Focus sur les installations :Centre de recherche et de développement du génie de l'armée américaine

Le Centre de recherche et de développement des ingénieurs de l'armée américaine (ERDC), créé en 1998, est l'organisme de recherche du Corps des ingénieurs de l'armée américaine. L'ERDC mène des activités de R&D à l'appui des soldats, des installations militaires et des projets de génie civil (ressources en eau, missions environnementales, etc.) ainsi que pour d'autres agences fédérales, les autorités étatiques et municipales et l'industrie américaine par le biais d'accords de travail innovants.

L'ERDC aide à résoudre des problèmes dans les domaines du génie civil et militaire, des sciences géospatiales, des ressources en eau et des sciences de l'environnement. Les installations vont des superordinateurs aux modèles physiques. Les supercalculateurs Cray XT3 et XT4 du centre sont parmi les plus puissants et les plus rapides au monde, avec une capacité qui dépasse 3,5 quadrillions de calculs par seconde.

Les sept laboratoires de recherche d'ERDC fonctionnent comme des équipes intégrées d'ingénieurs et de scientifiques pour résoudre un large éventail de problèmes scientifiques et technologiques - du fonctionnement dans les températures arctiques et de la mobilité des véhicules dans les sables du désert, à la protection des zones humides et à la localisation exacte d'un obus d'artillerie.

La recherche et le développement sont menés dans cinq grands domaines :

1. Génie militaire

Le génie militaire fournit des technologies et des capacités au combattant pour permettre la protection et la manœuvre de la force. Ce domaine développe de nouveaux systèmes de protection légers et rapidement construits qui peuvent être rapidement déployés dans des endroits éloignés. À partir de la recherche et du développement de ces systèmes de protection innovants, des aides à la décision en matière de capacité de survie ont été développées non seulement pour permettre une évaluation rapide des postures de protection actuelles, mais également pour fournir des conceptions améliorées afin d'augmenter la défense contre les attaques.

Les chercheurs ont conçu des méthodes numériques avancées pour caractériser la fragmentation et l'atténuation des explosions sur les structures et ont évalué les effets des systèmes d'armes en fonction des types de matériaux de construction dans le monde entier. À l'aide des capacités de calcul haute performance (HPC) du ministère de la Défense (DOD), les chercheurs ont développé des simulations numériques basées sur la physique pour l'évaluation des performances des capteurs dans des géo-environnements complexes et des capacités de simulation avancées qui permettent d'évaluer les performances des véhicules terrestres habités et non habités. /P>

Les chercheurs étudient les modalités des capteurs qui permettront de surveiller et d'évaluer l'infrastructure critique utilisée pour l'entrée et la manœuvre sur le théâtre.

2. Qualité Environnementale et Installations

L'approche de ce domaine consiste à faire progresser et à exploiter la science et la technologie afin de maximiser les contributions à long terme des environnements bâtis et naturels à l'état de préparation et au succès opérationnel de l'armée. Les solutions se concentrent sur des approches hautement durables et rentables pour la gestion du cycle de vie des terrains, des champs de tir et des infrastructures militaires.

Les technologies améliorent l'expérience d'entraînement des combattants, réduisent les restrictions sur les terrains d'entraînement, améliorent la sécurité des soldats, permettent une utilisation efficace de ressources limitées telles que l'énergie et l'eau, et facilitent la planification de la durabilité avec les communautés locales et régionales.

3. Travaux de génie civil et ressources en eau

Cette zone fournit des solutions écologiquement durables aux défis des ressources en eau du pays et contribue à fournir des communautés et des infrastructures sûres et résilientes. Les technologies aident à gérer durablement les infrastructures de ressources en eau existantes face aux changements climatiques et aux changements d'utilisation des terres attendus, à l'invasion par des espèces exotiques, aux changements démographiques et aux structures vieillissantes.

Les outils et les ressources améliorent le flux du trafic de navigation commerciale sur les voies navigables, en reconstruisant les écluses et en entretenant les canaux, en réduisant les risques de dommages à la vie et aux biens dus aux inondations et en protégeant les poissons et la vie végétale.

4. Recherche et ingénierie géospatiales

Le domaine de la recherche et de l'ingénierie géospatiales fournit les données, les outils analytiques, les informations et les capacités du cadre décisionnel pour assurer la connaissance de la situation de l'environnement de l'espace de combat pour le combattant. Il arme les soldats d'une supériorité en matière d'information afin qu'ils puissent évaluer avec précision et rapidité les effets de l'environnement de l'espace de combat sur le personnel, les plates-formes, les capteurs et les systèmes. La recherche comprend l'analyse du terrain pour la phénoménologie des signaux et des capteurs, les informations géospatiales et temporelles, le raisonnement géospatial et la science de l'imagerie et des géodonnées.

5. Systèmes résilients techniques

Le domaine Engineered Resilient Systems combine des techniques d'ingénierie avancées avec un calcul haute performance pour développer des concepts et des outils qui amplifient considérablement les options de conception examinées au cours des premières étapes du processus d'acquisition. Les techniques se traduisent par des espaces commerciaux qui peuvent être générés en quelques heures plutôt qu'en mois et sont des milliers de fois plus grands et des centaines de fois plus précis que ceux créés par les méthodes traditionnelles.

Les conceptions sont également résilientes - les systèmes sont fiables, facilement modifiables pour répondre aux objectifs de la mission future et possèdent un cycle de vie prévisible. La recherche a été appliquée aux analyses d'avions à voilure fixe, de giravions, de véhicules terrestres et de navires.

Technologies

Des ingénieurs ont inventé une imprimante 3D à béton capable de créer des bâtiments. Il peut imprimer avec plusieurs matériaux différents, y compris des matériaux homogènes tels que la pâte de ciment ou des matériaux hétérogènes tels que le béton. Elle utilise un procédé de fabrication additive pour « imprimer » des structures semi-permanentes sur un théâtre d'opération. La construction automatisée de structures expéditionnaires (ACES) a le potentiel de réduire de moitié les matériaux de construction expédiés et de réduire les besoins en main-d'œuvre de construction de 62 % par rapport à la construction en contreplaqué.

L'armée procède à des évaluations des risques pour déterminer les niveaux de sécurité et les niveaux cibles de nettoyage pour les composés d'importance militaire (MRC). ARAMS ™ est un système de modélisation et d'analyse dynamique informatisé hautement adaptable qui peut évaluer les risques futurs ou variables dans le temps pour la santé humaine et écologique à l'aide de données d'exposition mesurées ou prévues, ce qui en fait une ressource indispensable pour ceux qui gèrent des sites pour la conformité et le maintien. ARAMS peut également être utilisé pour effectuer des évaluations spécifiques à un site, y compris un dépistage ou des évaluations complètes des risques.

Le banc d'essai informatique (CTB) est une suite de modèles 3D haute fidélité basés sur la physique pour prédire et améliorer les performances des systèmes de capteurs de force actuels et futurs lors de la détection d'objets de surface et proches de la surface dans des environnements complexes. Le CTB aide les utilisateurs à comprendre les phénomènes géophysiques à l'origine des signatures détectées par les capteurs opérant dans le spectre électromagnétique. Il modélise les processus physiques à l'œuvre dans l'environnement et comment ces processus affectent les signatures détectées par les modalités de capteurs passifs et actifs.

Un système intelligent de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVC) a été développé et est situé dans une structure architecturale. Lorsque des capteurs (ou un opérateur humain) détectent un « incident » (par exemple, un contaminant est détecté ou une brèche inattendue se produit dans la structure qui peut être associée à l'introduction d'un contaminant), le système CVC recalcule les débits d'air pour la structure. Si le débit d'air nouvellement recalculé le justifie, le système protège les occupants de la structure contre les contaminants en suspension dans l'air en modifiant le débit d'air à travers la structure (par exemple, il ferme un obturateur dans les conduits d'air, allume un ventilateur ou redirige le flux d'air vers un système de filtration de secours ).

Les chercheurs ont développé un système pour extraire l'eau potable des déchets en utilisant des courants d'air chauffés par les déchets. Le système capture efficacement la vapeur d'eau des déchets tels que les eaux usées, la saumure et les boues grâce à un processus d'évaporation accélérée utilisant des déshydratants.

Une équipe a développé des détecteurs de rayonnement portables qui fournissent une détection directionnelle à l'aide d'une collimation électronique. La technologie a des applications telles que la localisation rapide de matières radioactives cachées, enfouies ou submergées flottant dans un plan d'eau. Le prototype de capteur démontre que la collimation électronique est possible dans un format compact et léger avec un bon rapport signal/bruit.

Un système de détection de pression à haute résolution spatiale et haute sensibilité pour les endroits dangereux et difficiles d'accès se compose d'une source laser de lumière visible d'une puissance de 5 mW et d'un capteur de pression nanocomposite avec des points quantiques intégrés dans la matrice du capteur. Sous pression, les points quantiques de la matrice du capteur deviennent fluorescents lorsqu'ils sont éclairés par le laser. Un spectromètre détecte les signaux fluorescents et les transforme en format numérique. Le processeur de données calcule ensuite le rapport d'intensité de fluorescence réel et le compare aux rapports d'intensité et aux valeurs de pression dans une base de données couplée.

Transfert de technologie

Le Bureau de la recherche et du transfert de technologie de l'ERDC supervise le transfert des technologies et des produits de recherche et développement vers le secteur privé.

Pour plus d'informations sur la licence d'une technologie ERDC, contactez Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer le JavaScript pour la visualiser.. Visitez le bureau de recherche et de transfert de technologie de l'ERDC ici .