À Washington, il est bien connu que les batteries des téléphones portables et autres petits appareils se déchargent rapidement par temps froid, et cela vaut aussi pour les combattants en mission sur le terrain. Pour que ces derniers restent concentrés sur leur mission — sans être gênés par le froid ou des équipements défaillants — les experts du ministère de la Défense développent des technologies spécialisées et adaptent les matériels existants pour qu’ils résistent aux conditions extrêmes de l’Arctique.

De plus en plus de pays, y compris certains adversaires des États-Unis, renforcent leur présence dans l’Arctique, attirés par ses vastes ressources naturelles et les nouvelles routes maritimes rendues accessibles par la fonte des glaces. Cette évolution modifie les besoins en matière de guerre expéditionnaire, mettant l’accent sur des unités légères et autonomes capables d’opérer efficacement dans ce climat rigoureux. Les lignes d’approvisionnement sont rarement établies dans ces régions, obligeant les troupes à transporter leur propre nourriture et leur matériel de cuisson.

À des températures souvent inférieures à -25 °F (-31 °C), le matériel de cuisine actuellement déployé ne suffit pas. Les matériaux utilisés — plastique, caoutchouc, textiles — risquent de geler et de se casser, tandis que certains dispositifs peuvent perdre leur fonctionnalité, nuisant à la productivité des soldats, voire à la poursuite des opérations.

Au sein de la division Combat Feeding du Soldier Center, dirigée par l’Army Combat Capabilities Development Command à Natick, dans le Massachusetts, les chercheurs travaillent à la conception d’équipements capables de maintenir les combattants opérationnels. Si l’objectif premier concerne la nutrition, la capacité à préparer ces repas dans des conditions extrêmes est également cruciale.

C’est là qu’intervient Ben Williams, ingénieur mécanique et expert autodésigné en soutien en zones froides. Il a participé au développement de nombreuses technologies de ravitaillement adaptées aux forces expéditionnaires évoluant par grand froid.

Jusqu’à récemment, les cuisines portables utilisées sur le terrain étaient conçues pour nourrir entre 250 et 800 soldats et n’étaient pas adaptées à des températures inférieures à -25 °F. Williams et son équipe ont donc entrepris de concevoir un équipement plus compact, qui offre les mêmes capacités mais avec un format et un coût mieux adaptés aux missions expéditionnaires.

C’est ainsi qu’est né le système Expeditionary Field Feeding Equipment System (EFFES), un système de cuisine pliable développé en collaboration avec le Corps des Marines, capable de nourrir environ 100 à 150 combattants.

« C’est essentiellement une cuisine dans une boîte », résume Williams en évoquant la tente, le matériel et le matériel rangés dans un conteneur au format palette. « Très mobile, très léger. On peut le parachuter, l’emporter en transport hélitreuillé, le mettre dans le coffre d’un pick-up. Aucun équipement militaire standardisé n’est nécessaire pour le transporter. »

L’EFFES fonctionne avec la plupart des carburants standards et ne requiert pas de source d’énergie externe ; il est alimenté par batterie et autonome grâce aux thermoélectriques, un procédé où un écart de température génère un courant électrique. La majorité des composants est issue du commerce, ce qui réduit significativement les coûts face à du matériel conçu sur mesure, tout en facilitant les remplacements sur le terrain.

« Si un équipement se casse, on peut utiliser les crédits unitaires pour le remplacer, » précise Williams. « Comme la plupart des pièces sont commercialement disponibles, elles sont généralement en stock, ce qui garantit une disponibilité opérationnelle optimale. »

Testé par les combattants

La division Combat Feeding a testé une dizaine de prototypes EFFES sur plusieurs sites ces trois dernières années, notamment avec des unités du Centre d’entrainement en montagne du Corps des Marines en Californie centrale, ainsi qu’avec la 11e Division aéroportée de l’Armée américaine en Alaska, lors des exercices du Joint Pacific Multinational Readiness Center.

Le système a aussi été éprouvé par le Cold Regions Research Engineering Laboratory de l’Armée américaine lors d’une expédition internationale annuelle dans l’Arctique, parcourant 1 300 kilomètres à des températures opérationnelles de -30 °C.

« Ils échangeaient avec les populations autochtones… cuisinaient de la viande d’élan et faisaient des biscuits », raconte Williams. « Des militaires sans aucune formation en restauration ont pu utiliser le matériel avec un minimum d’instructions. »

Comment fonctionne cette cuisine mobile dans le froid extrême ? Installée sous une petite tente isolée, elle propose trois postes de cuisson équipés chacun d’un réservoir de carburant isolé de 2 gallons, relié à un réchaud standard du Corps des Marines, le MSR XGK, initialement conçu pour un usage individuel.

« Nous utilisons trois réchauds pour cuire les repas de 150 personnes », explique Williams. Pour cela, ils ont modifié le brûleur afin de tripler sa puissance et effectuer divers ajustements fonctionnels.

« La cuisson est plus rapide et la consommation de carburant réduite drastiquement. » Il précise : « Nous utilisons 80 % de carburant en moins par rapport aux brûleurs de nos autres cuisines. Un réservoir alimente le système pendant environ 30 heures. C’est une différence majeure. »

Pour augmenter la pression dans les réservoirs, les pompes manuelles d’origine ont été complétées par des pompes à air automatiques isolées.

Parmi les autres éléments proposés avec l’EFFES, on trouve des housses isolantes et résistantes au feu compatibles avec les casseroles, poêles et fours du système, des adaptateurs spéciaux pour chauffer les rations collectives ainsi que des détecteurs de monoxyde de carbone pour garantir la sécurité. Les composants les plus volumineux sont pliables.

« Tout ce qu’il faut pour préparer, cuisiner, servir et assurer l’hygiène est inclus », ajoute Williams.

Les équipes disposent aussi de sacs à dos isolés conçus pour transporter des réservoirs d’eau de 5 gallons (19 litres) qui ne gèlent pas et peuvent se plier une fois vides. « Si vous remplissez ces réservoirs avec de l’eau à 120°F (49 °C), vous pouvez la garder au-dessus de zéro pendant au moins trois jours à -40 °C, simplement en la laissant dehors », précise l’ingénieur.

Tests en environnement contrôlé

Williams et son équipe procèdent à leurs essais à la Doriot Climatic Chamber de l’U.S. Army Research Institute of Environmental Medicine, un centre de renom qui simule depuis des décennies l’impact des environnements extrêmes sur les hommes et équipements.

« On peut recréer tous les climats imaginables », explique Jeff Faulkner, responsable de la structure.

Les salles peuvent fonctionner de +165 °F (+74 °C) à -65 °F (-54 °C), avec des vents de 40 mph (64 km/h), pluie et neige simulés. Elles disposent de tapis roulants inclinés pouvant accueillir cinq soldats courant à 15 mph (24 km/h) sur une pente de 12 degrés. De petites salles de conditionnement peuvent descendre jusqu’à -72 °F (-58 °C).

Dernièrement, Williams a testé dans une de ces salles une version prototype d’un réchaud de combat isolé, ignifuge, appelé ICE stove. Contrairement à l’EFFES, l’ICE stove pèse 35 livres (16 kg), se plie et se transporte comme un sac de voyage.

« Tout fonctionne sur thermoelectrique, donc aucune source d’énergie externe n’est requise », précise le responsable.

Le brûleur du ICE stove, logé dans un berceau en aluminium pour la sécurité, chauffe rapidement de l’eau ou réchauffe des repas prêts à consommer jusqu’à -60 °C. Il comporte une casserole dédiée, un second réservoir supérieur pour faire fondre la neige, un conduit d’évacuation pour le haut de la tente ainsi que des détecteurs de CO2 et monoxyde de carbone.

« L’objectif est de chauffer rapidement assez d’eau pour une section de 50 soldats, que ce soit pour leurs repas ou leurs rations froides », souligne Williams. « On peut aussi réchauffer les MRE (Meal Ready-to-Eat), d’autres plats préemballés, ou juste quelques biscuits dans la partie supérieure. »

Pour les opérations à l’extérieur de la tente, le ICE stove est enveloppé d’une housse isolante qui maintient la température des eaux et rations. L’eau est distribuée via une pompe électrique et un tuyau alimentés par batterie lithium-ion — à la manière d’une pompe à essence.

« Beaucoup de matériaux se dégradent instantanément à -40 ou -60 °C, notamment le caoutchouc, » précise Williams. « On utilise donc un tuyau en silicone infusé au platine pour conserver sa souplesse. » Des chaufferettes jetables sont placées dans des poches isolantes dédiées pour maintenir l’efficacité des pompes et composants externes.

Le réchaud est aussi livré avec plusieurs accessoires compacts, tels que briquets plasma, allume-feu sans étincelle, lampe frontale LED et un moniteur de température télécommandé pouvant fonctionner jusqu’à plusieurs centaines de mètres.

« L’utilisateur peut vaquer à d’autres occupations pendant que l’eau ou la ration chauffe. Pas besoin d’affecter un soldat exclusivement à la cuisine », conclut Williams.

Les réservoirs d’eau sont facilement échangeables pour transformer le ICE stove en chauffage de tente. Un module thermoelectrique peut être branché sur la batterie de la pompe électrique, fournissant une source de chaleur. Lors de tests à -50 °C, il a permis d’atteindre une température interne confortable d’environ 62 °F (17 °C).

« L’objectif est d’obtenir au moins 40 °F (4 °C) à vide, et nous atteignons actuellement 47 °F (8 °C) », précise l’ingénieur.

Autres innovations pour le grand froid

Par ailleurs, Jeff Faulkner rapporte avoir vu des chercheurs tester à la Doriot Climatic Chamber une combinaison chauffante destinée à être portée sous une tenue de saut HALO (High Altitude, Low Opening). Ce type de saut en parachute à haute altitude implique une sortie d’avion souvent à 30 000 pieds (9 144 m) et une chute libre prolongée avant l’ouverture du parachute.

Dans ces conditions de faible pression et grand froid, un équipement spécialisé est indispensable. Le test a simulé une chute libre de trois à cinq minutes en exposant le volontaire à d’intenses vents de -65 °C provoqués par de puissants ventilateurs.

« Cette combinaison permettrait de rester au chaud sans le recours à un équipement volumineux et lourd », explique Faulkner.

Plus récemment, la chambre climatique a accueilli une entreprise collaborant avec une équipe de drones de l’Armée pour tester les batteries et systèmes informatiques fonctionnant en conditions extrêmes.

Si la majorité des tests menés à Doriot concernent le froid, quelques prototypes pour climats chauds ont également été évalués, comme un gilet de refroidissement à microclimat destiné aux techniciens en dépollution d’engins explosifs, souvent exposés à la chaleur sous des combinaisons non respirantes.