Défi : Matériaux de pointe pour la défense et la sécurité : À la recherche d’innovations en évitement de la détection et protection physique

Énoncé du défi

Pour donner suite au besoin reconnu d’augmenter la capacité du savoir au Canada, le ministère de la Défense nationale vise à stimuler la réalisation d’avancées révolutionnaires en science des matériaux pour des applications de défense et de sécurité, en mettant l’accent sur des matériaux nouveaux et de pointe, y compris des méthodes de fabrication avancées. Pour créer un réseau national d’innovation, nous faisons d’abord appel à la collectivité de l’innovation pour former des équipes multidisciplinaires, ou micro-réseaux, composés de cinq chercheurs ou plus. Ces chercheurs doivent provenir au moins de trois organisations distinctes, qui proposeront chacune un projet de recherche portant sur un ou plusieurs aspects des deux domaines prioritaires énoncés ci‑dessous. Ces domaines sont délibérément larges pour favoriser un grand éventail de propositions touchant le plus grand nombre possible d’aspects du domaine. Des détails complets sur la soumission d’une proposition et le processus d’évaluation figurent dans le Guide d’application.

Contexte

Les blessures causées au personnel et les dommages occasionnés aux plateformes militaires (p. ex., pénétration, surpression, charge de choc et impact contondant) constituent un défi constant pour les Forces armées canadiennes et le secteur de la sécurité publique du Canada. D’autres défis à relever découleront des technologies émergentes liées au champ de bataille, comme les lasers de forte puissance et autres armes à énergie dirigée. Par conséquent, il y a un besoin constant de comprendre et d’exploiter les progrès en science des matériaux, plus particulièrement pour augmenter la protection contre les menaces actuelles et futures et aussi pour réduire le poids des systèmes de protection et améliorer l’efficacité des missions.

Lorsqu’on examine les applications bénéfiques potentielles de la recherche sur les matériaux de pointe, deux domaines généraux revêtent une importance cruciale dans le contexte de la défense et de la sécurité, à savoir l’évitement de la détection et la protection physique.

Évitement de la détection : la gestion des signatures du personnel et des plateformes

Les matériaux de pointe qui permettraient au personnel et aux plateformes militaires (aéronefs, véhicules terrestres et navires militaires) de demeurer cachés ou dissimulés dans leur contexte d’opération sont un sujet de grand intérêt. En tenant compte du contraste ou en réduisant le contraste entre la signature du personnel ou des plateformes et le contexte, la détection et le ciblage peuvent devenir plus difficiles. Les signatures à prendre en considération comprennent une vaste gamme du spectre électromagnétique, notamment les signatures électro-optiques, ultraviolettes, visibles et infrarouges. Nous nous intéressons particulièrement aux développements liés à la gestion des signatures au moyen de matériaux de pointe et nouveaux qui peuvent être utilisés avec de grandes largeurs de bandes, de multiples bandes discrètes du spectre électromagnétique simultanément ou qui peuvent être adaptés en fonction de différentes bandes du spectre électromagnétique.

Protection physique : la protection du personnel et des plateformes contre les menaces cinétiques et non cinétiques

En raison de la hausse de la létalité des armes cinétiques (p. ex. balistiques, matières énergétiques et déflagrations) et non cinétiques (p. ex. électromagnétiques et énergie dirigée), le poids et le volume du blindage personnel et des plateformes sont devenus plus imposants. Cette augmentation du poids influe sur la mobilité, la manœuvrabilité et l’endurance. En explorant des matériaux de pointe nouveaux et existants ayant des propriétés mécaniques supérieures par rapport à celles de matériaux conventionnels, on s’attend à réduire le poids et à accroître le rendement des mesures de protection de façon importante. D’autres domaines d’intérêt portent notamment sur l’amélioration de la souplesse et de la durabilité ainsi que sur la gestion thermique et de l’humidité relative à un degré de protection donné.

Établissement de réseaux d’innovation

Le programme IDEeS vise à favoriser le développement de talents et de capacités dans le domaine de l’innovation au Canada au sein des universités et des secteurs à but lucratif et à but non lucratif en établissant des réseaux d’innovation. Dans un premier temps, nous souhaitons créer des micro-réseaux pour adresser des défis liés à l’étude et au développement de matériaux de pointe en évitement de la détection et en protection physique dans le contexte de la défense et de la sécurité.

Nous sommes à la recherche de propositions de la part de micro-réseaux afin de développer et d’examiner des matériaux nouveaux et de pointe utiles pour les applications de défense et de sécurité futures de gestion de signatures du spectre électromagnétique et de la protection physique contre les menaces cinétiques et non cinétiques.

Voici, sans s’y limiter, des domaines de développement et d’études pertinents :

• les métamatériaux;
• les nanomatériaux;
• les matières réactives;
• les matériaux multifonctionnels;
• les matériaux adaptifs;
• les matériaux auxétiques;
• les composites haute performance;
• les revêtements de pointe;
• les éléments électroniques/périodiques imprimés;
• les applications novatrices de matériaux de pointe existants;
• les méthodes de fabrication de pointe.

Les projets de recherche proposés doivent porter sur une solution correspondant aux niveaux de maturité de la technologie (NMT) 1 (Identification  ou observation des propriétés et des principes fondamentaux) à 6 (Démonstration simulée d’une solution proche de son état final et mise à l’essai dans un environnement réel approprié). La définition des niveaux de maturité de la technologie figure dans le Guide d’application. ( Consulter les NMT )

Résultats escomptés

Les activités de recherche des micro-réseaux doivent démontrer un avantage interdisciplinaire permettant d’obtenir les résultats suivants :

• l’avancement des connaissances dans les domaines des matériaux de pointe et nouveaux;
• le développement et la formation de personnel hautement qualifié dans le domaine de la science des matériaux;
• la publication de documentation examinée par les pairs;
• la participation à des conférences scientifiques pertinentes, incluant à un atelier annuel organisé par le bureau du programme IDEeS.