Technologies clés, Technologies critiques, quelles stratégies pour l'avenir? SYNTHESE

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1 Technologies clés, Technologies critiques, quelles stratégies pour l'avenir? SYNTHESE Compagnie européenne d'intelligence stratégique (CEIS) Auteur : Virginie VACCA Décembre 2003 Le contenu de cette étude n'engage que son auteur

2 Note de synthèse Contexte de l étude La France veut protéger ses technologies sensibles. L initiative en cours de Bercy, visant à se doter des capacités d interdire une prise de contrôle étrangère dans des domaines de souveraineté confirme cette volonté. Deux facteurs conjoncturels ont favorisé la prise de conscience, par les décideurs, de cette vulnérabilité : D une part, les rachats de PME/PMI de haute technologie par des fonds d investissements étrangers, comme ce fût encore le cas récemment SAFT, filiale d Alcatel et fournisseur mondial de batteries portables spécialisées pour l aéronautique civile et militaire ou les torpilles D autre part, les mesures restrictives prises par les Etats-Unis quant aux exportations de matériels jugés sensibles à la suite des attentats du 11 septembre, et ses conséquences en terme d approvisionnements pour l industrie de défense. Mais ces épisodes soulèvent surtout une question de fond, celle du choix des technologies à protéger Certes le plan prospectif à 30 ans permet de doter la DGA et le ministère de la défense d une grande visibilité sur les capacités technologiques à préserver ou à développer ; de même, la culture de la double source instaurée par le ministère de la défense vis-à-vis de ses fournisseurs directs, les incitant à doubler au moins leurs sources d approvisionnements, est une précaution capitale. Toutefois, des lacunes se sont installées, d une part à l égard des fournisseurs indirects, et plus encore à l égard de l évolution des technologies clés purement civiles, appelées un jour ou l autre à intégrer nombre de systèmes voir à les remplacer (fût-ce au prix d un important durcissement). Le résultat de ce constat est un besoin grandissant de visibilité sur certaines évolutions technologiques, et surtout sur le tissu mouvant des PME/PMI non directement impliquées dans la défense qui en détiennent les compétences. Pour prévenir les incidents et exploiter au mieux son arsenal juridique, la France doit connaître l étendue et le détail de ce qu elle doit protéger. 13/07/04 Copyright CEIS 2003 Page 1 sur 1

3 Objectifs et périmètre de cette étude Cette étude a pour principal objectif de mettre en place une méthode d identification et d évaluation des technologies critiques spécifiquement adaptée aux problématiques de défense. Pour illustrer cette méthodologie, une liste non exhaustive mais représentative de technologies clés a été identifiée par la CEIS et évaluée par l ADIT, en vue de définir leur degré de criticité. Le périmètre de cette étude privilégie l aéronautique et du spatial, donc dans une large mesure les domaines aéroterrestre et aérospatial (dont C4ISRK, guerre électronique, drones, problématiques liées au traitement de l information, à la propulsion, à la consommation d énergie sur des systèmes embarqués etc.). Les conventions retenues pour cette étude sont les suivantes : Une technologie désigne la mise en œuvre des propriétés fondamentales de la matière pour produire des objets manufacturés [source : ONERA], simples composants ou produits (ensemble de composant remplissant une seule fonction); Une technologie clé, dans le contexte de cette étude, désigne une technologie indispensable à la réalisation ou au fonctionnement d un matériel ou d un système d arme, et par extension le maintien des capacités opérationnelles des forces armées ; Une technologie critique est une technologie clé dotée d un certain nombre de caractéristiques telles que l absence d alternative technologique, le nombre d acteurs qui la maîtrise ou son caractère transversal (lorsque la technologie ou le composant entre dans la fabrication de plusieurs produits ou systèmes de défense) ; Principaux résultats et faits remarquables 1 Market Pull Vs Technology push L identification des technologies clés se situe à l intersection de deux grandes tendances, d une part l évolution des grands besoins de défense, et d autre part celle des technologies dont les avancées voire les ruptures auront des retombées significatives pour la Défense. Le «Market Pull» désigne dans ce contexte l évolution des besoins de défense, ses objectifs capacitaires et les technologies à acquérir ou développer pour les satisfaire. Il englobe plusieurs phénomènes structurels : 13/07/04 Copyright CEIS 2003 Page 2 sur 1

4 L approche capacitaire française et européenne (groupes capacitaires ECAP) : domaines liés à l'appréciation de situation et à la maîtrise de l'information en temps réel, à la défense anti-missiles, aux drones et aux nouvelles techniques de guerre électronique (concept SEAD) ; La double convergence des préoccupations de défense et de sécurité : o Evolution de la défense vers des opérations de maîtrise de la violence, de combat urbain, avec un accent mis sur la planification à froid et à chaud, les moyens de renseignement, la surveillance de la prolifération, la détection des menaces NRBC ou des missiles guidés IR o Renforcement des préoccupations du civil en matière de sécurité depuis le 11 septembre : moyens de surveillance (drones, applications à base de SIG, etc.), équipement d avions de ligne pour la détection de missiles balistiques etc. Auxquels il convient d ajouter la protection des infrastructures sensibles, et le renforcement de la sécurité physique et logique des réseaux. Cette tendance a pour conséquence d accroître le potentiel commercial de produits dérivés de l imagerie, de l électronique et du spatial et leurs dérivés (traitement du signal, liaisons optiques, applications laser, technologies IR etc ). Les drones sont également promus à un bel avenir, sous réserve de pouvoir s intégrer dans l espace aérien (objets de développements spécifiques à l ONERA et d études EPMES). C est précisément sur ces domaines que la France s est imposée au sein d ECAP, et qu elle pourra maintenir et développer son potentiel technologique et industriel. La guerre dite «en réseau» (Network Centric Warfare) ou, très schématiquement, la nécessité de réagir vite face à des situations imprévues : aujourd hui la capacité à intégrer différents systèmes, à gérer une multitude de liaisons simultanées, à assurer la permanence de la ou des liaisons deviennent autant d enjeux technologiques clés. A court et moyen terme, la gestion intelligente des ruptures de liaisons (procédures de contrôle embarquées, pour satellites ou pour aéronefs) voire l autonomie complète des vecteurs en sont également. Auxquels il convient d ajouter la miniaturisation des équipements et l optimisation de leur consommation électrique, domaines dans lesquels se manifestent déjà nombre de ruptures. La géolocalisation précise des cibles et l usage expansif du GPS montrent également à quel point Galileo constitue un enjeu pour l Europe. Le «Technology Push», c'est-à-dire l évolution des sciences et des technologies, ses tendances lourdes, ses ruptures potentielles, et ses retombées potentielles sur les systèmes ou la manière de les concevoir est également considérable. Parmi les tendances lourdes les plus notables cette étude a retenu la montée en puissance de l optique, des nanotechnologies, de l informatique quantique, la mise au point de nouveaux matériaux et de nouvelles sources d énergie. Au-delà des ruptures attendues dans chacun de ces domaines, il faut également noter une convergence accrue des technologies et la mise en place d équipes de recherche pluridisciplinaire, particulièrement dans les bio et nanotechnologies. L essentiel de ces 13/07/04 Copyright CEIS 2003 Page 3 sur 1

5 thématiques sont intégrées au 6 ème PCRD européen, et fédérées au sein des vastes réseaux nationaux d innovation et de recherche technologique (RRIT). Plusieurs d entre eux auront des retombées directes et significatives pour la défense ; c est en particulier le cas des RRIT nano et micro-technologies, travaux sur le futur supersonique, Terre et espace, piles à combustible, télécommunications, matériaux et procédés Cette synthèse ne présente pas le détail des technologies identifiées et retenues pour cette étude, mais les deux exemples ci-dessous illustrent assez bien l intensité technologique de certaines thématiques (ci-dessous la guerre électronique) ou systèmes (ici Galileo, mais également certains développements plus amont sur les drones ou les prochaines générations d antennes actives, non développés ici) 2 La guerre électronique, condensé de technologies clés La guerre électronique est un des domaines ou les sauts technologiques se succèdent de manière très nette, autrefois avec le développement de technologies hyperfréquences, puis celui des technologies numériques à très haute intégration pour l élimination du bruit de fond et l identification de cibles. Les techniques de brouillage à large bande, motrices pour le développement de circuits intégrés rapides ont également requis des efforts intenses dans le domaine des tubes de puissance, des antennes actives à balayage électronique à base de circuits monolithiques hyperfréquences à Arséniure de Gallium, et des antennes à formation de faisceaux par le calcul. Dans le domaine optronique l'effort s'est porté sur les lasers de puissance, et la protection des avions civils contre la menace que constitue la prolifération des missiles portables à guidage infrarouge. Le durcissement des systèmes de guidage missile vis-à-vis des contremesures, et la généralisation des systèmes d armes "multicapteurs " ont appelé la mise au point de systèmes de détection missiles ainsi que de nouvelles combinaisons de modes d action comme le brouillage par énergie dirigée. Enfin, l attention porte également sur la notion cruciale de compatibilité électromagnétique, notamment dans le cadre des nouveaux systèmes embarqués multi-missions. 3 GALILEO, promoteur exemplaire de technologies clés GALILEO sera vraisemblablement l une des plus belles et des plus ambitieuses créations européennes. Au plan industriel et commercial, la navigation par satellites commande un secteur aval d équipements terriens (aéronautique, transport et telecoms en particulier) 13/07/04 Copyright CEIS 2003 Page 4 sur 1

6 pour un marché que la commission européenne évalue à 12 milliards d euros en 2010 et à 28 milliards en , et pour lequel le contrôle du segment spatial est déterminant ; En matière de défense, le GPS intègre désormais bon nombre de systèmes d armes et ses récepteurs équipent un nombre croissant de combattants. Mais surtout, les Etats-Unis se sont dotés d une capacité de discrimination du signal leur permettant de neutraliser, par simple changement de clé de chiffrement, l ensemble des équipements dépendant de leur système. Sans Galileo, aucune armée ne pourra prétendre à une quelconque autonomie. Il faut également signaler la mise en place d un référentiel géodésique (Galileo Terrestrial Reference Frame, GTRF), dont l enjeu est évidemment crucial pour nombre d applications embarquées. Parmi les nombreuses technologies déployées ou en phase de l être ont été étudiés plusieurs aspects à fortes externalités civiles et/ou militaires dont l enjeu dépasse de loin la seule mise en œuvre de Galileo, telles que : l intégration du GPS dans les instruments mobiles de communication ; Le circuit intégré SAASM (selective available and anti-spoofing module), fourniture cryptographique du GPS de nouvelle génération (GPS3) ; le PRS (Public Regulated Service), homologue européen du signal militaire américain PPS, associé au système Galileo ; Les horloges atomiques à refroidissement d atomes, horloges, horloges spatialisables les plus compactes et les plus performantes jamais développées en Europe et offrant un maximum de précision pour nombre d applications civiles et militaires ; Les corrélateurs massifs, permettant d économiser considérablement la puissance machine ou capacité de calcul (CPU) nécessaire sur le récepteur GPS ; et par extension les processeurs optiques, offrant une puissance de calcul miniaturisée sans précédent au bénéfice de multiples applications dans des domaines tels que les prévisions météorologiques et l ensemble des applications défense nécessitant de puissantes capacités de calcul embarquées. 4 Une dualité omniprésente L étude de certaines ruptures technologiques confirme l imbrication grandissante des technologies, et la réduction tendancielle des spécificités défense. Aussi, l approche des technologies clés doit désormais couvrir un large spectre de savoir-faire et de développements essentiellement civils à très fortes externalités, parmi lesquels : Les matériaux structuraux : maîtrise des signatures électromagnétiques, matériaux pour la propulsion, matériaux pour dômes, matériaux et systèmes intelligents. 1 ANAE, «Un système de positionnement, Galileo», Paris, /07/04 Copyright CEIS 2003 Page 5 sur 1

7 Les nanosciences pour l aéronautique et l exploration de l espace : nanoinstrumentation, revêtements nanostructurés, capteurs L électronique de puissance et les nouvelles sources d énergie, cruciale pour l ensemble des microsystèmes et systèmes embarqués : projets de refroidissement électronique, batteries pour électronique portable, piles à combustibles Freins à carbone et procédés de conception et fabrication de pièces pour train d atterrissage, deux domaines très spécifiques où le savoir-faire de Messier-Bugatti semble inégalé. De nombreux aspects logiciels sont également à inscrire au rang des «technologies clés», particulièrement dans les domaines jouxtant la sûreté ou la sécurité des systèmes, ou mériteraient de faire l objet d études amont : Le nouveau protocole Internet IPv6 (déjà opérationnel, et proposé en natif par un petit nombre de fournisseurs d accès) et ses opportunités en termes de mobilité, de confidentialité et d'intégrité des données, mais également d'authentification et de non répudiation des données. ; Le i et la sécurité des réseaux sans-fil en général, ses conséquences éventuelles sur le marché de la PMR des prochaines années. La politique à adopter à l égard des logiciels libres, particulièrement des logiciels de chiffrement (GnuPG); La cryptographie quantique, dont les échéances se rapprochent après une série d expériences réussies de transmission et l annonce récente du lancement de la première infrastructure à clé quantique intégrée du monde. Ce type de transmission est déjà à l étude pour la communication entre satellites ; Les procédures de contrôle embarquées (On-Board Control Procedure (OBCP)) ; on pense notamment aux applications spatiales de type Cryosat ou Beagle II) ; Les architectures de sécurité : infrastructures de clés publiques, contrôles d accès mandataires, chiffrement au niveau transport et au niveau application ; l intérêt de Palladium ou d un «Palladium like» compatible TCPA mérite plus ample réflexion, audelà des polémiques déjà soulevées ; La recherche de nouveaux standards de type corba/pre-corba pour l intégration de systèmes de systèmes (gestion d un grand nombre de liaisons notamment, type SCCOA) ; La sûreté des systèmes embarqués en général (navigation automatique d aéronefs, poursuite de missiles, tous systèmes d armes) ; Et parmi les nombreux autres développements logiciels : l interface homme-machine, les logiciels dits «critiques», la conception de véhicules intelligents et communicants (Atterrissage tout temps, interventions en milieux hostiles etc.), les algorythmes de compression, le transfert et traitement d image haute résolution 5 Les racines du succès : recherche fondamentale et savoir-faire 13/07/04 Copyright CEIS 2003 Page 6 sur 1

8 Hormis certaines dépendances, la France occupe encore une position forte sur nombre de technologies, et le dit «fossé» qui la sépare des Etats-Unis reste essentiellement capacitaire, plus que technologique ; Un écart que la nouvelle Europe de l armement a précisément vocation à combler. Parmi ses facteurs clés de succès, la France détient des compétences inégalées dans certaines sciences dures, mathématiques fondamentales et physique des transferts notamment, qui ont plus ou moins directement conduit à des réalisations telles que le laser Megajoule, à terme le plus puissant du monde. La dichotomie souvent décriée entre recherche fondamentale et recherche appliquée est paradoxalement un facteur clé de ce foisonnement scientifique ; à charge pour les acteurs publics d encourager le développement de structures de valorisation compétentes et expérimentées, sans sombrer dans la tentation américaine du tout appliqué. Les grands instituts de recherche appliquée de la défense, CEA et ONERA sont pour l instant les mieux habilités à mettre en perspective le potentiel des chercheurs, aux stades les plus amont, et les futures applications de défense. Enfin, il faut bien noter que la technologie n est que la partie la plus visible du patrimoine intellectuel. La capacité à modéliser des systèmes complexes, les capacités de maîtrise d œuvre et d intégration, les savoir-faire spécifiques nécessaires à la réalisation de certains produits ou systèmes sont autant d actifs intangibles participant au maintien ou à l acquisition de compétences clés. Les critiques concernant le niveau de brevets déposés chaque année par la France font régulièrement abstraction de la partie non brevetées voire non brevetable de son activité industrielle. Ainsi certains avionneurs n ont-il que peu de crainte à voir s échapper des plans détaillés de leurs systèmes, tant le savoir-faire développé en interne est peu transférable et peu reproductible. Il en va de même pour la maîtrise de la fabrication de trains d atterrissage ou de freins à carbone et bien d autres domaines. Ces compétences devront donc par la suite être identifiées et protégées (installations et maind œuvre) au même titre que les technologies, et peut-être plus encore. 13/07/04 Copyright CEIS 2003 Page 7 sur 1