{"id":1321,"date":"2015-07-02T13:19:11","date_gmt":"2015-07-02T12:19:11","guid":{"rendered":"http:\/\/www.orionpx.fr\/project\/blog\/?p=1321"},"modified":"2015-11-23T13:24:07","modified_gmt":"2015-11-23T12:24:07","slug":"la-rheologie-larmure-du-futur","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.orionpx.fr\/project\/blog\/la-rheologie-larmure-du-futur\/","title":{"rendered":"La rh\u00e9ologie. L’armure du futur ?"},"content":{"rendered":"
\"Nano<\/a>

Nano armure du jeu vid\u00e9o Crysis<\/p><\/div>\n

Nous autres humains paraissons bien fragiles face \u00e0 la carapace d’un x\u00e9nomorphe (Alien), le titane de Robocop, l’armure d’Iron Man, ou encore l’\u00e9paisse chitine des arachnides de Starship Troopers.<\/p>\n

Depuis plusieurs milliers d’ann\u00e9es, l’Homme cherche \u00e0 effacer cette faiblesse de son \u00e9piderme. Facilement tranch\u00e9 par une simple lame de m\u00e9tal ou travers\u00e9 par une lance de bois.<\/p>\n

Cette volont\u00e9 s’est traduite, au fil du temps, par une s\u00e9rie d’innovations motiv\u00e9es plus par notre histoire guerri\u00e8re, que par n\u00e9cessit\u00e9. En partant de la cuirasse en bronze, en passant par la c\u00f4te de maille, l’armure de nos chevalier, et en allant jusqu’au kevlar tiss\u00e9, demandons-nous ce que nous r\u00e9serve le futur.<\/p>\n

<\/p>\n

Petit tour d’horizon<\/h1>\n

Je vous propose de faire un tour d’horizon des avantages et inconv\u00e9nients des armures imagin\u00e9es dans divers univers de science-fiction, aussi bien emprunt\u00e9s \u00e0 la litt\u00e9rature et au cin\u00e9ma qu’aux jeux-vid\u00e9o.<\/p>\n

L’armure lourde<\/h2>\n

Lorsque l’on entend \u00ab\u00a0lourde\u00a0\u00bb on imagine imm\u00e9diatement une armure \u00e9paisse en m\u00e9tal. Ce qui se traduit par un poids cons\u00e9quent et des articulations faiblardes et difficiles \u00e0 r\u00e9aliser. L’un des exemples le plus c\u00e9l\u00e8bre reste celle d’Iron Man.<\/p>\n

\"Iron-Man-3-Header1\"<\/a>

Tony Starck dans son armure d’Iron Man<\/p><\/div>\n

Cette armure est d’une incroyable solidit\u00e9, elle permet de r\u00e9sister \u00e0 des tirs d’armes \u00e0 feu, de grenades, d’armes \u00e9nerg\u00e9tiques, et m\u00eame de missiles. Elle augmente \u00e9galement la force et la rapidit\u00e9 de son porteur par le biais de moteurs \u00e0 la fa\u00e7on d’un exosquelette<\/a>. Elle est bourr\u00e9e d’\u00e9lectronique, poss\u00e8de une IA qui va assister son porteur et est mue par un r\u00e9acteur Arc r\u00e9volutionnaire. Pourquoi r\u00e9volutionnaire ?<\/p>\n

Parce que sans cette assistance \u00e9lectronique et m\u00e9canique, Tony Starck serait bien incapable de bouger une fois \u00e0 l’int\u00e9rieur. Pour faire fonctionner tout cela, il est n\u00e9cessaire de disposer d’une grande source d’\u00e9nergie dans un encombrement r\u00e9duit. Dans cette fiction, le r\u00e9acteur Arc invent\u00e9 par Tony r\u00e9pond \u00e0 la question mais il est totalement inenvisageable de construire une telle source d’\u00e9nergie dans les quelques dizaines d’ann\u00e9es \u00e0 venir.<\/p>\n

L’armure est solide et r\u00e9siste aux chocs, mais il n’en va pas de m\u00eame pour l’\u00eatre humain qu’elle contient. Un impact de missile, d’obus, ou m\u00eame une chute de centaines de m\u00e8tres n’aura pas raison de son blindage, mais la personne aux commandes ne pourra pas survivre aux violentes acc\u00e9l\u00e9rations\/d\u00e9c\u00e9l\u00e9rations caus\u00e9es par ces chocs.<\/p>\n

Autre point important, le risque de d\u00e9faillance. En cas de d\u00e9faillance de l’armure ou des moteurs qui permettent son mouvement, le porteur reste pi\u00e9g\u00e9 \u00e0 l’int\u00e9rieur et ne pourra plus bouger correctement. Faisant de lui une cible facile.<\/p>\n

Je passerai sur le co\u00fbt de fabrication d’une telle armure, ainsi que sur sa capacit\u00e9 \u00e0 voler dans les airs. \ud83d\ude42<\/p>\n

L’armure l\u00e9g\u00e8re<\/h2>\n

Par d\u00e9finition, il s’agit du type d’armure la moins contraignante en mati\u00e8re de poids et de libert\u00e9 de mouvement. Si l’on prend un exemple contemporain, le gilet pare-balles en kevlar <\/a>utilis\u00e9 par nos soldats et nos policiers en est un bon exemple. Il faut cependant nuancer car il existe des gilets pare-balles plus \u00ab\u00a0lourds\u00a0\u00bb dans lesquels des plaques de m\u00e9tal sont ajout\u00e9es au kevlar pour augmenter la protection.<\/p>\n

Alors vous allez me dire : \u00ab\u00a0On est pas dans la science-fiction l\u00e0 !\u00a0\u00bb Et je vais vous r\u00e9pondre : \u00ab\u00a0Oui et non\u00a0\u00bb. Car m\u00eame si de telles protections existent d\u00e9j\u00e0, leurs possibilit\u00e9s restent limit\u00e9es et la SF tente souvent de les combler.<\/p>\n

Sur une armure l\u00e9g\u00e8re, la protection est r\u00e9duite au torse, dos et parfois \u00e9paules. Le gilet doit \u00eatre chang\u00e9 apr\u00e8s avoir \u00e9t\u00e9 touch\u00e9 par un projectile, il n’est pas efficace contre tous les types de munitions et enfin il impose, malgr\u00e9 son apparente l\u00e9g\u00e8ret\u00e9, une certaine rigidit\u00e9 de mouvement \u00e0 son porteur.<\/p>\n

Ce type d’armure est moins courant dans les \u0153uvres de science-fiction, mais on peut n\u00e9anmoins la trouver dans Oblivion<\/a> par exemple.<\/p>\n

\"Tom<\/a>

Tom Cruise, alias Jack Harper, dans le film Oblivion<\/p><\/div>\n

Dans ce film de Kosinski on peut voir le h\u00e9ros, Jack Harper, se faire tirer dessus \u00e0 bout portant au niveau de la poitrine par une arme \u00e0 feu conventionnelle. La balle ne faisant que s’\u00e9craser contre la mati\u00e8re plasto\u00efde de son plastron, laissant le h\u00e9ros le souffle coup\u00e9 mais indemne.<\/p>\n

Sur cette photo on voit bien que la combinaison n’est pas blind\u00e9e sur toute sa surface, seules quelques parties strat\u00e9giques le sont (la poitrine notamment). Cela permettant au h\u00e9ros de disposer d’une grande libert\u00e9 de mouvement mais ne le prot\u00e9gerait pas de tirs moins cibl\u00e9s.<\/p>\n

L’armure \u00e9nerg\u00e9tique<\/h2>\n

Il est souvent question d’armures \u00ab\u00a0invisibles\u00a0\u00bb lorsque l’on aborde des technologies lointaines ou extraterrestres. Il peut s’agir d’armures psychiques (qui impliquent un pouvoir t\u00e9l\u00e9kin\u00e9sique) ou, de fa\u00e7on moins fantastique, d’armures magn\u00e9tiques ou de barri\u00e8res \u00e9nerg\u00e9tiques. Cette fois nous sommes clairement dans la science-fiction car aucune technologie ne permettrait d’obtenir ce type d’armure \u00e0 l’\u00e9chelle d’un \u00eatre humain. Il faudrait pour cela ma\u00eetriser parfaitement le champ g\u00e9n\u00e9r\u00e9, et surtout, il faudrait disposer d’une grande quantit\u00e9 d’\u00e9nergie transportable.<\/p>\n

\"Bouclier<\/a>

Bouclier \u00e0 effet Holtzman (Dune)<\/p><\/div>\n

On peut voir ce type d’armure dans Dune<\/a> de David Lynch. \u00c9trangement, c’est l’une des applications qui se rapproche le plus de la rh\u00e9ologie puisque son point faible est la vitesse du projectile. Ce bouclier, baptis\u00e9 Holtzman, bloquera tout projectile dont la vitesse exc\u00e8de 9 m\u00e8tres par seconde, mais laissera p\u00e9n\u00e9trer tout ce qui ira plus lentement.<\/p>\n

L’armure ultime<\/h2>\n

Enfin nous allons aborder une application tr\u00e8s int\u00e9ressante de la nanotechnologie, c’est \u00e0 dire de la construction de modules informatiques et m\u00e9caniques \u00e0 l’\u00e9chelle nanom\u00e9trique. A titre indicatif l’\u00e9paisseur d’un cheveu est d’environ 50000 nanom\u00e8tres.<\/p>\n

L’armure ultime ! Pourquoi ultime ? Parce qu’elle serait capable d’aider son porteur, d’utiliser son \u00e9nergie ou de g\u00e9n\u00e9rer la sienne, et m\u00eame de se r\u00e9parer toute seule ! Comme notre peau.<\/p>\n

Sa structure elle-m\u00eame lui conf\u00e8re une rigidit\u00e9 contr\u00f4l\u00e9e en fonction du besoin. En outre, elle permettrait de camoufler son porteur en modifiant sa couleur.<\/p>\n

\"La<\/a>

La \u00ab\u00a0nano suit\u00a0\u00bb du jeu vid\u00e9o Crysis 3<\/p><\/div>\n

Vous pouvez la voir dans le jeu vid\u00e9o Crysis, ou son application militaire est largement mise en avant. Le probl\u00e8me c’est qu’on est loin, tr\u00e8s loin, de pouvoir construire une telle armure. La nanotechnologie n’en est qu’\u00e0 ses balbutiements et je ne pense pas que l’on puisse voir quelque chose d’aussi abouti dans les 100 prochaines ann\u00e9es. On parle l\u00e0 de science-fiction lointaine.<\/p>\n

Ma vision de l’armure du futur<\/h1>\n

Pour plusieurs raisons, que je vais vous expliquer, j’ai fait le pari de l’armure l\u00e9g\u00e8re et de la rh\u00e9ologie<\/strong> lorsque j’ai imagin\u00e9 une armure qui pourrait \u00e9quiper un contingent de soldat \u00e0 la pointe de la technologie dans 60 ans. Je vous donne un peu de mati\u00e8re avec ces extraits de mon roman, l’Anomalie du Centaure,<\/a> qui montrent \u00e0 la fois les avantages, mais aussi les inconv\u00e9nients de ce type d’armure.<\/p>\n

Extraits de l’Anomalie du Centaure<\/h2>\n

Extrait du chapitre 9:<\/strong><\/p>\n

L’Adjudant vit l’\u00e9clair des tirs mais fut stopp\u00e9 en pleine course. Sur les trois balles, une le toucha du c\u00f4t\u00e9 droit de la poitrine. Il fut violemment projet\u00e9 en arri\u00e8re. Le fluide rh\u00e9ologique qui remplissait de petites poches \u00e9tanches de son gilet se durcit instantan\u00e9ment lorsque la balle le percuta, bloquant et pi\u00e9geant cette derni\u00e8re. Sous le coup du choc, sa respiration fut coup\u00e9e et il sentit le craquement de l’une de ses c\u00f4tes qui venait de c\u00e9der. Ses co\u00e9quipiers s’arr\u00eat\u00e8rent imm\u00e9diatement, et pos\u00e8rent un genou au sol, chacun regardant dans une direction compl\u00e9mentaire de celle de son voisin. Lorsque l’Adjudant reprit son souffle, il cria:<\/p>\n

–\u00a0\u00a0\u00a0 Dans le buisson, il est l\u00e0\u00a0!<\/p><\/blockquote>\n

Extrait du chapitre 10:<\/strong><\/p>\n

Il sauta \u00e0 nouveau sur lui, sa lame en avant, le soldat para le coup en croisant ses avant-bras mais cette fois Jack n’\u00e9tait pas du tout d\u00e9cid\u00e9 \u00e0 le laisser s’en tirer. Il poussa le plus fort qu’il put, en s’aidant de son poids. La sentinelle commen\u00e7ait \u00e0 faiblir et la lame descendait doucement vers sa poitrine. Lorsqu’elle toucha sa combinaison, Jack se rendit compte qu’elle l’avait perc\u00e9e et qu’un fluide blanch\u00e2tre s’en \u00e9chappait. Il poussa de plus belle continuant de gagner du terrain, millim\u00e8tre apr\u00e8s millim\u00e8tre. Il avait l’impression que sa t\u00eate allait exploser et sentait le rythme de ses battements cardiaques dans ses tempes.<\/p>\n

[…]<\/p>\n

La lame p\u00e9n\u00e9tra le scaphandre de quelques centim\u00e8tres, et soudain la sentinelle sembla se rel\u00e2cher.<\/p><\/blockquote>\n

Pourquoi ce choix ?<\/h2>\n

J’ai choisi ces deux extraits pour montrer concr\u00e8tement ce qui fait la force et \u00e0 la fois la faiblesse de l’armure rh\u00e9ologique utilis\u00e9e dans mon histoire. Vous vous demanderez peut-\u00eatre pourquoi j’ai fait le choix d’une armure qui n’est pas totalement efficace ? Tout simplement parce que je pense qu’il n’est pas possible de couvrir efficacement tous les risques \u00e0 la fois. Un syst\u00e8me polyvalent est toujours moins performant qu’un syst\u00e8me sp\u00e9cifique pour une application donn\u00e9e.<\/p>\n

Or le risque principal auquel s’expose un soldat sur un champ de bataille provient des projectiles, \u00e9clats, shrapnels, balles, etc… Tous ayant une grande v\u00e9locit\u00e9, et donc, une forte \u00e9nergie d’impact. De plus, l’atout le plus important pour sa survie est sa mobilit\u00e9, une cible mouvante est toujours plus difficile \u00e0 atteindre et une grande libert\u00e9 de mouvement permettra un plus grand confort de d\u00e9placement et de riposte.<\/p>\n

Principe de la rh\u00e9ologie<\/h1>\n
\"rheology-sample\"<\/a>

Plateforme de rh\u00e9ologie<\/p><\/div>\n

Depuis le d\u00e9but de cet article je vous parle de ce principe, la rh\u00e9ologie. Vous aurez compris qu’il s’agit de se prot\u00e9ger contre des impacts violents au d\u00e9triment d’agressions plus lentes. C’est \u00e0 dire que l’on parle d’une mati\u00e8re molle, flexible, voire liquide, qui va se durcir instantan\u00e9ment lors d’un impact violent.<\/p>\n

Parler de rh\u00e9ologie pour \u00e9voquer un fluide se durcissant lors d’un impact est un abus de langage. La rh\u00e9ologie est un domaine qui englobe beaucoup plus que cela et vient du grec rheo<\/em> (couler) et qui \u00e9tudie l’\u00e9coulement de la mati\u00e8re lorsqu’elle est soumise \u00e0 une contrainte. On parle m\u00eame de rh\u00e9ologie pour l’\u00e9tude de fluides soumis \u00e0 des courants, comme pour les mar\u00e9es par exemple.<\/p>\n

Comment cela fonctionne ? Je vais vous l’expliquer.<\/p>\n

Les fluides non-newtoniens<\/h2>\n

Ce qui nous int\u00e9resse au sein de cette discipline ce sont les fluides non-newtoniens. Et plus pr\u00e9cis\u00e9ment encore, il s’agit des fluides non-newtoniens rh\u00e9o\u00e9paississants.<\/p>\n

Pour simplifier, un fluide est dit \u00ab\u00a0newtonien\u00a0\u00bb<\/strong> lorsque sa viscosit\u00e9 \u00e9volue de fa\u00e7on lin\u00e9aire \u00e0 une contrainte qui lui est appliqu\u00e9e. C’est \u00e0 dire qui r\u00e9agira proportionnellement \u00e0 la vitesse de l’impact auquel il est soumis, c’est le cas de l’eau par exemple.<\/p>\n

A contrario, un fluide dit \u00ab\u00a0non-newtonien\u00a0\u00bb<\/strong> est un fluide dont la viscosit\u00e9 n’est pas lin\u00e9aire, c’est \u00e0 dire que la vitesse va y jouer un r\u00f4le plus important en modifiant sa viscosit\u00e9 de fa\u00e7on quasi exponentielle.<\/p>\n

Un exemple simple est celui des collo\u00efdes. On appelle collo\u00efde une substance qui est incapable de se diffuser \u00e0 travers une membrane semi-perm\u00e9able, m\u00eame lorsqu’elle est m\u00e9lang\u00e9e \u00e0 un liquide (le liquide franchira la membrane, laissant le collo\u00efde de l’autre c\u00f4t\u00e9). Les gels, ou les colles sont des collo\u00efdes par exemple. Ses particules sont plus grosses que celles du liquide dans lequel il est m\u00e9lang\u00e9.<\/p>\n

 <\/p>\n

\"Comportement<\/a>

Comportement des collo\u00efdes au sein d’un fluide non-newtonien rh\u00e9o\u00e9paississant.
(Credit: C.P. Rigel)<\/i><\/p><\/div>\n

Lorsque le fluide est au repos, les collo\u00efdes sont homog\u00e8nement m\u00e9lang\u00e9s au liquide. Le fluide se comporte comme un liquide. Mais lorsqu’un choc est appliqu\u00e9 au fluide, les collo\u00efdes vont absorber l’\u00e9nergie cin\u00e9tique et se rapprocher pour s\u2019agr\u00e9ger. En gros ils vont former des grumeaux coh\u00e9rents qui vont donner la consistance d’un solide au fluide (notamment gr\u00e2ce aux forces de Van der Vaals<\/a>). De plus, le choc va chasser les mol\u00e9cules du liquide qui vont glisser entre les groupes de collo\u00efdes, renfor\u00e7ant ainsi la r\u00e9action. Une fois l’\u00e9nergie cin\u00e9tique dissip\u00e9e, les collo\u00efdes vont \u00e0 nouveau se s\u00e9parer et redonner une consistance liquide au fluide.<\/p>\n

En cons\u00e9quence, plus l’\u00e9nergie cin\u00e9tique absorb\u00e9e est importante, plus les collo\u00efdes vont devenir compacts et coh\u00e9rents.<\/p>\n

Applications concr\u00e8tes<\/h2>\n

Dans la fiction<\/h3>\n

Mon approche fut la suivante, en imaginant que l’on puisse concevoir un rh\u00e9o\u00e9paississant suffisamment solide pour absorber en totalit\u00e9 l’\u00e9nergie cin\u00e9tique d’une balle de fusil, comment pourrait-on en tirer profit ?<\/p>\n

J’ai donc imagin\u00e9 une combinaison, baptis\u00e9e CMH dans mon roman<\/a>, port\u00e9e par un certain type de soldats. Et j’ai \u00e9quip\u00e9 cette combinaison de deux choses qui font sa force et qui restent dans le domaine du r\u00e9alisable.<\/p>\n

Des cellules de fluide rh\u00e9o\u00e9paississant constellant la combinaison de sorte qu’un impact de balle n’endommage que quelques cellules seulement mais ne remettent pas en cause l’int\u00e9gralit\u00e9 de la protection offerte par la combinaison. Ces cellules \u00e9tant ind\u00e9pendantes et leurs contenu \u00e9tant sous sa forme liquide, elle permettent au tissu de garder une certaine flexibilit\u00e9 et n’entravent pas les mouvements du soldat.<\/p>\n

\"Illustration<\/a>

Illustration de la surface de la combinaison CMH utilis\u00e9e dans l’Anomalie du Centaure.
(Cr\u00e9dit: C.P. Rigel)<\/i><\/p><\/div>\n

Lors d’un impact les cellules situ\u00e9e sur la zone d’impact direct vont se solidifier et bloquer le projectile. Les cellules environnantes vont \u00e9galement encaisser une onde de choc et se solidifier \u00e9galement. Une fois l’\u00e9nergie cin\u00e9tique dissip\u00e9e, elles vont redevenir liquides. Les cellules trop endommag\u00e9es vont perdre leur fluide rh\u00e9o\u00e9paississant et seule cette zone bien pr\u00e9cise ne sera plus prot\u00e9g\u00e9e.<\/p>\n

\"Simulation<\/a>

Simulation d’un HUD de sentinelle dans l’Anomalie du Centaure
(Cr\u00e9dit: Alexnator\/C.P. Rigel)<\/i><\/p><\/div>\n

La deuxi\u00e8me chose est le HUD bien connu des joueurs de jeux-vid\u00e9os. Le \u00ab\u00a0Head-Up Display\u00a0\u00bb, soit \u00ab\u00a0Affichage t\u00eate haute\u00a0\u00bb en fran\u00e7ais, permet au soldat de visualiser un certain nombre d’informations directement devant ses yeux gr\u00e2ce \u00e0 son casque.<\/p>\n

On y retrouve notamment l’aide \u00e0 la vis\u00e9e, la vis\u00e9e d\u00e9port\u00e9e, l’affichage en vision nocturne, la position de ses co\u00e9quipiers, etc…<\/p>\n

Cette armure se classerait donc dans la cat\u00e9gorie des armures l\u00e9g\u00e8res tout en apportant une aide tactique au combat ainsi qu’un blindage solide contre les tirs de faibles calibres.<\/p>\n

Dans la r\u00e9alit\u00e9<\/h3>\n

Plusieurs projets r\u00e9els d’armures du futur ont \u00e9t\u00e9 financ\u00e9s par des industriels de la d\u00e9fense ou m\u00eame parfois par des gouvernements. C’est le cas du projet TALOS<\/a> command\u00e9 par le pentagone (minist\u00e8re de la d\u00e9fense am\u00e9ricain).<\/p>\n

\"Quel<\/a>

Quel design pourrait avoir cette armure r\u00e9volutionnaire ?
(Cr\u00e9dits: Colin Anderson \/ Blend Images \/ Getty Images)<\/i><\/p><\/div>\n

D’abord une rumeur avant d’\u00eatre confirm\u00e9 par la d\u00e9fense puis \u00e0 demi-mot par le pr\u00e9sident Barack Obama lui-m\u00eame<\/a> (non sans humour d’ailleurs), ce projet \u00ab\u00a0Tactical Assault Light Operator Suit\u00a0\u00bb (Armure tactique l\u00e9g\u00e8re d’assaut) allierait la nanotechnologie et un aspect de la rh\u00e9ologie. Je dis \u00ab\u00a0un aspect\u00a0\u00bb seulement car il ne serait pas question d’utiliser un fluide rh\u00e9ologique mais plut\u00f4t de contr\u00f4ler un fluide ferromagn\u00e9tique qui se durcirait sur commande gr\u00e2ce \u00e0 un champ magn\u00e9tique. Le principe reste donc le m\u00eame.<\/p>\n

D’apr\u00e8s les rumeurs, car peu de choses sont officielles lorsque l’on parle de projet militaire, cette armure pourrait \u00e9quiper des soldats am\u00e9ricains sur les champs de bataille d’ici la fin 2018.<\/p>\n

Exp\u00e9rimenter les fluides rh\u00e9o\u00e9paississants \u00e0 la maison<\/h2>\n

Nous avons \u00e9tudi\u00e9 son principe, d\u00e9cris la fa\u00e7on dont il se comporte, mais rien ne vaut une exp\u00e9rience concr\u00e8te pour s’en faire une id\u00e9e. J’ajouterai que j’ai moi-m\u00eame fait l\u2019exp\u00e9rience \u00e0 la maison afin de bien comprendre comment ces fluides particuliers pouvaient r\u00e9agir. C’est une exp\u00e9rience que vous pouvez faire avec vos enfants.<\/p>\n

Il ne vous faudra que deux ingr\u00e9dients:<\/p>\n