[Port du casque obligatoire #8] Centrales inertielles : l’art de naviguer à l’aveugle

Alexandre Jubelin, du Collimateur, visite le site de Safran Electronics & Defense à Montluçon, où l'on construit les centrales inertielles : ces équipements qui donnent position, vitesse et orientation à un sous-marin, un avion ou un missile quand le GPS ne répond plus. Trois responsables du site expliquent la physique du gyrolaser, la petite cloche en silice du gyroscope à résonateur hémisphérique, la montée en cadence des ateliers et les tables tournantes qui calibrent chaque appareil avant livraison.

Montluçon, la boussole des armées

Pour la série « Port du casque obligatoire » du Collimateur, Alexandre Jubelin visite en mai 2026 le site de Safran Electronics & Defense à Montluçon, où l’on construit les centrales inertielles. Alexandre Lenoble, directeur de l’activité GPS et timing, explique ce qu’est cet équipement : il fournit en continu la position, la vitesse et l’orientation d’un porteur, sans dépendre d’aucun signal extérieur. Le GPS peut être brouillé ou leurré ; la centrale inertielle, elle, continue de calculer. On la trouve dans les sous-marins, qui n’ont pas d’autre moyen de s’orienter sous l’eau, mais aussi sur les navires, les avions et les missiles. Son cœur réunit trois gyroscopes, qui mesurent les rotations, et trois accéléromètres, qui mesurent les accélérations : à partir d’une position connue, le calcul donne la position en temps réel. Le gyroscope repère le nord géographique en percevant la rotation de la Terre, et l’accéléromètre, un pendule ramené à l’équilibre par une force électrique, doit mesurer avec une précision un million de fois plus fine que la gravité terrestre tout en encaissant, sur un missile, des accélérations 100 à 1 000 fois supérieures.

Le site existe là parce que le fondateur de Sagem, devenue Safran Electronics & Defense, était originaire de Montluçon : « Il a fait l’usine à la maison ».

Du gyrolaser à la cloche de verre

Le gyrolaser, état de l’art du milieu des années 1980 aux années 2010 selon Alexandre Lenoble, fait circuler deux faisceaux laser en sens inverse dans une cavité triangulaire : quand l’objet tourne, l’un parcourt une distance plus longue que l’autre et les interférences trahissent la rotation. Sa limite tient à la physique : pour gagner en performance, il faut allonger le chemin optique, donc grossir le capteur. Safran en produit encore plusieurs milliers par an et se présente comme le premier fabricant européen. Ses nouveaux produits reposent sur le gyroscope à résonateur hémisphérique (HRG) : une petite cloche en silice, qui ressemble une fois emballée à une capsule de café, mise en vibration par des électrodes. Comme le pendule de Léon Foucault, la vibration est entraînée par la rotation, et ce sont les électrodes qui la mesurent. La précision ne dépend plus de la taille mais de l’électronique et des algorithmes. Selon l’invité, seuls deux industriels maîtrisent cette technologie dans le monde, Northrop Grumman et Safran, qui a choisi d’en faire un produit industriel de grand volume. Philippe Méjean, responsable de l’unité autonome de production « composants et senseurs vibrants », raconte la montée en cadence : quatre machines de fabrication des résonateurs historiquement, huit d’ici la fin de l’année. Nicolas Quatresou, responsable de performance industrielle et stratégie, montre les tables tournantes qui calibrent chaque appareil face à la rotation et à la gravité terrestres, de moins 50 à plus 100 degrés, et le tri qui réserve les meilleurs exemplaires à la souveraineté française.

Pourquoi produire encore des gyrolasers ? Parce que les clients ont qualifié leurs plateformes avec eux il y a 10 ou 20 ans, et que Safran doit continuer à les livrer au niveau du premier exemplaire de série.

Pour aller plus loin

• L’épisode du Collimateur sur la NAVWAR

Les références de l’épisode

• Safran Electronics & Defense : branche de Safran longtemps appelée Sagem, dont le site de Montluçon construit les centrales inertielles.
• Montluçon : ville d’origine du fondateur de Sagem et site industriel visité dans l’épisode.
• Gyroscope à résonateur hémisphérique (HRG) : technologie de gyroscope par vibration d’une cloche en silice, déployée sur les nouveaux produits de Safran.
• Gyrolaser : gyroscope optique à deux faisceaux laser, toujours produit pour les plateformes déjà qualifiées.
• Northrop Grumman : industriel américain, seul autre acteur du HRG selon l’invité, plutôt orienté vers des marchés de niche comme le spatial.
• Léon Foucault : physicien dont le pendule illustrait la rotation de la Terre, principe repris par le gyroscope résonant.
• Rafale : avion de combat équipé de centrales à gyrolaser, cité comme exemple de plateforme qualifiée avec cette technologie.

Au fil de l’épisode

• 00:00:52 : présentation de la série « Port du casque obligatoire » et de l’épisode en partenariat avec Safran Electronics & Defense
• 00:02:34 : Alexandre Lenoble explique pourquoi le site est à Montluçon
• 00:03:41 : ce qu’est une centrale de navigation inertielle et pourquoi elle remplace le GPS brouillé ou leurré
• 00:04:50 : la version miniaturisée pour l’armement air-sol modulaire, et celle des navires
• 00:05:41 : trois gyroscopes et trois accéléromètres, le cœur inertiel
• 00:06:58 : le principe de l’accéléromètre et ses exigences de précision
• 00:08:51 : le gyrolaser, sa physique et la taille du chemin optique
• 00:12:16 : le gyroscope à résonateur hémisphérique et le pendule de Foucault
• 00:14:46 : qui d’autre fabrique ces technologies dans le monde
• 00:17:43 : Philippe Méjean et le doublement des capacités de production des résonateurs
• 00:19:18 : Nicolas Quatresou et la salle de test qui trie les meilleurs exemplaires
• 00:21:05 : les tables tournantes et la calibration en température
• 00:22:46 : deux unités de mesure inertielle en main, le ballon de foot et la pomme
• 00:24:29 : pourquoi le gyrolaser est encore produit, et de plus en plus
• 00:26:14 : une production intégrée pour traiter les obsolescences sur des dizaines d’années

FAQ

Qu’est-ce qu’une centrale de navigation inertielle ?

C’est un équipement qui fournit en continu la position, la vitesse et l’orientation d’un porteur sans signal extérieur. Selon Alexandre Lenoble, de Safran Electronics & Defense, elle prend le relais quand le GPS est brouillé ou leurré, grâce à trois gyroscopes et trois accéléromètres qui mesurent rotations et accélérations à partir d’une position connue.

Quelle différence entre un gyrolaser et un gyroscope à résonateur hémisphérique ?

Le gyrolaser mesure la rotation par l’interférence de deux faisceaux laser tournant en sens inverse : sa précision dépend de la taille du capteur. Le gyroscope à résonateur hémisphérique (HRG) mesure le déplacement d’une vibration dans une cloche en silice : sa précision dépend de l’électronique et des algorithmes, ce qui permet un appareil plus petit, plus léger et moins cher.

Pourquoi Safran produit-il encore des gyrolasers ?

Parce que des clients ont qualifié leurs avions, navires ou plateformes d’artillerie avec cette technologie il y a 10 ou 20 ans, et ne veulent pas engager une requalification coûteuse. Safran doit donc continuer à les livrer au niveau du premier exemplaire de série, et la demande augmente avec la remontée en cadence de la défense.

Pourquoi les centrales inertielles sont-elles construites à Montluçon ?

D’après Alexandre Lenoble, le fondateur de Sagem, devenue Safran Electronics & Defense, était originaire de Montluçon et y a installé l’usine. Ce n’est ni une question de ressources ni de position stratégique, même si l’éloignement des frontières a été un avantage pendant la Seconde Guerre mondiale.