovation au service de l'évolution dans le secteur de la défense et de la sécurité

Centre de recherche en aérospatiale

Présentation au CANSEC : Maquette du CF-188, un avion de chasse multifonctions

En recourant à l’expérimentation et à l’analyse, les spécialistes du Centre de recherche en aérospatiale évaluent et prévoient la durée de vie utile, qualifiée de sécuritaire, des principaux éléments qui composent la cellule d’un aéronef. Pour aider le MDN et l’Aviation royale canadienne (ARC) à mieux gérer leur parc aérien actuel et futur et à en préserver la force de frappe, les équipes du Laboratoire sur la performance des structures et des matériaux ont récemment procédé à des essais à l’échelle réelle et à des travaux de modélisation destinés à prolonger la vie utile des gouvernes du CF-188 bien au-delà de celle qu’on leur prête initialement.

Ces travaux portaient sur les 4 gouvernes principales de l’appareil et ont nécessité l’aménagement de bancs d’essai spéciaux qu’il a fallu configurer, de systèmes de chargement multipoints hydrauliques et de systèmes d’acquisition des données à canaux multiples. On a aussi recouru à des méthodes d’inspection non destructives et à la fractographie quantitative. Des techniques d’expérimentation de pointe en mécanique, telles la corrélation des images numériques, l’analyse du stress thermique et la détection par fibre optique, ont parallèlement été employées lors des tests, ce qui a abouti au développement d’un jumeau numérique du chasseur, dont l’ ARC se servira pour son programme de maintien en puissance stratégique.

Centre de recherche sur l’automobile et les transports de surface

Présentation au CANSEC : Solutions de mobilité pour la défense et la sécurité

Le Centre de recherche sur l’automobile et les transports de surface a lui aussi conçu des jumeaux numériques, mais de véhicules militaires sur roues ou sur chenille en combinant des essais en laboratoire à l’Installation de dynamique structurelle du CNRC, des essais sur le terrain ainsi que des techniques de simulation et de modélisation. Ces représentations virtuelles permettent d’analyser rapidement la performance et la sécurité des modifications qu’on souhaite apporter à la configuration d’un véhicule et à évaluer la mobilité de celui-ci, ou sa capacité à se mouvoir sur différentes sortes de terrain. En collaboration avec le MDN, le CNRC élabore des jumeaux numériques de complexité variable pour une gamme de véhicules qui vont des véhicules de combat ultralégers aux blindés lourds, en passant par les véhicules employés pour la logistique. D’autre part, le CNR poursuit des recherches connexes sur la mobilité des véhicules hors route. Ces travaux font notamment appel à des techniques de télédétection du terrain qui relaient en temps réel au conducteur des données sur la mobilité ou facilitent le fonctionnement hors route des véhicules autonomes, de même que concourent au perfectionnement du Modèle de mobilité de référence de l’OTAN de la prochaine génération.

Installation d’évaluation de la performance et de la sécurité des batteries

Sans systèmes de batteries, on ne pourra trouver de solutions sécuritaires et fiables pour que les applications mobiles et stationnaires fonctionnent dans une variété de conditions. Les experts de l’Installation d’évaluation de la performance et de la sécurité des batteries élaborent des solutions qui s’appuient sur des données réelles en vue de la conception électrique, structurale et thermique des systèmes de batteries que les clients de l’installation utiliseront pour concrétiser leurs idées et éviter des erreurs coûteuses. Ces experts usent de leur savoir-faire pour caractériser la performance et la sûreté des batteries de toute taille, de simples piles à combustion aux blocs qui alimentent les véhicules électriques, dans diverses situations et pour de multiples usages. Grâce à leur intime connaissance des systèmes de batteries disponibles sur le marché, ils peuvent évaluer un prototype ou la qualité d’un produit qu’on souhaite intégrer à un système.

Centre de recherche sur les technologies de sécurité et de rupture

Présentation au CANSEC : Intelligence quantique magnétique

Le Centre de recherche sur les technologies de sécurité et de rupture prête main-forte à SBQuantum, une entreprise qui désire exploiter l’analyse magnétique à l’aide de diamants en la combinant à de multiples innovations en magnétométrie, afin d’aider les équipes opérationnelles à mieux « voir » sous terre, sous l’eau et dans d’autres milieux où la vision est obscurcie. Œuvrant de concert avec le MDN et l’industrie, les chercheurs du Centre contribuent à créer des matériaux et des solutions de pointe pour les applications en défense et en sécurité.

Dévoilée en janvier 2023, la Stratégie quantique nationale du Canada appuiera l’industrie du quantique canadienne et consolidera la place que notre pays occupe parmi les chefs de file de ce secteur en pleine expansion. Avec un budget de 360 millions de dollars, la nouvelle stratégie pavera la voie à de nouveaux investissements et développements dans les sciences et technologies quantiques. Elle orientera ces investissements dans les 3 piliers que sont la recherche, le talent et la commercialisation, pour que s’accomplissent ses 3 grandes missions : le matériel et les logiciels, les communications et les capteurs quantiques.

Présentation au CANSEC : Pièces moulées intelligentes

Grâce à une nouvelle encre moléculaire, c’est-à-dire une encre étirable aux propriétés conductrices employée pour l’impression, e2ip technologies et le CNR ont créé une technologie novatrice qui intègre des circuits électroniques et des capteurs à de minces feuilles de plastique. Ces feuilles sont ensuite moulées puis surmoulées sur un plastique plus robuste qui les protège pour donner des surfaces et des pièces intelligentes.

Cette technologie de rupture autorise la fabrication d’interfaces utilisateur multifonctionnelles complexes, plus légères et plus compactes à moindre coût. Elle devrait transformer de façon radicale les surfaces que l’on touche et transformer la manière dont l’être humain interagit avec le monde qui l’entoure.

Présentation au CANSEC : Antennes obtenues par impression 3D

Les réseaux 5G et les générations futures de la réseautique sans fil joueront un rôle déterminant dans le succès des organisations de défense et de sécurité durant les années qui viennent. La fabrication additive est une technologie exceptionnelle en ce sens qu’elle permet la création d’antennes miniatures, légères et bon marché, qui orientent les ondes, et qu’on peut intégrer et programmer afin de surmonter les difficultés que soulèvent les conditions présentes et futures dans lesquelles elles opèrent.

Le Centre de recherche sur les technologies de sécurité et de rupture présentera des antennes obtenues par fabrication additive illustrant comment les matériaux de pointe et les techniques d’impression 3D peuvent se combiner pour donner les antennes de demain.

Centre de recherche en technologies numériques

Le programme Outils d’analyse multimédias pour la sécurité

Le programme Outils d’analyse multimédias pour la sécurité du Centre de recherche en technologies numériques rassemble des utilisateurs et des partenaires de l’industrie pour mettre au point les systèmes de visionique évolués qui faciliteront différents types de missions de surveillance et de détection. Le programme vise aussi l’élaboration de méthodes d’analyse reposant sur l’IA au moyen desquelles on obtiendra des informations cruciales plus vite et avec une précision accrue. Les principaux résultats livrables du programme consistent en algorithmes pour les logiciels et en prototypes qui serviront à mettre au point des solutions pour la défense nationale, la sécurité ainsi que les responsables et les analystes de la sécurité publique.

Programme de vie privée et sécurité numériques

Le Programme de vie privée et sécurité numériques fait appel à une profonde expertise à la fois dans les domaines connexes aux technologies de l’information (TI) comme la sécurité des renseignements personnels numériques, la cybersécurité et l’usage responsable de l'IA, et dans les industries qui exploitent ces technologies pour en tirer des applications. En tant qu’organisation gouvernementale sans pouvoir de réglementation, le Centre de recherche dispense des conseils d’experts impartiaux tout en sachant les difficultés précises que posent la protection des renseignements personnels numériques et la cybersécurité, ainsi que les conditions dans lesquelles les technologies pertinentes devront opérer.

Nouvelle approche à la détection des drones

Les spécialistes du Centre de recherche en technologies numériques collaborent avec Recherche et développement pour la défense Canada (RDDC) et les Forces armées canadiennes afin de mettre au point une nouvelle façon de détecter les drones, méthode qui pourrait bien mettre un terme au statu quo actuel. En effet, les techniques de détection existantes identifient les drones d’après une banque d’images. Grâce au nouveau projet, il sera désormais possible de détecter, repérer et identifier les drones par le signal que produisent les hélices qui les propulsent.

Centre de recherche en génie océanique, côtier et fluvial

Dans le cadre de la maintenance et de la modernisation de la flotte canadienne, le MDN a sollicité l’aide du Centre de recherche en génie océanique, côtier et fluvial en lui demandant de concevoir, de fabriquer et de tester un nouveau système d’autopilotage qui, une fois activé, corrigera et compensera automatiquement les perturbations susceptibles de modifier le cap d’un navire en mer. Les Services de modélisation physique du Centre n’auraient pu être mieux choisis pour tester le nouveau système, car ils ont permis au MDN de voir le prototype du logiciel en action, avec le commandement du sous-marin miniature lors de ses manœuvres. Le CNRC dispense aussi son expertise dans l’élaboration des spécifications techniques et des stratégies d’approvisionnement. Il évalue et applique les modifications de nature technique, et analyse les améliorations au niveau de la performance en recourant à des simulations numériques de même qu’à des essais en bassin.

Grâce à ses recherches dans l’Arctique, le Centre de recherche trace des routes maritimes plus sûres et plus rentables, décèle mieux les marées noires, propose des mesures pour les palliers ou des méthodes pour lutter contre elles dans la glace, et garantit une exploitation plus fiable des routes de glace. Les activités du Centre de recherche accroissent les chances de survie de l’équipage quand il doit évacuer d’urgence un navire ou une plateforme d’exploitation pétrolière dans des eaux couvertes de glace.

Centre de recherche sur les innovations dans les énergies propres

Installation d’essai et de formation pour les microréseaux

Avec le partenariat qu’elle a depuis longtemps noué avec RDDC et la Garde côtière canadienne, l’Installation d’essai et de formation pour les microréseaux du CNRC, à Vancouver, valide, ajuste et teste les sources d’énergie renouvelable et les systèmes de stockage de l’énergie qui s’inscrivent dans les futurs plans prévoyant le déploiement de technologies hybrides aux sites éloignés du Système d’alerte du Nord. Le Centre de recherche sur les innovations dans les énergies propres du CNRC pilote les efforts déployés pour mettre au point les systèmes de gestion de l’énergie et les algorithmes de contrôle dynamique avec lesquels le MDN atteindra ses objectifs de réduction des émissions de gaz à effet de serre. 43 sites ont été visités afin que leurs systèmes d’alimentation et de commande puissent être évalués et on y a glané les données quantitatives qui serviront à optimiser les modèles convenant à l’usage de systèmes d’alimentation hybrides.

Centre de recherche en métrologie

L’équipe de photométrie et de spectrophotométrie (PS) du Centre de recherche en métrologie a entrepris un projet de collaboration de longue haleine avec le Centre de recherche de Suffield en vue de mettre au point des capteurs chimiques à diffusion Raman exaltée de surface (DRES) capables de déceler les produits chimiques dangereux comme les agents de lutte chimique et les éléments qui les activent. L’idée consiste à concevoir une technologie robuste, rapide, sensible et applicable sur le terrain pour détecter les agents de lutte chimique et biologique, et ainsi mieux protéger le personnel militaire canadien sur le champ de bataille. D’une sensibilité incroyable, les capteurs DRES se prêtent à merveille à l’identification des agents chimiques. Ils signalent donc rapidement les risques d’exposition. On peut également s’en servir dans les enquêtes médicolégales pour déceler une infime quantité d’agents inhabituels, d’explosifs ou de narcotiques dans les laboratoires illicites où l’on fabrique des drogues.

Depuis 10 ans, l’équipe PS perfectionne ses capteurs DRES avec l’aide de RDDC en prévision de leur usage sur le champ de bataille. Ces capteurs ont d’ailleurs servi lors de 2 essais conjoints sur le terrain, en 2017 et 2019, avant d’être utilisés dans un projet de R-D conjoint de l’OTAN sur la détection et la décontamination par la DRES.