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01 juin 2017

HÉLICOPTÈRES ET DRONES SUR LES NAVIRES MILITAIRES

La mise en œuvre d’un hélicoptère ou d’un drone sur un navire militaire requiert à la fois une adaptation de l’hélicoptère aux conditions d’emploi sur le navire et une adaptation du navire aux différents types d’hélicoptères ou de drones qu’il peut recevoir. Dans ce dernier domaine, DCNS poursuit son action de précurseur, avec l’ambition d’intégrer tout type d’engins aériens sur l’ensemble de sa gamme, du patrouilleur jusqu’aux navires très armés, grâce à un investissement important et continu en R&D. Fort de cette expertise, cet article détaillera les différentes facettes réglementaires et techniques permettant l’intégration efficace d’un hélicoptère ou d’un drone sur un navire armé. 


Les hélicoptères et les drones aériens mis en œuvre sur les navires militaires permettent aujourd’hui de réaliser des fonctions opérationnelles essentielles qui les rendent indispensables sur tous les navires modernes. Ils offrent aux navires une allonge considérable de leurs senseurs et effecteurs : lutte anti sous-marine (ASM), surveillance de zone, reconnaissance et désignation d’objectifs, transport, récupération à la mer, …
Les avions ne peuvent être mis en œuvre que sur des navires très spécialisés alors que les hélicoptères et les drones à ailes tournantes se contentent de ponts d’envol plus réduits, réalisables sur des frégates, des corvettes, ou même des patrouilleurs. La principale contrainte des ailes tournantes est d’avoir une consommation en carburant supérieure aux ailes fixes.

DCNS prévoit dès la conception l'adaptation de ses plateformes navales aux hélicoptères et aux drones pour garantir une disponibilité maximale des engins aériens et pour assurant leur intégration fonctionnelle, en toute sécurité. Cet adaptation recouvre plusieurs domaines techniques : l’architecture navale, l’hydrodynamique, l’emménagement, la structure, les systèmes aéronautiques, le système de combat et même la peinture, la CEM, les facteurs humains…

Il existe de nombreux documents normatifs définissant les critères à respecter pour qu’un navire militaire puisse recevoir des hélicoptères. Ceux-ci sont fondés sur une longue expérience des Marines concernées : STANAG (OTAN), et pour la France, les instructions DGA et des règlements internes (DCNS).
Pour la France, l’homologation d’un navire à recevoir un type d’hélicoptère ou de drone est donnée par une Commission mixte DGA-Marine-CPPE qui s’appuie sur ses experts du CEV (centre d’essai en vol) et du CEPA (Centre d’expérimentation pratique de l’aéronautique navale).
Suivant les types d’hélicoptères et les spécifications du navire, il est possible de réaliser les fonctions suivantes :
- le VERTREP (vertical replenishment), c’est-à-dire le vol stationnaire au-dessus de la plateforme hélico, pour du transfert de charge, de personnes, ou du ravitaillement en carburant,
- le décollage et l’appontage depuis la plateforme hélico,
- la mise à l’abri de l’hélicoptère dans un hangar, avec différents types d’interventions possibles pour entretien.
Une des opérations les plus délicates pour la mise en œuvre d’hélicoptère ou de drone sur un navire est l’appontage.
La géométrie de la plateforme hélico est fondamentale. Les dimensions de la plateforme et les distances à respecter vis à vis des obstacles sont bien définies par type d’hélicoptère dans les documents normatifs déjà cités. La structure de la plateforme hélico doit bien sûr être dimensionnée pour que le pont ne se déforme pas suite à un appontage brutal, en prenant en compte le poids de l’hélicoptère mais aussi l’écrasement des roues de l’hélicoptère. Dans l’hypothèse d’un crash, le pont est calculé pour rester toujours étanche. Les mouvements de plateforme (roulis, tangage, lacet) au point de poser de l’hélicoptère ou du drone ne doivent pas excéder certaines limites définies dans les documents normatifs. Les turbulences dues au vent relatif sur la plateforme hélico doivent aussi être réduites au minimum par des mesures architecturales. L’hélicoptère et le drone peuvent être perturbés par les rayonnements électromagnétiques dus aux radars et antennes du navire. Une étude de compatibilité électromagnétique (CEM) est donc nécessaire.
L’architecture du navire (position de la plateforme hélico sur le navire, position et hauteur des superstructures avoisinantes, déplacement du navire, formes de coque) a une influence directe sur les mouvements de plateforme, en fonction de l’état de mer et de la vitesse du navire, ainsi que sur les turbulences. Outre les essais sur maquettes (essais hydrodynamiques en bassin, essais en soufflerie), il existe aujourd’hui des moyens de simulations qualifiés pour déterminer à l’avance ces valeurs et optimiser l’architecture. Les mouvements peuvent être réduits grâce à l’utilisation de stabilisateurs. Des outils de simulations permettent de prévoir avec fiabilité ces valeurs. Des outils d’aide à la décision sont aujourd’hui mis à disposition des marins pour leur permettre d’optimiser la route et la vitesse du navire en fonction de l’état de mer. Les mouvements de plateforme sont aléatoires mais il est possible, à partir de l’enregistrement des mouvements passés, de déterminer plusieurs secondes à l’avance, les mouvements à venir ou leur amplitude maximale.

Des développements sont aujourd’hui en cours pour obtenir avec un préavis plus long (de 30s à plusieurs minutes) l’assurance de périodes tranquilles, c’est-à-dire la certitude que les mouvements de plateforme ne dépasseront pas des valeurs fixées, autorisant ainsi l’appontage. Ces développement reposent sur la mesure de hauteurs de vagues par radar ou lidar à l’avant du navire et sur des calculs de propagation de vagues. L’appontage requiert aussi des compétences longues à acquérir nécessitant des formations lourdes sur simulateurs et des contrôles réguliers pour les pilotes d’hélicoptères, les officiers aviation, et les « chiens jaunes » qui guident les pilotes depuis la plateforme hélico. Il existe heureusement des aides à l’appontage extrêmement utiles, en particulier pour les appontages de nuit. On peut citer les feux de ralliement, les marquages de la plateforme, l’éclairage de celle-ci, et les aides optiques type IPD (indicateur de pente de descente) et BRH (barre de référence horizon). Pour les drones, l’appontage est généralement assisté dans le système de contrôle du drone. Il est dirigé par un opérateur situé sur le navire, qui supervise et commande le drone jusqu’à son appontage. Des aides particulières ont été développées par DCNS pour faciliter cette tâche.
Des prototypes d’appontage automatique pour drones ont aussi été développés et testés avec succès : Tous ces développements préfigurent les aides à l’appontage de demain, pour les drones comme pour les hélicoptères.
Il convient aussi de faire en sorte que l’hélicoptère ou le drone, une fois posé sur le pont, soit arrimé et ne puisse glisser, à la suite d’un coup de roulis par exemple. La solution la plus rapide est une grille d’appontage intégrée au pont, l’hélicoptère étant muni d’un harpon s’y fixant.
L’hélicoptère ou le drone ne restent pas sur le pont et doivent en général être mis à l’abri d’un hangar. Le déplacement de l’hélicoptère depuis la grille d’appontage au hangar (et inversement) est réalisé par des systèmes de manutention particuliers, les plus sûrs étant ceux qui sont liés au pont par des rails. La mise en œuvre d’hélicoptères ou de drones à bord d’un navire nécessite aussi des équipements particuliers : moyens de lutte incendie adaptés au pont hélico (projection de mousse), peinture de pont antidérapante, ravitaillement en carburant TR5, énergie électrique, eau de lavage, air, hangar hélicoptère avec des moyens adaptés au type de maintenance prévue à bord (pont roulant, magasins ou ateliers), manutention pour munitions aviations, etc… La mise en œuvre d’hélicoptères ou de drones à bord d’un navire ne s’improvise donc pas. Elle repose sur une large expérience du domaine ; les besoins de performance, de réduction des coûts et des risques nécessitent aussi des évolutions technologiques constantes que les opérationnels, spécificateurs et industriels doivent maîtriser.


Régis Beaugrand, IGA Directeur de domaine technique architecture à DCNS
 Régis Beaugrand a effectué une grande partie de sa carrière à la DGA (entretien flotte à Brest, construction neuve à Lorient, architecture navale des bâtiments de surface à Paris). Après un détachement comme sous-directeur sécurité maritime aux Affaires Maritimes, il a rejoint la Direction Innovation et Maîtrise Technique de DCNS.

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