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La simulation opérationnelle au profit de l’armée de Terre

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Par Monsieur HENRI BUENAVIDA

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Apparue dans la dernière décennie du XXème siècle, la simulation opérationnelle est maintenant devenue incontournable, que ce soit à des fins de formation, d’entraînement, ou d’études technico-opérationnelles. Sa valeur ajoutée n’est en effet pas niable, même si, in fine, rien ne remplacera jamais «l’effet terrain»: le virtuel et le réel doivent demeurer complémentaires! Cet article, rédigé par un de nos meilleurs experts nationaux, fait le point de situation sur ce domaine, dans l’armée de Terre actuelle comme dans celle des prochaines années.

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Assimilée aux systèmes d’information opérationnels et de communication (SIOC), la simulation opérationnelle repose sur des technologies, des compétences et des outils dont le développement est dicté par un besoin capacitaire clairement identifié, s’inscrivant dans une finalité opérationnelle dans les trois domaines d’emploi que sont la préparation des forces, l’appui aux opérations et la préparation de l’avenir. La simulation est en outre un instrument de rationalisation des activités opérationnelles dans la mesure où elle permet de les rendre plus efficaces, car plus réalistes et plus attrayantes, à coût égal ou inférieur.

Ainsi, pour l’armée de Terre, la simulation est devenue aujourd’hui un moyen incontournable non seulement pour l’instruction, la formation et l’entraînement des forces, mais également pour aider à la préparation des opérations. Ce caractère stratégique de plus en plus prégnant et la complexité croissante des simulations ont conduit à devoir mieux structurer notre approche des projets.

Ainsi, depuis 2009, le ministère de la Défense s’est doté de structures de gouvernance pour valoriser l'emploi de la simulation, organiser et la structurer[2].


Une classification nécessaire

On distingue plusieurs types de simulation selon l’emploi:

·       La simulation instrumentée[3] (live) pour les simulateurs tir de combat pour armes légères (STC AL) ou pour véhicules(STC B2M), avec système laser connecté ou non à un système central (CENTAURE déployé au CENTAC à Mailly et SIMULZUB au CENZUB à Sissonne). Il est prévu à terme un système central mobile (SCM). Un STC numérique - sans laser - va être prochainement étudié et expérimenté afin de reproduire les effets des armes à effet de zone (artillerie) et des missiles guidés (qui n’ont pas une trajectoire prévisible), ou les tirs sol-air. À l’horizon 2017, les différents systèmes centraux seront fusionnés en une architecte de système unique, CERBERE, qui intègrera le cœur commun de simulation distribuable de SCORPION (COCSIDS).


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1) Chef de la division «modélisation-simulation-expérimentation» du Centre d'analyse technico-opérationnelle de Défense de la DGA.

 

2) Schéma directeur de la simulation opérationnelle 2009-2020, n° 290/DEF/EMA/PLANS/DR du 10 juillet 2009 et son appendice «simulation distribuée» n° 366/DEF/EMA/PLANS/DR du 31 aout 2010

3) Simulation instrumentée (live en anglais): des systèmes réels sont mis en œuvre par des opérateurs réels

Simulation instrumentée (ou live) - Système central CENTAURE

·       La simulation virtuelle[4],par exemple en mode individuelpour le pilotage du VBCI et de l'AMX10 (SIEP[5]), ou en mode collectif pour les simulateurs d'entraînement d'équipages ou de mission d'hélicoptère EDITH.


·       La simulation constructive [6]concerne tous les simulateurs du pôle C2 (command & control) comme JANUS, ROMULUS, SYSIMEV, INSTINCT, FRENCHPOINT et VBS2, employés pour l'entraînement des niveaux 4 à 7 (SGTIA à groupe ou équipage). Ils seront remplacés entre 2012 et 2015 dans le cadre de l'opération de rationalisation des outils de simulation de l'armée de Terre «OPOSIA» pour le centre d'entrainement au combat (CENTAC), les organismes de formation et les régiments.

OPOSIA se substituera donc, à terme, aux multiples outils actuels du pôle C2, et prendra en compte la numérisation de l'espace de bataille (NEB) en s'adaptant à SICS[7] et à son évolution.

À l'horizon 2017, OPOSIA intègrera lui aussi le cœur commun de simulation de SCORPION (COCSIDS). Ce système prendra alors le nom d'OPUS (Outil de Préparation des Unités Scorpion).


Le système de préparation opérationnelle SCORPION ne se limitera pas à la rationalisation et au renouvellement des outils: il

intègrera des approches innovantes, parmi lesquelles lasimulation embarquée, dans laquelle il s'agit d'utiliser un ou plusieurs véhicules réels comme simulateurs, moyennant une adaptation de ceux-ci. Cela peut se faire en statique (véhicules à l'arrêt dans un hangar grâce au recours à la réalité virtuelle[8]) ou en dynamique (véhicules mobiles sur le terrain grâce à la réalité augmentée[9]). Cette innovation majeure du SPO[10] SCORPION requiert une levée de risques tant opérationnels que technologiques, d'où le lancement de plusieurs études (ETO, PEA)[11] par l'EMAT, le CATOD[12] et l'UM TER[13].

·       La simulation embarquée statique (native ou ombilicale selon le degré d'intégration de la simulation dans la plate-forme de combat) dans un bâtiment va permettre l'entraînement en réseau (SICS) de plusieurs véhicules connectés. Elle pourra tirer profit des derniers développements en réalité virtuelle et augmentée.


·       La simulation embarquée dynamique est basée sur la réalité augmentée en mode dynamique pour l'entraînement et l'instruction sans plastron jusqu'au niveau 6.

À terme, il est prévu que tous les systèmes de simulation utilisent le cœur commun de simulation COCSIDS afin d'avoir une approche cohérente pour l'entraînement du GTIA SCORPION.

Ce cœur commun s'appuiera sur les référentiels définis par le ministère de la Défense et l'OTAN, dont notamment ELLIPSE[14].

Copiloté par l'EMA et la DGA (CATOD), ELLIPSE est le référentiel en matière d'interopérabilité en France entre simulations mais également entre simulations et SIOC.

COCSIDS respectera également la directive technique de la simulation du MINDAC 2011-2015(document sous la responsabilité du responsable métier ISE[15]) qui définit les orientations techniques (normes, standards, principes généraux d'architecture...) à prendre en compte pour la spécification, l'acquisition et l‘exploitation des simulations, tous domaines d'emploi confondus.

 

Les acteurs de cette mise en œuvre

La DGA (DO/UM Ter[16]) a créé une EDPI[17] «simulation et entrainement TER» pour gérer les opérations qui ne sont pas spécifiques à un système. Selon les systèmes, les OP[18] sont des opérationnels qui relèvent de différents organismes de l'armée de Terre (STAT, COMALAT, DSRO[19]..). De la même façon, à la DGA, les architectes «projet», les architectes «produit», les experts «simulation» et les architectes «soutien» peuvent être localisés à Bagneux, Bourges ou Angers (DGA TT[20]), voire à Bruz (DGA MI[21]) pour les questions de SIOC, télécommunications et SSI. Cette EDPI réunit tous ces acteurs pour assurer une cohérence entre les différents outils de simulation et pour mutualiser les efforts.

D'autres acteurs peuvent être également sollicités en matière de simulation pour l'armée de Terre, comme par exemple le CATOD qui met en œuvre le Laboratoire Technico-opérationnel (LTO), entité de recherche et d'expérimentation du ministère qui élabore et met en œuvre des méthodes innovantes visant à:

-    simuler des situations d'engagement des forces armées réelles ou anticipées pour apporter des arguments tangibles aux décideurs capacitaires,

-    recueillir et formaliser les besoins opérationnels,

-    préparer les engagements opérationnels,

-    analyser le retour d'expérience (RETEX).

Les méthodes utilisées reposent notamment sur la conjugaison de techniques de travail collaboratif, d'ingénierie système, de recherche opérationnelle et de mise en situation au travers de simulations et d'expérimentations prenant en compte le facteur humain

Les travaux vont de l'analyse de concepts à l'évaluation d'un système de systèmes ou d'une organisation militaire par de la simulation technico-opérationnelle ou des expérimentations (terrain ou en laboratoire). Différents outils de simulation permettent, avec des niveaux de « granularité » adaptés et à partir des caractéristiques des systèmes et de plusieurs scénarios opérationnels, de quantifier la performance opérationnelle d'un système de systèmes. A titre d'exemple, le concept de TAVD (tir au-delà des vues directes) a fait l'objet d'une expérimentation au LTO pour étudier l'emploi opérationnel d'une telle capacité sur laquelle l'armée de Terre n'a pas encore d'expérience. Au cours de cette expérimentation, un observateur dans son véhicule, un équipage d'EBRC[22] et un chef d'unité ont tiré des dizaines de missiles, plongés au sein d'un environnement virtuel.

 

Lors des expérimentations au LTO, les opérationnels sont immergés dans un environnement tactique réaliste favorisant l'identification des meilleurs solutions en termes d'organisation, de doctrine et d'équipements pour réaliser les missions. Il s'agit en particulier de restituer les fonctions majeures de chaque participant à l'expérimentation (pilotage de la plate-forme, observation de l'environnement, mise en œuvre des armes ou communication et commandement). L'outil le plus utilisé pour cette immersion, partagé d'ailleurs avec plusieurs entités de la DGA, des armées et de nombreux pays de l'OTAN, est VBS2[23]. Il est particulièrement bien adapté aux besoins du LTO grâce à son faible coût, sa communauté d'utilisateurs importante et, surtout, sa grande flexibilité pour concevoir rapidement un environnement virtuel aux besoins d'expérimentation sans recours industriels. Il faut cependant tenir compte de ses limites, qui sont principalement une modélisation «simpliste» des phénomènes physiques et une intelligence artificielle peu développée, ce qui explique d'ailleurs en partie ses qualités pour les expérimentations LTO (coût, simplicité relative).

 

Et après ...

Les systèmes de simulation permettent ainsi de contribuer au maintien, voire à l'amélioration de la capacité actuelle d'entraînement et d'engagement des forces, tout en mettant en place les pré-requis indispensables pour la préparation opérationnelle des GTIA SCORPION et de leurs forces info-valorisées.


Alors que jusqu'ici les simulations avaient tendance à être spécifiées et développées de façon indépendante, l'armée de Terre, l'EMA et la DGA impulsent depuis quelques années une convergence, tant technique qu'opérationnelle, qui verra dans le SPO SCORPION son exemple le plus abouti, avec un cœur commun de simulation COCSIDS, un socle par pôle (pôle réel, pôle PTMO[24] et pôle C2 qui correspondent aux trois types L,V,C[25]) et des systèmes de simulation cohérents et interopérables entre eux et avec les SIO.

En conclusion, la panoplie des systèmes à mettre à disposition des forces pour leur préparation opérationnelle dans les prochaines années devra maintenir ce niveau de richesse liée à la diversité des utilisateurs, tout en restant conforme aux directives et aux référentiels produits par les instances de gouvernance de la simulation opérationnelle, afin d'en assurer leur parfaite interopérabilité.



[1] Chef de la division «modélisation-simulation-expérimentation» du Centre d'analyse technico-opérationnelle de Défense de la DGA.

[2] Schéma directeur de la simulation opérationnelle 2009-2020, n° 290/DEF/EMA/PLANS/DR du 10 juillet 2009 et son appendice «simulation distribuée» n° 366/DEF/EMA/PLANS/DR du 31 aout 2010

[3] Simulation instrumentée (live en anglais): des systèmes réels sont mis en œuvre par des opérateurs réels

[4] Simulation virtuelle: des systèmes simulés sont mis en œuvre par des opérateurs réels. On trouve aussi dans cette catégorie les simulateurs de SIOC.

[5] SIEP: Simulateur d'instruction et d'entraînement au pilotage

[6] Simulation constructive: des systèmes simulés sont mis en œuvre par des opérateurs simulés ou par des opérateurs réels. Exemple: jeu de guerre

[7] SICS: système d'information et de combat SCORPION

[8] Il s'agit de générer un environnement 100% virtuel (terrain + avatars + informations) dans lequel le sujet sera immergé, par exemple par le biais de moyens optiques, optroniques et sonores. Dans ce cas, le monde réel n'apparaît jamais, tout est simulé.

[9] La réalité augmentée consiste à incruster des modèles virtuels (entités, éléments du terrain et/ou informations tactiques) dans des moyens optiques et optroniques en superposition du monde réel, quelle que soit la finalité de cette fonctionnalité (préparation des forces ou appui aux opérations) et quelle que soit l'origine de ces information (SIO et/ou simulation).

Dans ce cas, le monde réel sert de théâtre à des entités qui fournissent tout ou partie des acteurs et de l'environnement.

[10] SPO SCORPION: système de préparation opérationnelle SCORPION

[11] ETO: étude technico-opérationnelle. PEA : plan d'études amont

[12] CATOD: centre d'analyse technico-opérationnelle de Défense

 

[13] UM TER unité de management systèmes terrestres

 

[14] ELLIPSE: expertise et logiciels pour les liens d'interopérabilité permanents des simulations et de leur environnement)

[15] ISE: ingénierie des systèmes informatiques pour les essais, des systèmes embarqués, des simulations et expérimentations

[16] DO/UM Ter: direction des opérations

[17] EDPI: équipe de programme intégrée

 

[18] OP: officier de programme

[19] DSRO: division simulation st recherche opérationnelle

[20] TT: techniques terrestres

[21] MI: maitrise de l'information

[22] engin blindé de reconnaissance et de combat

[23] VBS2: virtual battle space. "Serious game" issu d'un jeu vidéo grand public (Armed Assaut) et tiré vers l'entraînement militaire de groupe par l'US Army en 2004

[24] PTMO: pôle tir et mise en œuvre

[25] LVC: live, virtual, constructive


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