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DCNS Convertit le maritime naval à la recherche collaborative

[Article du 16/05/2017]

 Florent Detroy

Le groupe de défense navale est porté par de bons vents. Tiré vers le haut par l’essor des dépenses militaires mondiales et le frémissement des énergies marines, il profite également de la réorganisation de sa R&D lancée au début des années 2010 pour être plus innovant et plus agile. Il doit toutefois faire coexister en son sein des logiques militaires et industrielles parfois contradictoires.

Légende : Gilles Langlois, directeur de DCNS Research.

C’est un bâtiment flambant neuf, à peine deux ans, qui s’est installé entre les usines géantes d’Airbus et celle de Daher, aux abords de Nantes. Le Technocampus Ocean, pour le distinguer de son alter ego Technocampus EMC2 à quelques centaines de mètres de là, affiche ostensiblement sa vocation à innover dans les activités marines en arborant un revêtement bleu « piscine ». C’est là, au milieu des 18 000 m² du bâtiment dédié à la recherche, que DCNS a décidé d’installer DCNS Research, son pôle de la recherche créé en 2011 par la réunion de son Centre d’expertise des structures et matériaux navals (Cesman), de sa PME Sirehna spécialisée dans la maîtrise du comportement dynamique, et de son Centre d’excellence pour la maîtrise de l’information et des signatures (Cemis). L’entité pèse à elle seule entre 30 et 40 % de la recherche du groupe, et constitue son épicentre.
Dans cet espace découpé en « nefs » de différentes taille, DCNS imagine, conçoit et teste ses innovations. C’est par exemple au milieu d’une petite pièce anonyme, animée par la seule présence de deux ordinateurs et d’un casque posé devant un écran, que le groupe teste des applications de réalité virtuelle pour concevoir ses sous-marins. L’objectif, c’est d’utiliser la réalité virtuelle pour entre autres étudier l’hydrodynamique de navires lors de simulations. Une fois enfilé, le casque transforme la pièce en un espace sans frontières où trône au centre une maquette de sous-marin. Il est alors possible de tourner autour du fuselage et d’étudier avec précision les écoulements hydrodynamiques. « L’intérêt de la réalité virtuelle, comparée à la simulation sur écran, c’est que nous pouvons travailler à l’échelle, sur des bateaux de 120 mètres si nous le souhaitons », précise Gilles Langlois, directeur de DCNS Research. DCNS réfléchit également à utiliser cette technologie pour comparer les modèles numériques de ses navires et les bateaux une fois construits afin de mieux repérer les différences.
Dans une autre salle, où sont alignés les postes de commande gris militaire, le groupe développe des technologies innovantes de stabilisation et de positionnement dynamique des engins en utilisant ses compétences acquises lors du rachat de la PME spécialiste d’hydrodynamisme Sirhena, à partir de 2008. « Nous avons notamment développé un système de stabilisation lors des appontages des hélicoptères grâce à ces compétences », explique Gilles Langlois. Le groupe utilise également un drone marin reconfigurable bardé de capteurs, baptisé Max, pour récupérer de la donnée en mer et développer ses applications en hydrodynamisme. En cours de test au large de La Ciotat lors de notre visite, le drone sert également de plateforme d’innovation pour tester des radars ou des caméras et développer des applications de surveillance. Décidé récemment à se développer sur le marché prometteur des énergies renouvelables, le groupe a filialisé ses activités sur le secteur en début d’année. DCNS s’appuiera particulièrement sur ses compétences en hydrodynamisme pour innover sur les technologies d’éoliennes flottantes et d’hydroliennes.
C’est également dans le Technocampus que le groupe mène des travaux sur la fabrication additive, la simulation numérique ou encore les matériaux intelligents, autant de technologies qui seront fondamentales pour le développement de la prochaine génération de sous-marins nucléaires lanceurs d’engins (SNLE) que DCNS vient de lancer. Un programme qui occupera le groupe au moins jusque dans les années 2070. DCNS ne s’interdit pas de voir plus loin encore. « Dans quelques semaines, un planétologue de Nantes viendra même faire une conférence sur l’exploration des océans sur les planètes du systèmes solaire, exploration qui pourrait se faire avec un sous-marin », avance même Gilles Langlois.

Le big bang de 2011
Son installation dans le Technocampus Ocean a marqué pour le groupe un tournant dans son histoire. Jusque dans les années 2 000, DCNS, qui était une administration publique, conduisait ses activités de recherche selon un schéma classique. Décidés par la direction, les grands programmes développés sur le long terme s’enrichissaient au gré des innovations de chacune des directions du groupe. Lequel profitait également du caractère stratégique de ses activités pour innover à l’abri de la concurrence extérieure. Une partie de sa recherche est d’ailleurs encore « vendue », c’est-à-dire commandée, par la DGA sur tels ou tels sujets. Le groupe signe alors des études technico-opérationnelles (ETO) et des projets d’études amont (PEA) avec la direction de l’armement. Cette approche top down de la recherche a fini par être complètement remise en question. Le big bang a eu lieu en 2011.
Le groupe se dote d’outils pour mieux piloter sa recherche et son innovation. Il crée d’abord un réseau de 50 à 60 secteurs techniques. Les responsables de chaque secteur sont alors chargés de réaliser régulièrement un état de l’art sur leur sujet respectif. Le conseil scientifique, composé de 13 personnalités issues de l’industrie et de la recherche, est créé en 2016 pour formuler des recommandations sur la politique de recherche du groupe. Enfin, la direction définit un Top 30 des innovations les plus intéressantes pour conduire la politique R&D du groupe. « On oriente les budgets vers les entités opérationnelles pour s’assurer du bon développement en temps et en heure des produits. Les entités doivent également s’assurer d’une certaine rentabilité de leurs investissements. Cette méthode est plus lisible et plus efficace. Cela permet aussi de ne pas créer de frustration chez des ingénieurs qui auraient travaillé des années sur des produits que DCNS n’utiliserait pas », explique Éric Papin, directeur de l’innovation et de la maîtrise du groupe. Ce dernier réorganise également les méthodes de la R&D en créant DCNS Research afin d’accélérer les transferts technologiques. Il réunit enfin les chercheurs d’autres directions afin de les rapprocher des exigences commerciales du groupe. « Avant, la R&D était peu centralisée, et elle dialoguait peu avec les autres secteurs. Nous l’avons rapprochée du marketing et des lignes de produits. » La recherche DCNS n’en devient pas pour autant une simple courroie de transmission de la direction ; celle-ci fait attention à consacrer une part de sa recherche à des activités plus prospectives et plus incertaines en termes de rentabilité. « La R&D se divise au final entre une partie de recherche fondamentale et une recherche en lien avec le marketing, qui regroupent 70 % de l’activité, et une recherche tournée vers les innovations de rupture, qui représente, elle, 30 % », résume Éric Papin.

Des systèmes de propulsion anaérobie pour recharger les batteries des sous-marins sans refaire surface
Cette réorganisation permet de rendre la recherche de DCNS plus efficace. Le groupe peut se vanter ces dernières années d’avoir réussi à développer certaines technologies clés pour les sous-marins, comme un système propulsion innovant. « Nous avons autofinancé un programme de recherche sur les systèmes de propulsion anaérobie avec une pile à combustible. Pour se recharger, les sous-marins étaient jusqu’à présent obligés de remonter à la surface, ce qui limitait leur discrétion. Avec les systèmes de propulsion anaérobie, il est possible de recharger les batteries tout en restant en profondeur », explique Eric Papin. Le groupe a également fait un bond sur les technologies numériques, en misant sur l’intelligence artificielle pour créer un assistant virtuel, ou le machine learning pour développer la maintenance prédictive. « Avant, l’équipement d’un sous-marin était très peu modifié entre sa date de construction et sa fin de vie. Aujourd’hui, il n’est plus possible de laisser les marins qui utilisent leurs smartphones comme n’importe qui entrer dans des appareils qui les ramèneraient cinquante ans en arrière. Demain, nous effectuerons des mises à jour des systèmes tous les trois ou quatre fois par an », détaille Eric Papin. Le numérique est surtout destiné à devenir pour le groupe un outil indispensable pour piloter ses engins. « La multiplication des senseurs, comme les sonars et les radars à bord des appareils, ne permet pas à l’équipage de gérer toutes la donnée récoltée. Nous travaillons ainsi sur l’utilisation de l’intelligence artificielle pour exploiter cette donnée. »
Le coût croissant des technologies et la nécessité d’innover plus vite incitent aussi le groupe à nouer des partenariats de recherche et à mutualiser ses recherches. « Avant, nous ne travaillions avec personne, et nos travaux étaient confidentiels. Nous avons changé ça », résume Éric Papin. Le Technocampus symbolise ce changement de méthode. Installé sur la moitié des « nefs » du bâtiment, DCNS travaille au quotidien avec plusieurs groupes industriels installés sur les autres sites ateliers, comme STX, Dassault Systèmes ou encore Alstom marine-GE. Le groupe trouve dans l’écosystème régional des groupes qui partagent ses préoccupations, qu’ils travaillent dans l’aéronautique, l’automobile ou le manufacturing. Il fait toutefois attention à protéger ses activités particulièrement sensibles. « Il s’agit de technologies duales, civiles et militaires ; nous ne travaillons ainsi que sur les problématiques de procédés de conceptions, mais pas sur les applications. Sur la fabrication additive, par exemple, nous travaillons avec Safran et Airbus sur les process, mais pas sur les pièces que nous produisons », précise Éric Papin.
DCNS a également profité de son implantation au cœur d’un écosystème dense, construit autour des technologies de production de pointe, pour nouer de nouveaux partenariats. C’est le cas notamment du pôle de compétitivité EMC2 et de l’IRT Jules-Verne. « Le Technocampus a été créé pour attirer les technologies de la région », résume Gilles Langlois. C’est par exemple grâce à cet écosystème que le groupe progresse sur les composites. « A une époque, nous avons voulu relancer la recherche sur les hélices composites, notamment pour notre sous-marin de troisième génération. Nos experts avaient identifié la PME Loiretech comme un partenaire potentiel et avaient déjà des contacts avec leurs experts. Nous avons fini par entrer en contact avec eux parce qu’ils étaient membres du l’IRT. Nous avons finalement adapté leur technologie à des hélices de bateau, au sein du programme Rapid (dispositif d’aide au financement de l’innovation de la DGA). »
Le groupe a également profité de l’importance du réseau académique des Pays de la Loire pour nouer des partenariats académiques. DCNS a ainsi créé en 2015 avec l’Ensta Bretagne un laboratoire commun, le laboratoire Gustave-Zédé, consacré à la fatigue des matériaux dans le naval militaire. Fin 2016, DCNS a lancé un deuxième laboratoire commun avec l’Ecole centrale de Nantes, le Joint Laboratory of Marine Technology (JLMT), dédié à la fabrication additive, la simulation numérique multi-physique et l’hydrodynamisme naval. Le groupe confie qu’un troisième est en préparation sur l’intelligence artificielle. DCNS ne se limite bien entendu pas aux acteurs locaux pour ses partenariats. Le groupe est également membre du pôle Mer Bretagne Atlantique, du pôle Mer Méditerranée, de l’IRT M2P spécialiste de la plasturgie, ou encore de l’IRT System X, avec lequel il développe un assistant personnel. Peu étendu à l’international, le groupe est toutefois bien implanté en Australie, avec un accord récent signé avec l’université de Flinders (Adélaïde).

DCNS Innovation Booster, pour accélérer l’innovation
• Le groupe veille également à accélérer la mise sur le marché de ses technologies. Ainsi, DCNS a créé en 2015 son Innovation Booster, un outil basé sur le Technocampus Ocean chargé de pousser tout particulièrement un petit nombre de technologies. Composé d’une équipe réduite, cet atelier suit tout particulièrement les innovations sur les composants des navires, les procédés de conception et l’architecture des navires militaires. La sélection par cette équipe permet à la technologie d’être développée en un temps record. « Le chef de projet a alors davantage de pouvoir ; il peut étoffer son équipe, et bénéficier d’un processus d’achat accéléré par exemple », explique Eric Papin. Pour sa première année de lancement, l’Innovation Booster a choisi de mettre en avant tout particulièrement les innovations dans le domaine de la fabrication additive.

DCNS et l’industrie du futur
• DCNS est un acteur important des programmes de recherche sur l’industrie du futur. C’est une des raisons de la création du JLMT avec Centrale Nantes et l’université de Nantes, fin 2016. Ce laboratoire, créé dans le cadre de l’i-Site NeXT, vise à améliorer les technologies utilisées dans le naval militaire, notamment la fabrication additive. « Nous regardions de loin l’impression 3D. L’Ecole centrale nous a proposé de réaliser une pièce métallique prototype pour sous-marins. Ils l’ont réalisé en quinze jours, contre quatre mois normalement ; c’est ce qui nous a convaincu de nous lancer. Le projet H2020 RAMSSES que nous venons de remporter va nous aider, puis nous allons rechercher des financements auprès de la DGA. Nous testerons ensuite d’autres guichets si besoin, comme le FUI », explique Gilles Langlois. DCNS est également membre du Factory Lab, la plateforme d’innovation pour l’industrie du futur créée sur le plateau de Saclay. C’est par sa participation à cette plateforme que le groupe a rencontré la start-up Diota, spécialisée dans la réalité virtuelle. « La start-up permet aux opérateurs de projeter en réalité virtuelle le carlingage, les supports métalliques pour poser le matériel, sur les coques des frégates. Il y en a des milliers dans les frégates, et les opérateurs travaillaient jusque-là avec des plans papiers », explique Eric Papin.

Florent Detroy

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