La dinde et l’aigle : pour comprendre les enjeux du NGAD

La séquence était prévisible. Face à la décision du précédent gouvernement belge d’acquérir des avions de combat américains F-35 Lightning II pour un montant total de 3,8 milliards d’euros, les partis de l’actuelle opposition ont renouvelé l’expression de leur désaccord avec ce choix. À l’appui du mécontentement largement exprimé par le député humaniste George Dallemagne figurent des inquiétudes louables portant sur la question de savoir si, comme cela a été suggéré, les Etats-Unis « nous avait vendu une dinde pour financer leur aigle ».

Sans doute convient-il de préciser les éléments à l’appui de la sortie des partis d’opposition. Dans le courant du dernier été, l’U.S. Air Force a procédé à la conduite d’une campagne d’essais d’un démonstrateur technologique dans le cadre du programme Next-Generation Air Dominance (NGAD). Il ressort des analyses de la presse spécialisée que plusieurs indices permettent de supposer que l’entreprise Lockheed Martin, maître d’œuvre du programme F-35, soit également en charge du volet industriel du programme NGAD. La Belgique, à l’instar d’autres acquéreurs du F-35 auraient-ils été les victimes d’une supercherie ? En d’autres termes, les Etats-Unis et Lockheed Martin emploieraient les retombées financières des ventes à l’exportation de leur dernier intercepteur afin de budgétiser le développement d’un avion de combat dit de « sixième génération » qui surpasserait les capacités du F-35. La réalité est tout à la fois différente et plus complexe.

Notre propos ne s’attardera pas à juger de l’opportunité ou de la pertinence du choix de la Défense de se doter du F-35. Cette décision est désormais acquise. Bien sûr, comme pour chaque opération de dotation d’une technologie de combat, le processus d’acquisition n’est pas à l’abri d’adaptations, de soubresauts, d’interrogations ou de réorientations. Après tout, la pertinence d’un choix technologique dans le domaine militaire ne s’évalue jamais au début du processus mais se juge à la toute fin de vie d’un programme lorsqu’il apparaît, a posteriori, que les prévisions stratégiques qui furent à l’origine du choix de l’armement se sont avérées appropriées au regard de ce que fut l’évolution des rapports de force et des menaces. Une procédure d’acquisition est toujours un pari sur l’avenir. Que nous acceptions ou non cette réalité relève de la psychologie et non de la politique.

NGAD : juste un « testeur »

La question à laquelle nous tenterons ici de répondre est de savoir si la Belgique et les pays-tiers partenaires ou simples acquéreurs du F-35 ont été oui ou non piégés. A cette fin, il importe de bien comprendre les enjeux qui se situent à la base du programme NGAD que beaucoup dénoncent comme le successeur du F-35 ainsi que les finalités réelles du projet de recherche et développement conduit par l’USAF.

Contrairement à une idée communément admise, le programme NGAD n’a pas pour but spécifique le développement d’un avion de combat de sixième génération. A dire vrai, le qualificatif même de « génération » est pratiquement dénué de sens ; il relève surtout d’un jargon commercial sans réelle utilité stratégique. Le programme NGAD est avant tout un « testeur » de nouvelles technologies et un banc d’essai pour de nouvelles méthodes de gestion de systèmes d’armes hautement complexes. Expliquons. Comme bon nombre de programme de démonstration technologique avant lui, le NGAD a pour but de tester, vérifier et valider un certain nombre de nouvelles technologies. Sur la base des enseignements issus des précédentes campagnes d’essai qu’a pu conduire l’USAF par le passé (dans le cadre d’autres programmes tels que Tacit Blue ou Bird of Prey), les chances que le NGAD aboutisse au développement ou à la production en série d’un nouvel avion de combat sont extrêmement faibles mêmes si elles ne sont pas nulles. L’aboutissement des efforts de l’USAF se traduira très certainement par la certification de technologies avancées qui équiperont, dans un futur indéterminé, une large variété de systèmes d’armes à des fins très diverses (renseignement, surveillance, autonomie, intelligence artificielle embarquée, communications, furtivité, etc.). Nombre de démonstrateurs technologiques passés ou toujours existants n’ont jamais été au-delà du stade du prototypage. On peut citer en guise d’exemples les projets Joint-Unmanned Combat Air System (J-UCAS) abandonnés en 2006 (De Neve & Wasinski, 2011). Les raisons de ces « inachèvements » sont multiples : rivalités et désaccords entre services, manque de maturité des technologies, absence de perspectives opérationnelles, coupes budgétaires ou réaffectations des financements, charge des dépenses occasionnées par les opérations extérieures, etc. Ce processus est, on en conviendra, coûteux. Il s’appuie souvent sur une prise de risque considérable, soutenue jusqu’à un certain niveau par les industriels à l’aide de leurs fonds propres. Cette tolérance au risque technologique et financier est propre à la culture scientifique et technologique étasunienne.

L’ingénierie numérique au service de l’armement

A dire vrai, la finalité ultime d’un programme tel que le NGAD relève d’une toute autre préoccupation qui, sans être totalement dénuée de liens avec la conception d’une éventuelle nouvelle plate-forme de combat, ne se limite pas à cette seule perspective (bien mince, comme nous l’avons déjà dit). Ce à quoi se destine le programme NGAD porte sur la réforme des approches en vigueur en matière de conception de systèmes d’armes caractérisés par un degré de complexité sans précédent. Plus précisément, l’U.S. Air Force cherche à recourir au développement d’un « jumeau numérique ». Si les armements qui composent les arsenaux des nations industrialisées se révèlent plus efficaces et plus polyvalents, ils se montrent également plus complexes, plus interconnectés et gourmands en données. Une comparaison du nombre de lignes de code source contenu au sein des différents programmes d’avion de combat passés, présents et futurs des forces armées des Etats-Unis fait état d’un constat alarmant : en l’espace de soixante ans, le nombre de lignes de code source d’un avion de combat a été multiplié par 100.000. Actuellement, le F-35 Lightning II intègre pas moins de 8 millions de lignes de code source en son sein. Au rythme de progression observé durant ces soixante dernières années, les projections actuelles soutiennent que le NGAD pourrait incorporer entre 50 et 100 millions de lignes de code source (West & Blackburn, 2017). La complexité exponentielle des plates-formes de combat a atteint un niveau tel que ce ne sont pas moins de 75 à 90% du coût total du développement logiciel qui sont désormais affectés aux seuls processus de vérification et de validation (V&V) des lignes de code source. Cette part consacrée au processus V&V est particulièrement propice à une hausse incontrôlée des dépenses de développement (Blackburn et al., 2014). Le « jumeau numérique » consiste, donc à concevoir un double virtuel du système que l’on souhaite mettre au point et à simuler son comportement en temps réel.

Une inconnue : la puissance de calcul

L’enthousiasme de l’US Air Force pèche cependant par un aspect, et non des moindres : la disponibilité de la puissance de calcul. Des études ont abouti à la conclusion selon laquelle la puissance computationnelle qui devrait être mobilisée pour permettre une implémentation complète du « jumeau numérique » pour la conception d’un nouveau système d’armes aussi avancé et complexe que le NGAD n’était tout simplement pas au rendez-vous (Cerrone et al., 2014). Certes, l’initiative lancée en 2015 sous l’impulsion du Président Barak Obama au travers de la National Strategic Computing Initiative (NSCI) devrait permettre d’aboutir à terme au développement d’un calculateur exaflopique (1018 flops). Une telle capacité de calcul pourrait être atteinte, selon les prévisions actuelles, en 2022 (si l’on se base sur la validité des lois de Moore). Toutefois, une telle capacité s’avérerait limitée dans la perspective de la conception d’un véritable « jumeau numérique » pour le développement d’un avion de combat de nouvelle génération intégrant autant de lignes de code source que le NGAD. En l’état actuel des connaissances, les prévisions les plus optimistes supposent que la capacité de calcul requise pour le développement d’un tel « jumeau numérique » pourrait être atteinte au mieux entre 2025 et 2030. C’est là un calendrier de développement qui projette donc l’US Air Force au-delà de l’échéance qu’elle s’était originellement fixée pour le développement d’une capacité de nouvelle génération destinée à contrer la montée en puissance de la Chine et de la Russie sur le plan aéronautique.

Pourtant, la question de cheminement de l’U.S. Air Force vers l’intégration des solutions d’ingénierie numérique au sein des programmes technologiques avancés permet de mieux comprendre la place occupée par Lockheed Martin au sein du projet NGAD. L’un des aspects rendant la conception d’un « jumeau numérique » encore plus complexe et sujette à des débordements de coûts tient au fait que les systèmes d’armes futurs seront intégrés à un « système des systèmes » également composé de plusieurs millions de lignes de code source. L’interaction de ces lignes de code source de provenances diverses générera un terrain propice à des perturbations prévisibles. Le système ODIN (Operational Data Integrated Network) qui sera intégré au F-35, en lieu et place de son malheureux prédécesseur, ALIS (Autonomic Logistics Information System), incarne d’ores et déjà cette dynamique réticulaire qui est appelée à être généralisée sur les futurs systèmes d’armes avancés. Or, parmi les solutions transitoires envisagées par l’USAF en attendant que la puissance de calcul nécessaire à la conception de « jumeaux numériques » fiables voie le jour, figurent la récolte et l’emploi des données collectées par les systèmes ALIS/ODIN. Cette solution pourrait permettre d’avancer temporairement afin d’affiner les modèles numériques qui aideront à la conception de futurs systèmes d’armes aériens. Les données en provenance des diverses plates-formes F-35 seraient alors intégrées à des modèles d’analyse certes moins performants que ceux espérés dans le cadre d’un véritable modèle numérique mais dont la vertu serait d’offrir aux gestionnaires du programme NGAD des informations évolutives précieuses pour une évaluation partielle des caractéristiques de vol et de missions qui serviront à la conception d’avions de combat et de systèmes d’armes futurs.

Néanmoins, une comparaison du temps qu’a nécessité l’écriture des lignes de code source du F-35 avec celui supposé requis pour la conception des lignes de code source du NGAD aboutit à des projections vertigineuses. En effet, rappelons-nous que le système logiciel primaire du F-35 comporte près de 8 millions de lignes de code source. A celles-ci viennent s’ajouter les lignes de code issues des diverses interactions du système logiciel primaire avec les sous-systèmes et autres éléments constitutifs du système des systèmes dans lequel le F-35 s’insère. Ceci porte la totalité des lignes de code à un nombre situé entre 500 millions et un milliard. Nous savons qu’il a fallu près de vingt ans aux ingénieurs de Lockheed Martin pour produire, intégrer et administrer ces 500 millions à un milliard de lignes de code pour le F-35. Or, si l’on imagine que le système logiciel primaire du NGAD puisse approcher les 100 millions de lignes de code source et que celles-ci interagissent selon le même ordre de grandeur avec les lignes de code des sous-systèmes, il faudrait près de 180 ans et pas moins de 20.000 programmeurs à temps plein pour stabiliser, vérifier, sécuriser et valider l’ensemble des lignes de code du NGAD en tenant compte en outre des lignes de code produites par l’intégration du NGAD dans un futur système des systèmes (West & Blackburn, 2017).

Il résulte donc de cette analyse que les enjeux du programme NGAD dépassent très largement les seules questions d’ordre géostratégique ou celles de la conception d’une nouvelle plate-forme. Au-delà de la seule dimension capacitaire, c’est l’avenir même de la gestion informatique des données produites par des systèmes de combat et des armements aux architectures numériques toujours plus complexes et interconnectées qui se situe au cœur d’un programme tel que le NGAD. C’est là que se situe l’importance du programme : résoudre les défis inédits en matière de traitement des données, de stabilité des systèmes et de résistance aux risques d’attaques cybernétiques que présenteront les armements de demain. Les Etats-Unis sont actuellement moins à l’affût de ressources financières associées à leurs exportations de matériel militaire que des données qui pourront être recueillies depuis ce même matériel pour affiner de futurs modèles informatiques qui pourront gérer la surcharge de données produites par l’entrée en service des « ogres de données » que seront les armements de demain. Et cet enjeu concernera également, tôt ou tard, les pays européens dont les systèmes de défense reposent sur une part croissante de dispositifs complexes et interconnectés.

Conclusion

Sans être complètement accessoire, la question de savoir si la « dinde » vendue à certains Européens finance « l’aigle » américain est secondaire. Etant un pays qui doit se procurer à l’étranger des systèmes d’armes qu’il n’est pas en mesure de produire en autonomie, la Belgique n’a d’autre choix que de parier sur la validité technologique et stratégique d’une solution qui lui est vendue clés en main. Le problème ne se serait pas posé en des termes différents dans l’hypothèse d’une autre solution, même européenne. Le choix du F-35 n’est pas invalidé par le programme NGAD dont la finalité, comme nous l’avons vu, se situe davantage dans la stratégie des moyens et des méthodes. Le programme NGAD doit attirer notre attention sur un autre problème : l’avenir de nos capacités de gestion de systèmes d’armes toujours plus complexes et interconnectés du fait de l’accélération géométrique de leur numérisation.

Références

Blackburn, M., Cloutier-Stevens, R., & Witus-, G. (2014). Introducing Model Based Systems Engineering Transforming System Engineering through Model-Based Systems Engineering. Systems Engineering Research Center.

Cerrone, A., Hochhalter, J., Heber, G., & Ingraffea, A. (2014). On the effects of modeling as-manufactured geometry: Toward digital twin. International Journal of Aerospace Engineering, 2014. https://doi.org/10.1155/2014/439278

De Neve, A., & Wasinski, C. (2011). Looking beyond the J-UCAS’s demise. Defense and Security Analysis. https://doi.org/10.1080/14751798.2011.604484

West, T. D., & Blackburn, M. (2017). Is Digital Thread/Digital Twin Affordable? A Systemic Assessment of the Cost of DoD’s Latest Manhattan Project. Procedia Computer Science, 114, 47–56. https://doi.org/10.1016/j.procs.2017.09.003

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