Une dizaine d’entreprises et de laboratoires européens ont été retenus par l’Agence européenne de défense (AED) pour développer de nouveaux types de matériaux intelligents à des fins militaires. Parmi ceux-ci, quatre Français dont la branche Research and Technology du groupe Thales.
Mentionné pour la première fois en 1999, un « métamatériau » est une structure artificielle se comportant de manière non naturelle, d’où l’usage du préfixe méta. Ces matériaux intelligents présentent, grâce aux composants artificiels qu’ils intègrent, des propriétés physiques surpassant ou complétant celles disponibles dans la nature.
Ces métamatériaux pourraient dès lors concourir à améliorer considérablement les technologies militaires. Néanmoins, « même si des recherches sont en cours dans différents domaines, y compris celui de la défense, la plupart de ces technologies sont encore loin d’être suffisamment matures pour un usage opérationnel », commente l’AED. Parmi les quelques cas d’usage actuels, des antennes radio à bande étroite ou des « métafiltres » disposés sur les optiques portées par les pilotes pour les protéger d’un éblouissement au laser.
Au travers du projet « Hybrid Multifunctional Metamaterials for Defence Applications » (HiMMODA), l’AED propose d’aller beaucoup plus loin en combinant deux capacités majeures. La première, dite « fonctionnelle », permet au matériau de remplir une fonction précise en activant une ou plusieurs propriétés à un moment voulu. Il s’agit, par exemple, d’un revêtement conçu pour réduire la signature radar ou pour conférer une capacité de résistance à la corrosion.
Avec la seconde capacité dite « hybride », le métamatériau est constitué de plusieurs composants élémentaires présents aux niveaux nanométrique ou moléculaire. Ceux-ci conjuguent leurs propriétés pour améliorer les performances d’un objet. Une fois disponibles, les métamatériaux multifonctionnels hybrides permettront de combiner les deux capacités citées dans un seul module, contribuant à miniaturiser, rendre moins énergivores et moins onéreuses des technologies complexes.
L’enjeu principal du projet HiMMODA sera le développement d’ « une preuve de concept qui réponde, grâce à l’utilisation de métamatériaux appropriés, à des exigences de multifonctionnalité difficiles à satisfaire », relève l’agence européenne. Celle-ci financera les recherches à hauteur de 1,5 M€ sur maximum quatre ans. Des senseurs aux camouflages, en passant par la gestion de l’énergie et les matériaux autoréparants, autoadaptatifs et autoassemblants, de nombreux champs d’application ont été identifiés dès mars 2020 lors d’un workshop. La preuve de concept qui découlera de ce projet se devra donc d’être modulaire pour répondre à un maximum de débouchés. La réussite du projet ouvrirait ensuite la voie à la constitution d’une chaîne d’approvisionnement européenne, indique l’AED.
Au vu de la complexité du sujet, l’AED privilégie une approche multidisciplinaire avec la constitution d’équipes en provenance de différents pays et communautés de recherche. Des onze entreprises et laboratoires du projet HiMMODA, un tiers est basé en France. Hormis Thales Research and Technology, situé depuis 2006 sur le campus de l’École polytechnique (Palaiseau), on retrouve l’ONERA, qu’on ne présente plus, et, chose rare, deux startups : Ultimetas et Tematys.
Co-fondée en 2018 par un ancien de Thales, Ultimetas est à l’origine de deux innovations majeures : une antenne électromagnétique à métasurface et son système de contrôle, simplifié par des technologies photoniques. Compacte, légère et reconfigurable, cette antenne planaire couvre un large spectre de fréquences, de 1 à 100 GHz. Active depuis 2010, la startup parisienne Tematys s’est quant à elle spécialisée dans la consultance aux entreprises et organismes publics dans les domaines de la photonique et de l’ingénierie des matériaux. En majorité française, sa clientèle comprend notamment Safran, Thales, Bertin Technologies et le champion français des technologies laser CILAS.
Image : AED