Réalité augmentée et haptiques avancées : l’armée américaine révolutionne la formation de ses soldats

L’armée américaine modernise ses systèmes de formation grâce à des technologies haptiques innovantes, renforçant ainsi le réalisme et l’efficacité des environnements d’entraînement virtuels. Ces avancées visent à combler le fossé entre la formation virtuelle et les expériences réelles sur le terrain.

Bien que la simulation numérique ne remplace pas entièrement la formation en conditions réelles, l’intégration d’améliorations haptiques et d’enrichissements digitaux permet à l’armée d’augmenter ses programmes existants. Elle peut désormais reproduire des armes comme le tir direct, la contre-défilade ou encore les armes à énergie dirigée, aspects jusqu’ici difficiles à simuler. Ces technologies rendent les interactions avec des environnements virtuels ou des dispositifs numériques plus réalistes et tangibles.

Qu’est-ce que l’haptique ?
L’haptique consiste à utiliser la technologie pour simuler le sens du toucher, via des forces, vibrations ou mouvements transmis à l’utilisateur à travers des équipements portables tels que gants, gilets ou montres connectées. Bien que cette technologie ne soit pas encore intégrée dans les entraînements « force contre force » en présence réelle, elle doit prochainement compléter ces exercices pour offrir une transition plus fluide vers des expériences immersives. L’objectif est d’assurer une préparation plus sûre, efficace et économique, notamment pour les environnements d’entraînement complexes, allant de la guerre urbaine à la cybersécurité.

Selon Marwane Bahbaz, directeur technique du Program Executive Office for Simulation, Training and Instrumentation (PEO STRI), « la technologie haptique combinée à la réalité virtuelle et augmentée ainsi qu’à l’intelligence artificielle constitue un élément clé des systèmes d’entraînement émergents de l’Armée« . Il ajoute que ces simulations améliorent fortement l’immersion et favorisent la rétention des connaissances lors des exercices, permettant aux soldats de s’exercer en toute sécurité à des scénarios à haut risque, comme le pilotage d’avion ou la manipulation de matériels dangereux.

La technologie haptique contribue aussi à induire un stress de combat contrôlé, simulant la fatigue et les émotions rencontrées en situation réelle pour mieux préparer les soldats à faire face à ces conditions lors de missions opérationnelles.

Le Synthetic Training Environment Live Training System (STE LTS), qui utilise la réalité virtuelle pour simuler les environnements de combat, pousse l’essor des haptiques en renforçant la résilience et la rentabilité des parcours de formation. Ce système continue également de suivre de près les innovations dans ce domaine.

Avantages concrets
Les soldats du 1er bataillon du 509e régiment d’infanterie ont testé le STE LTS au Joint Readiness Training Center de Fort Johnson, en Louisiane. Ce dispositif permet de multiplier les répétitions et d’affiner les gestes, tout en réduisant les coûts et en augmentant la sécurité par rapport à un entraînement traditionnel avec tirs réels.

Depuis 2017, l’armée travaille au développement du Synthetic Training Environment, visant à offrir une capacité opérationnelle initiale en 2021 et une capacité opérationnelle complète d’ici 2023. Ce système intègre réalité virtuelle et augmentée pour créer des scénarios d’entraînement immersifs sur tous les domaines opérationnels – terrestre, maritime, aérien, spatial et cybernétique. En simulant des situations difficiles ou impossibles à reproduire « en dur », le STE améliore la préparation, la prise de décision et la coordination des forces, avec un rendement optimisé.

Bahbaz souligne que « la vision du Synthetic Training Environment est de révolutionner la formation en fusionnant les plateformes live, virtuelles et constructives en une expérience intégrée, immersive et réaliste ». Cette approche permet également d’entraîner les unités décentralisées, de préserver le matériel tactique et d’offrir de nouveaux outils adaptés aux niveaux brigade et compagnie, en particulier pour les observateurs de tir et les équipes de mortiers.

Le Project Manager Training Devices (PM TRADE) de PEO STRI a ainsi développé des mortiers instrumentés capables de fonctionner sur tout le spectre LVC (live, virtual, constructive). À l’aide d’un casque de réalité virtuelle immersif, les observateurs peuvent visualiser en temps réel le champ de bataille en 3D, surveillant précisément la position des éléments LVC et appelant des tirs indirects. Cette technologie complète la formation lorsqu’il est impossible d’utiliser du personnel ou véhicules « live ».

Ces technologies haptiques en phase de prototype font l’objet d’évaluations poussées grâce à des retours de terrain provenant de plusieurs bases majeures comme Fort Benning, Fort Bragg, ou Fort Polk. Ces essais ont permis d’améliorer les exigences et la conception des systèmes.

Le déploiement est prévu à partir de 2026, avec une première implantation au Joint Readiness Training Center (Louisiane), suivie du National Training Center (Californie) et du Joint Multinational Readiness Center (Allemagne). PM TRADE commencera par les systèmes d’entraînement au tir indirect (mortiers, artillerie), puis étendra aux munitions portées à l’épaule, privilégiant les équipements offrant un retour haptique qui facilite la mémorisation des gestes et compétences opérationnelles.

Entraînement immersif et innovations tactiques
Le système d’entraînement Stinger, développé dans le cadre du programme STE-Live Direct Fires, fournit une expérience réaliste d’utilisation du missile antiaérien Stinger. Ce simulateur, fidèle au poids, aux dimensions et aux séquences de tir du système réel, connecte le tireur aux instruments de terrain sans tirer de projectiles, ce qui permet d’intégrer un système d’identification ami-ennemi (IFF) simulé.

Pour les prochains simulateurs tactiques de combat à pied (Tactical Engagement Simulation Systems – TESS), PEO STRI conçoit des alertes haptiques destinées à signaler sans bruit le tir, l’approche d’une menace, les blessures ou la suppression. Mark Dasher, responsable produit pour STE LTS, explique que ces dispositifs remplaceront les alertes sonores actuelles, améliorant la discrétion opérationnelle.

L’intelligence artificielle et l’apprentissage automatique (AI/ML) joueront un rôle majeur dans les prochaines phases prototypiques. En intégrant AI/ML, les simulateurs génèrent des cibles mobiles et des environnements réalistes adaptés aux compétences individuelles des soldats, fournissant un retour en temps réel sur la précision, les prises de décision et la rapidité d’exécution. À terme, ces technologies permettront d’automatiser certaines fonctions d’entraînement sans recourir à un personnel d’encadrement ou à des forces adverses fictives.

Ces systèmes d’entraînement sont utilisés par l’Armée de Terre mais aussi par le Corps des Marines des États-Unis (USMC), avec qui PEO STRI collabore étroitement pour moderniser conjointement les outils disponibles et recueillir des retours opérationnels.

Par ailleurs, PEO STRI travaille avec le Program Executive Office for Intelligence, Electronic Warfare and Sensors sur le projet Linchpin, un pipeline IA développé pour accélérer la prise en compte de l’intelligence artificielle dans les capteurs et améliorer la rapidité des décisions tactiques, en coordination avec l’équipe transverse du STE.

Une étude de marché récente a recueilli 82 réponses provenant d’acteurs habituels de la défense ainsi que de sociétés issues du secteur commercial numérique, élargissant le bassin de compétences susceptibles de transformer l’industrie de défense. Cette veille influence les exigences des futurs programmes liés à l’IA et aux données.

Enfin, l’investigation porte aussi sur la vision par ordinateur, destinée à remplacer les lasers classiques du système Instrumentable Multiple Integrated Laser Engagement System (I-MILES), renforçant ainsi le réalisme des tirs directs via une détection physique des objets en environnement simulé.

Lors de tests récents, deux dispositifs haptiques ont été évalués : une montre connectée fournissant une carte électronique de blessure et une rétroaction perceptible des dégâts, ainsi qu’une protection balistique tactique restituant les impacts de balles via un retour tactile, offrant une meilleure immersion sans la violence physique d’un tir réel.

Une méthode d’intégration progressive
Le déploiement des technologies haptique et IA s’effectuera en plusieurs étapes, adaptées à la maturité technologique et à la validation des solutions. Le système de tir indirect et de guidage (ex. : simulateur Stinger) sera produit dès 2025 et déployé à partir de 2027; tandis que le système de tir direct haptique et intelligent est en prototype, avec une production prévue en 2027 et un déploiement entre 2028 et 2029.

Le système Stinger permet d’entraîner de manière immersive le personnel au maniement et à l’exploitation du missile contre aéronefs, reproduisant la complexité des engagements réels tout en limitant risques et coûts liés aux exercices en conditions réelles.

Les simulateurs de tir direct avec retour haptique et IA offrent des sensations réalistes, notamment le recul et la résistance des armes, en confrontant l’utilisateur à des cibles intelligentes réactives qui renforcent la prise de décision rapide et la précision. L’intelligence artificielle adapte la difficulté et fournit un retour détaillé sur la performance.

Ces systèmes représentent une préparation complète en conjuguant apprentissage cognitif et sensoriel, dans un cadre sûr et contrôlé.

En complément, des dispositifs portables comme des montres connectées apportent une prise de conscience situationnelle accrue et un suivi biométrique en temps réel, facilitant notamment l’évaluation des blessures lors des entraînements.

Une dimension internationale et multilatérale
Les formations par simulation se déploient à l’échelle mondiale pour renforcer l’interopérabilité avec les forces alliées et préparer efficacement les opérations selon les spécificités régionales. Ces exercices multinationaux favorisent la collaboration et permettent de s’entraîner efficacement, en évitant les contraintes et risques liés aux exercices « live » traditionnels.

Mark Dasher rappelle : « PM TRADE fournit des capacités d’entraînement sur les bases principales, les centres de formation opérationnelle, mais aussi en déploiement. Là où l’Armée est présente, l’Armée s’entraîne« . Les systèmes TESS intégrant l’haptique seront disponibles à l’échelle mondiale selon les besoins.

Marwane Bahbaz souligne que ces avancées bénéficieront aussi aux partenaires internationaux, notamment au sein du groupe des « Five Eyes », grâce à des échanges réguliers pour assurer l’interopérabilité et partager les leçons apprises.

Conclusion
Le renforcement des capacités haptiques dans le Synthetic Training Environment offre un saut qualitatif en matière d’entraînement militaire. En créant des expériences plus immersives et tangibles, ces technologies rapprochent la formation virtuelle de la réalité opérationnelle. Les dispositifs portables fournissent un retour biométrique en temps réel, optimisant le suivi de la performance et des conditions physiques des soldats.

Les retours tactiles permettent de ressentir le recul des armes, la résistance environnementale ou les impacts physiques, développant ainsi la mémoire musculaire et la vigilance en situation. Cette approche intégrée diminue les coûts et la complexité logistique des exercices réels tout en préparant les soldats aux défis du combat moderne avec efficacité.

Selon Mark Dasher, « le temps disponible pour s’entraîner est précieux, notamment au niveau escouade ou peloton. Grâce à ces nouvelles technologies, le STE LTS crée des outils à la fois simples d’usage et réalistes« . Ils permettent aux unités d’exécuter un entraînement de qualité partout et à tout moment.