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FTI : Gros plan sur la Belharra et sa version française

Le ministère français de la Défense a annoncé vendredi 21 avril la notification à DCNS du contrat des frégates de taille intermédiaire (FTI), qui succèderont à compter de 2025 aux unités du type La Fayette de la Marine nationale. D’un coût global estimé à 3.8 milliards d’euros, ce programme porte sur la construction à Lorient de cinq bâtiments.

Il faudra quatre ans et demi pour réaliser la tête de série, dont la première tôle devrait être découpée en 2019 en vue d’une livraison fin 2023 à la flotte française. S'en suivra la phase de mise au point, de vérification des capacités militaires et d'entrainement avant l'admission au service actif, prévue deux ans plus tard. Ses sisterships devraient ensuite suivre au rythme d’une unité tous les 15 à 18 mois.

La famille Belharra

La FTI est le premier modèle des frégates de nouvelle génération de la famille Belharra, que DCNS propose désormais sur le marché export et qui se caractérise notamment par sa modularité et la digitalisation des systèmes et de la plateforme. Cela constituera, comme on le verra plus loin, un saut technologique considérable.

121 mètres pour 4300 tonnes

Longue de 121 mètres pour une largeur de 17 mètres et un déplacement d’environ 4300 tonnes en charge, la version française de la Belharra bénéficiera d’un design furtif offrant une surface équivalente radar très réduite, ce qui rendra sa détection difficile et améliorera l’emploi de ses importants moyens de guerre électronique, dont le système Sentinel (Thales) comprenant notamment deux brouilleurs ; ainsi que des lance-leurres (antimissile et anti-torpille) fixes et mobiles. La FTI sera mise en œuvre par 120 marins, dont une quinzaine pour le détachement aérien. S’y ajouteront des logements pour 29 personnes supplémentaires, par exemple un état-major ou des forces spéciales, qui disposeront de locaux dédiés. La frégate pourra mettre en oeuvre deux embarcations, dont une ECUME des commandos marine et une EDO. Ces semi-rigides seront logés dans un espace autour de la cheminée et intégré dans les superstructures, avec des ouvertures masquées par des rideaux.

 

Un armement conséquent

MBDA fournira les missiles. L’armement comprendra 8 missiles antinavire Exocet MM40, ainsi que deux lanceurs verticaux octuples Sylver A70 pour 16 missiles surface-air Aster 30. Un espace conservatoire permettra le cas échéant de doubler cette dotation avec deux A70 supplémentaires. Equipées d’un canon de 76mm OTO-Melara et deux canons télé-opérés de 20mm Nexter, les FTI disposeront de quatre tubes (2x2) pour torpilles MU90. La soute des torpilles sera située au niveau du hangar, dans un espace où pourront également être stockés des missiles antinavire légers aéroportés (ANL/Sea Venom) mis en œuvre par l’hélicoptère embarqué.

 

 

Le hangar est dimensionné pour abriter et soutenir une machine allant jusqu'à 11 tonnes, comme le NH90. De plus, on notera que les nouvelles frégates seront les premières de la Marine nationale conçues dès l’origine pour intégrer un drone dans leur détachement aérien, avec un abri dédié permettant de loger un UAV de 700 kilos. L'aboutissement du futur programme SDAM (Système de Drones Aériens pour la Marine) coincidera avec l'arrivée des FTI. 

 

Belharra avec NH90 et drone aérien (© : MER ET MARINE - VINCENT GROIZELEAU)

De solides capacités anti-sous-marines

Polyvalentes, les FTI bénéficieront de solides capacités de lutte anti-sous-marines. Thales fournira une antenne de la famille Kingklip, située sous la coque et non dans le bulbe d'étrave comme sur les FREMM, ainsi que la version compacte du sonar remorqué à immersion variable Captas 4. Pouvant atteindre plus de 300 mètres de profondeur et couvrir un volume d'eau très important, ce sonar de supériorité accoustique, qui émet des ondes actives à très basse fréquence sur de longues portées, est composé de quatre anneaux de céramique intégrés dans un corps remorqué. S’y ajoute, pour l’écoute, une antenne linéaire déployée indépendamment. La grande force du Captas 4 est de pouvoir déterminer instantanément d’où proviennent les bruits (bâbord ou tribord), un atout en haute mer, mais également en zone côtière, où le nombre de signaux est très important. A l’instar des frégates lourdes de type FREMM, les FTI offriront avec le NH90, équipé d’un sonar trempé FLASH, de bouées acoustiques et de torpilles MU90, un redoutable tandem contre les sous-marins, et permettront d’accroître significativement les moyens de la flotte française dans ce domaine de lutte.

 

 

Captas 4 compact (© : THALES)

NH90 Caïman déployant un sonar trempé FLASH (© : AIRBUS HELICOPTERS)

Première frégate française à radar plaques

Côté électronique, l’une des grandes nouveautés de la gamme Belharra réside dans l’adoption, pour la première fois sur une frégate française, d’une mature intégrée équipée d’antennes fixes. Il s’agit du nouveau radar multifonctions Sea Fire. Développé par Thales, il offrira une couverture permanente en demi-sphère, c’est-à-dire à 360° autour du bâtiment et avec une élévation de 90° (contre 70° pour l’Herakles des FREMM). Doté de quatre antennes actives, le Sea Fire, conçu pour équiper des bâtiments de 3500 à 9000 tonnes, pourra de manière simultanée servir à la veille surface, la défense aérienne étendue (détection et poursuite de cibles, guidage des missiles), la défense anti-missile balistique (y compris des engins balistiques antinavire), l’autodéfense contre des attaques asymétriques et fournira même des éléments contribuant, en plus de la conduite de tir associée aux canons, à la précision de l’artillerie contre des buts en surface (suivi de gerbes). Cela dans des environnements en zone littorale marqués par un brouillage naturel important mais aussi un fort brouillage électronique.

 

Sea Fire (© : THALES)

 

Très puissantes, les antennes du Sea Fire adopteront des modules actifs (émission/réception) et une technologie totalement numérique (tout comme l’ensemble de la chaîne réception, paramétrage, traitement logiciel), ce qui constituera un vrai saut technologique par rapport aux radars actuels. Les performances seront ainsi significativement améliorées grâce à une surveillance permanente et l’augmentation de la puissance d’émission sur un angle réduit (90° pour chaque antenne). Il en résultera une plus grande précision et une réactivité accrue, tant pour la détection que pour la poursuite. Présenté comme devant surclasser tous ses concurrents internationaux, y compris les AN/SPY-1 et AN/SPY-6 américains en performances pures, le nouveau radar français sera même selon Thales suffisamment puissant pour réaliser l’essentiel des opérations de poursuite sans sortir de son mode veille. 

L’efficacité du Sea Fire, qui sera couplé à un système d'identification IFF pour la surveillance aérienne, tiendra non seulement aux performances des antennes, mais également à leur couplage avec un management des ressources radar. Ce système intelligent mettra en œuvre des formes d’ondes et des algorithmes d’extraction et de poursuite afin d’optimiser le fonctionnement du radar en zones complexes, notamment face à des effets d’échos (clutter) près du littoral ou des opérations de brouillage. Il sera, ainsi, capable de faire la part des choses entre les informations utiles et les informations perturbantes.

 

Mâture dans un module PSIM

Ce radar sera intégré dans un Panoramic Surveillance Intelligence Module (PSIM). Ce concept,  développé par DCNS et inauguré avec les corvettes du type Gowind, regroupe dans une même structure le mât avec l’essentiel des senseurs, ainsi que le Central Opération et les locaux techniques associés, dont un data center (voir plus loin). Réalisé et intégré indépendamment du navire, le PSIM pourra être connecté avant son embarquement à une Shore Integration Facility (SIF) afin de tester le système de combat et les senseurs. Une innovation qui permet de faciliter la réalisation et l’intégration des navires, avec à la clé d’appréciables gains de temps.

 

Module PSIM, ici des corvettes du type Gowind (© : MER ET MARINE / DCNS)

Premier bâtiment de combat numérique

Les FTI, comme toute la gamme Belharra, se distingueront par l’intégration d’une architecture informatique embarquée entièrement nouvelle. Automatisation très poussée, réalité augmentée, écrans tactiles sans clavier…  Imaginé pour être opéré par la « génération Z », ce bâtiment sera extrêmement numérisé, avec une omniprésence de systèmes connectés et interactifs, bénéficiant d’interfaces très intuitives, tant pour les opérations que pour la conduite de la plateforme et sa maintenance. Cela engendre de véritables défis dans l’intégration et l’évolutivité des nouvelles technologies, avec des cycles de mise à jour de plus en plus rapide, mais aussi des capacités de lutte qui se développent de manière exponentielle : senseurs plus puissants et gourmands en ressources numériques, nouveaux armements et émergence de systèmes de drones complexes, essor des échanges de données lié aux opérations multiplateformes dans des environnements interarmées et interalliés… Il est donc apparu impératif aux ingénieurs d’imaginer, en profitant notamment des évolutions technologiques du secteur civil, de mettre en place des solutions radicalement nouvelles capables de répondre aux enjeux futurs en termes de gestion de l’énergie, ainsi que de l’augmentation considérable des systèmes numériques embarqués et des flux de données (big data).

Regrouper et optimiser les ressources informatiques

Dans cette perspective, DCNS a lancé avec ses équipementiers le programme ACCESS (Afloat Common Computerized and Evolutive Secured Systems), visant à regrouper toute l’informatique et les logiciels de systèmes aujourd’hui autonomes et disposant chacun de leurs propres calculateurs, comme le système de combat (CMS) et le système de management de plateforme (SMS), dans quelques « boites ». Permettant de séparer hardware et software, ces data centers concentreront toute la puissance de calcul, qui sera ensuite répartie selon les besoins entre les différents systèmes, basés sur des applications virtualisées accessibles sur les écrans des opérateurs. L’un des avantages évident est de faire en sorte que les performances des systèmes ne soient plus limitées par la puissance et la disponibilité de leurs calculateurs respectifs, comme c’est le cas aujourd’hui (il y a par exemple 8 calculateurs sur une FREMM, dont 4 pour le CMS). Concrètement, un hyperviseur informatique gèrera les ressources et les demandes générées par les applications liées aux systèmes. Dans l’absolu, il sera par exemple possible avec Belharra, selon l’environnement opérationnel, d’affecter prioritairement toute la puissance de calcul disponible au profit du radar ou du sonar. L’emploi d’applications virtuelles permettra même, le cas échéant, d’installer un CO de secours dans n’importe quel local ayant un accès au réseau.

Des locaux sécurisés

Bien entendu, ce concept de regroupement de la puissance informatique évitera une saturation de l’espace liée à la démultiplication des systèmes et réseaux. Les « boites » seront localisées à différents endroits du navire pour répondre aux impératifs de redondance et de résilience. Ces centres de données seront logés dans plusieurs locaux dédiés, physiquement très sécurisés, résistants aux avaries et étanches aux cyberattaques.

Ils permettront non seulement de rationaliser l’espace et d’optimiser les ressources informatiques, mais offriront aussi une meilleure redondance. De plus, ils faciliteront grandement, par la séparation du hardware et du software, l’intégration, la maintenance ainsi que les problématiques d’évolutivité des systèmes et plus globalement des plateformes sur tout leur cycle de vie.

Maintenance intelligente

DCNS va d’ailleurs pouvoir déployer pleinement sur FTI/Belharra son concept de maintenance intelligente (I_maintenance). Intégrée dès la phase de conception, la maintenance des futurs bâtiments sera basée sur des systèmes intelligents et des outils connectés, permettant à l’équipage de mieux gérer les pannes et effectuer facilement les mises à jour, avec comme objectif une disponibilité accrue et une charge allégée pour les marins. En plus d’une assistance à distance, une documentation interactive, des outils de réalité augmentée et des ateliers comprenant des imprimantes 3D pour la fabrication additive de pièces de rechange pourront être disponibles à bord. 

La gestion des obsolescences se fera sans impact sur les capacités opérationnelles puisqu’il sera possible, grâce à la virtualisation des systèmes, d’implémenter des évolutions ou d’effectuer des correctifs tout en conservant, le temps de cette intervention et des vérifications, la fonctionnalité des applications d’origine. Les systèmes n’auront donc pas à être mis à l’arrêt et l’équipage pourra continuer de travailler. Une avancée majeure puisqu’elle vise à permettre un gain de temps significatif et une disponibilité maximale des systèmes pendant ces opérations.

 

PC Optique (© : DCNS)

PC optique avec réalité augmentée

Le développement d’un « navire digital » va également permettre de numériser l’espace visuel autour de la frégate. Chez DCNS, on ne croit pas au concept de cockpit basé sur la diffusion d'informations en surimpression sur les vitres de la passerelle. Cela pose différents problèmes pratiques, comme l’angle de vue par rapport à celui qui consulte ces informations, ou encore le fait que, la nuit, toute luminosité obère la sensibilité de l’œil humain à l’obscurité. C’est pourquoi les unités de la famille Belharra n'adopteront pas ce système mais disposeront en lieu et place, à l'arrière de la passerelle, d’un espace dédié. Ce PC optique (aussi appelé Nevralgic Sphere Shield) reproduira sur des écrans, à 360 degrés et de jour comme de nuit, la situation en temps réel autour du bâtiment. Les opérateurs bénéficieront de systèmes d’alerte et, grâce aux senseurs et caméras de visuels et de différentes informations, par exemple sur les pistes détectées. Bénéficiant de technologies de réalité augmentée, le PC optique sera plus particulièrement chargé de la lutte contre les menaces asymétriques, qui se caractérisent par leur capacité à se fondre dans l’environnement et imposent des délais de réaction très courts.

Cet espace, version ultramoderne des passerelles de défense à vue, n’a pas été intégré physiquement au Central opération, ce dernier n’agissant pas sur la même échelle de temps. Situé à un autre endroit, le CO disposera de consoles simplifiées et plus intuitives, avec de nouveaux écrans 4 tiers ou encore des tables tactiques et grands écrans mureaux numériques. On notera que les FTI seront également dotées du système de communications navales intégré et numérique Aquilon (Thales). 

 

Le Central Opération (© : DCNS)

Le Central Opération (© : DCNS)

La propulsion

Côté propulsion, DCNS a opté pour une architecture très classique de type CODAD. Les Belharra n’ont pas comme les FREMM de moteurs électriques et une turbine à gaz, mais simplement quatre moteurs diesels. La vitesse maximale des futures frégates françaises sera de 27 nœuds, pour une distance franchissable de 5000 milles à 15 nœuds. L’appareil propulsif, s’il est nettement moins complexe que celui des FREMM et donc moins coûteux à l’achat et pour la maintenance, n’offrira évidemment pas les mêmes performances que la motorisation électrique silencieuse pour la lutte anti-sous-marine. Toutefois, assure-t-on chez DCNS, les exigences en matière de discrétion acoustiques sur les FTI sont très élevées et les choix techniques retenus permettront, même avec une propulsion CODAD, d’obtenir des niveaux très significatifs en termes de capacités de détection. La frégate disposera en outre d’une bonne redondance, étant capable de dépasser les 20 nœuds sur trois moteurs.

On notera que le compartiment machines des Belharra a été conçu pour pouvoir accueillir les plus gros moteurs diesels du marché, d’une puissance de 10 MW. Avec quatre machines de ce type, cumulant 40 MW, la frégate pourra être proposée à l’export avec une vitesse maximale de 29 nœuds.

 

Version export avec nombreux lanceurs sur la plage avant (© : DCNS)

Un produit phare pour l’export

Si le premier client de la Belharra sera la France, le marché international est extrêmement important pour ce nouveau bâtiment, DCNS ayant pour la première fois conçu une frégate aussi bien pour les besoins de la Marine nationale que pour ceux de ses prospects étrangers.

Possibilité d’allonger la coque de 9 mètres

Dans cette perspective, les ingénieurs ont imaginé une plateforme modulaire, avec la capacité d’allonger le bateau à 130 mètres. La tentation aurait été de jumboiser la frégate sur l’avant, afin d’augmenter significativement les capacités d’emports en missiles. Mais cela aurait nécessité de modifier fortement l’architecture, à commencer par le dessin de la carène. Il a donc été décidé d’intégrer la section de coque complémentaire au centre de la frégate, entre le mât et la cheminée, afin d’impacter au minimum le design général. Dans cette configuration, l’allongement du navire permet de compenser l'augmentation du poids et d’obtenir, avec le même appareil propulsif, une vitesse équivalente de 29 noeuds avec une puissance de 40 MW. 

Longue de 9 mètres, la section de coque supplémentaire permet d’accroître certaines capacités de la frégate. Elle offre par exemple des soutes supplémentaires pour augmenter l’autonomie et des logements en plus pour atteindre 165 couchages. Le pont des embarcations est également allongé, ce qui permet d’offrir un espace modulaire capable d’abriter deux semi-rigides supplémentaires (ou des drones), tout en pouvant loger derrière le mât de 4 à 6 conteneurs de 20 pieds, servant à embarquer des matériels supplémentaires ou encore du fret humanitaire.

 

La zone modulaire sur le pont des embarcations dans la version longue (© : DCNS)

Différentes options pour les équipements

En termes d’armement, la Belharra peut par exemple disposer, comme on l’a vu, de 32 missiles Aster 30 et une tourelle de 76mm sur la plage avant. L’intégration d’une pièce de 127mm est possible mais, dans ce cas, seuls deux lanceurs Sylver A70 (16 cellules) sont disponibles. Selon les souhaits des clients, des silos complémentaires pour des missiles surface-air à courte portée VL Mica ou CAMM pourront être ajoutés. En revanche, DCNS n’a pas prévu pour le moment de commercialiser sa nouvelle frégate avec des missiles de croisière naval, même si ce serait techniquement possible. Le MdCN reste pour l'heure l'un des grandes options différenciantes de la FREMM. 

Parmi les autres options offertes à l’export sur Belharra, il y a aussi des plateformes triples pour torpilles ou encore la capacité d’intégrer au-dessus du hangar un CIWS comme un système Sea RAM ou Millennium. On notera également que la nouvelle frégate de DCNS peut, sur demande, être équipée d’un radar tournant au lieu du Sea Fire.

 

FTI avec Sea RAM sur le toit du hangar (© : MER ET MARINE - VINCENT GROIZELEAU)

Entre la FREMM et la Gowind

C’est donc une plateforme très flexible et adaptable que DCNS ajoute à son catalogue de produits, entre les corvettes du type Gowind et les frégates lourdes du type FREMM. Si la Belharra dispose, grâce à la numérisation, d’une intelligence opérationnelle présentée comme inégalée sur le marché, ce bâtiment, tirant certaines leçons des FREMM, est aussi une plateforme robuste et économique. Elle est conçue dès le départ comme un bateau simple à construire, exploiter et entretenir, dans la perspective notamment de programmes incluant des réalisations locales. Les solutions modulaires permettent en outre, selon le niveau et les moyens des marines clientes, d’adopter des configurations plus ou moins équipées et d’adapter aussi le dimensionnement de l’équipage.

 

(© : DCNS)

Marine nationale DCNS