La lutte anti drone s’intensifie

La prolifération des drones, l’étendue de leurs capacités et le développement de leurs performances augmentent la probabilité de la menace. La mise en oeuvre de parades relève du défi technologique et génère un marché en fort développement. Industriels et start up ingénieuses sont à la manoeuvre. Les français ont la cote.

En juin dernier, en France, s’il y avait bien un lieu ultrasécurisé, c’était celui de l’aéroport du Bourget où se tenait  le 53^èmesalon international de l’aéronautique et de l’espace. A quelques encablures de Roissy CDG ou du centre de la capitale, avec des dizaines de milliers de visiteurs chaque jour, pas question de laisser un drone s’aventurer dans la zone. Les puissants systèmes de brouillage et de neutralisation déployés par l’escadron de défense sol-air d’Avord ne lui auraient peut être laissé aucune chance. Mais neutraliser un drone est loin d’être aussi simple.

Il faut déjà pouvoir l’identifier et s’assurer des ces bonnes ou mauvaises intentions. Des entreprises françaises se sont spécialisées pour fournir des solutions aux technologies variées et évolutives. « Tout reste à faire, nous sommes à la préhistoire de l’aire du drone » affirme Thomas Gueudet, expert sécurité chez Cerbair, une start-up française lancée en 2015. « La menace va évoluer. C’est un  marché  à fort potentiel, au moins 500 millions d’euros » explique-t-on chez CS, une entreprise française pionnière dans la lutte anti-drone.

Des drones de plus en plus performants

Avec l’émergence de drones civils et grands public, moins coûteux et très performants, les personnes mal intentionnées peuvent facilement mener des opérations perturbatrices, comme les récentes intrusions dans les aéroports rapportées dans les médias européens. La solution la plus efficace pour les neutraliser est le brouillage.  Les drones radio radiocommandés sont par exemple les plus facilement repérables. Ils sont aussi en théorie les plus simples à neutraliser.

Dans le cas où l’aéronef est piloté au moyen d’une caméra, le signal vidéo peut être brouillé… en théorie. Car les drones, équipés d’un logiciel intelligent puissant et d’une plage d’utilisation considérable, sont de plus en plus résistants à ces méthodes. Chaque année, de nouveaux drones grand public plus intelligents intègrent des systèmes de commande et de contrôle C2 (concerne les drones de moins de 4Kg) ainsi que des systèmes de navigation de plus en plus sophistiqués comme le mode de vol autonome ou d’évitement d’objets actifs. «  Ils n’ont rien à envier aux drones militaires  » explique Egidio Cau, responsable du programme de lutte an-drone chez CS.  » Il y a nécessité de se munir de systèmes de défense qui évoluent rapidement en fonction de la fréquence et de la sophistication toujours croissantes des menaces. »

Cerbair et la radio fréquence passive

Cette technologie consiste à traquer toutes les ondes alentour pour identifier un micro changement grâce à une « oreille » électronique sophistiquée… et discrète. Ce système de détection fonctionne par radio fréquence passive. « C’est beaucoup moins onéreux et plus discret que le radar classique » précise Thomas Gueudet interrogé par Aerobuzz.fr. « Car au lieu d’émettre une onde électromagnétique pour repérer un objet volant dans un rayon donné, nous écoutons, grâce à des capteurs ultra sensibles, et analysons les radiofréquences des émissions d’un drone ou de la télécommande d’un pilote. » 

Cette solution détecte les communications entre le pilote et sa machine dans un rayon de 2 à 5 kilomètres. L’objectif est d’ensuite de les neutraliser physiquement à la source par les forces de sécurités ou la police.

Cerbair, dont le géant MBDA est devenu actionnaire, développe actuellement cette technologie sur un système miniaturisé de détection (avec possibilité de brouillage pour l’armée par contre-mesure électronique intégrée pour neutraliser la menace) facilement transportable dans un sac à dos. Le RAID (unité d’intervention de la Police nationale) a d’ailleurs manifesté son intérêt et testé cette solution lors des commémorations du Débarquement en Normandie.

Les armes de défense de la start-up existent aussi en version grand format, et peuvent être fixes, embarquées ou mobiles, et déployées sur ou autour de sites à caractères sensibles (aéroports, prisons, complexes industriels, etc). La start-up a terminé second lauréat 2019 du défi PRODEF (systèmes de protection défense des bases aériennes). La solution de Cerbair permet d’améliorer l’efficacité et l’agilité du système de sécurisation d’une base grâce à des moyens mobiles déployables facilement.

« Boréades » : le système 100% intégré de CS

L’entreprise française CS a déployé « Boréades » la première fois à l’Euro 2016 pour la Préfecture de Police de Paris. De la détection, à l’identification et la neutralisation d’un drone illicite, la solution est complètement intégrée et continue. « Les phases sont toutes interconnectées ce qui permet l’échange en temps réel des données via le système et via l’opérateur qui peut ainsi agir. Cela permet d’être très réactif dans la neutralisation d‘une menace. Il ne faut en général pas dépasser les 40 secondes pour agir » détaille Egidio Cau, responsable de la lutte anti-drone chez CS.

 

La menace peut provenir de drones commerciaux modifiés par des intentions malveillantes. Par exemple au niveau de la télécommande, les émissions radios sont indétectables, ou encore en programmant l’engin pour l’envoyer seul vers une cible. « On peut par exemple, sur un drone équipé d’une caméra de navigation, intégrer un plan de vol par cartographie sur lequel il va se référer uniquement. », rajoute Edigio Cau.

Fusionner les moyens de détection

« On a vite conclu que la détection était le point clé de la lutte anti-drone et on a décidé de concevoir notre solution avec des capteurs multiples. Cela permet de détecter tout un panel de drones existants », explique Egidio Cau. C’est pourquoi la solution « Boréades » fait appel en temps réel à différentes technologies de repérages et de localisations comme le radar classique, la radio fréquence, ou encore des caméra à haute résolution et/ou à infrarouges, très utiles sur des site à protéger. On parle ici d’identification effectuée par un opérateur humain ou à partir d’une tourelle automatique.

En outre il existe d’autres technologies comme par exemple des systèmes acoustiques (peu efficients toutefois dans un environnement bruyant comme une ville), des radars laser (Lidar « light detection and ranging » ), une technique de mesure à distance fondée sur l’analyse des propriétés d’un faisceau de lumière renvoyé vers son émetteur. La radiogoniométrie, elle, focalise sur les échanges entre l’opérateur et son appareil.

Au final, chaque menace est propre à son environnement (ville, campagne, lieu sensible, aéroport…) et dépendante du contexte technique et des moyens humains mis en œuvre. Combiner toutes ces technologies permet aussi (et surtout) d’éviter les fausses alertes, et déclencher une intervention pour rien. C’est là qu’entrent en scène les algorithmes d’intelligence artificielle de reconnaissance de forme…

Du radar à l’intelligence artificielle

De l’identification à la réponse à apporter à une attaque en cas d’intrusion dans une zone surveillée, les défis sont nombreux. Il faut pouvoir éviter les fausses alertes. Est-ce vraiment un drone, ou simplement un oiseau ? Un drone ami (coopératif) ou ennemi ? Alors que Cerbair développe continuellement son système d’écoute des signatures radios par des algorithmes, chez CS on analyse en permanence des milliers de vols de drones (de clients ou partenaires) depuis quelques années.

 

« On fait voler tous types de drones pour avoir leur signature et l’enregistrer dans une base de données. Du très petit au plus gros, le nombre ou type d’hélices, les fréquences radios, les types de  batteries, la puissance, le type de voilure, on teste tout. Un drone DJII n’aura pas la même signature qu’un drone Parrot » nous explique Egidio Cau. « Ce système d’intelligence artificielle apprend tout seul. On fait converger nos paramètres en permanence dans une base de donnée. Les algorithmes peuvent ainsi s’appuyer dessus pour classifier de manière de pus en plus précise et instantanément les types de menaces et donc apporter une solution de neutralisation adaptée.»

« Leurrage » GPS

Il existe aussi des drones pilotés par un réseau mobile 4G, ou les drones autonomes qui se déplacent grâce à un signal GPS. Ces derniers sont de plus en plus utilisés et rendent la détection du pilote encore plus difficile. Certes les réseaux mobiles ou GPS peuvent aussi être parasités. La technique du « leurrage » GPS par exemple trompe l’appareil visé en lui envoyant une fausse position.

Ces méthodes ont toutefois leurs limites, notamment sur le territoire national, car elles peuvent perturber d’autres équipements cruciaux (comme les systèmes de navigations des avions et trafic aérien sur un aéroport ou les réseaux mobiles d’une ville). Ces risques de dommages collatéraux rendent leur usage interdit par la loi sauf par l’armée en cas de menace pour la sécurité du pays. C’est pourquoi les solutions de lutte anti drone « intelligentes » doivent évoluer en permanence. Rendre un système de défense unique adaptable pour cibler un large éventail de moyens de perturbation constitue un défi considérable.

La neutralisation du « soft kill » au « hard kill »

Si le drone malveillant ne peut être neutralisé par l’interception de communication non destructive et du brouillage GPS, il existe des méthodes plus radicales comme les filets de capture, lancés du sol par des canons ou… projetés par un drone intercepteur.

CS a ainsi conclu au Bourget en 2019 un partenariat avec ALX Système, une société Belge qui a mis au point une solution embarquée d’interception de drone baptisée Spartiath (primée par l’OTAN en 2018). Outre ses technologies de « tracking » adaptées, toujours au moyen de l’intelligence artificielle, le drone intercepteur en cours de développement pourra aussi embarquer une charge utile comme un filet pour neutraliser un engin illicite. Ou même le percuter pour le faire chuter.

« Ce genre de solution ouvre de nouvelles perspectives pour lutter contre les futurs drones qui à terme seront insensibles aux technologies actuelles de brouillage » explique Egidio Cau. De même il faudra faire face aussi aux drones complètement autonomes, car trafiqués et préprogrammés pour rejoindre une cible. « Par exemple en intégrant dans une caméra embarquée une cartographie numérisée sur laquelle se cale le système de navigation du drone. »

D’autres solutions plus futuristes de contre-mesures destructives comme les munitions ou les lasers à haute puissance dirigés sont en cours de développement. Aux Etats-Unis par exemple, Raython a déjà testé avec l’US Army de puissantes armes laser et à micro-ondes capable de détruire des cibles en mouvement.

Plus proche à Lille, la startup MC2 Technologies a mis au point des outils en forme de fusil projecteurs de micro-ondes ou équipés d’une grosse antenne qui couvrent théoriquement toutes les fréquences. Le drone neutralisé peut alors se poser automatiquement ou chuter. Ce projet High tech et discret serait en cours de développement en partie avec des financements de la DGA (Direction Générale des Armées).

Le aéroports face aux activistes

Les aéroports sont particulièrement exposés. Tout le monde garde en tête le cas de Gatwick au Royaume-Uni, paralysé en décembre 2018 pendant 36 heures par un signalement de plusieurs drones bloquant quelques 125.000 passagers. Depuis, Dubaï, Newark, Dublin, Heathrow et dernièrement Francfort ont aussi été perturbés par des vols de drones illicites.

Pire, les intentions malveillantes sont désormais annoncées publiquement par certains activistes. Au Royaume-Uni le groupe Extinction Rebellion, une organisation résistante en faveur d’une planète durable, a menacé en juin dernier de lancer des drones vers l’aéroport de Londres Heathrow « pour faire prendre conscience de l’impact environnemental du transport aérien. »

« Le cas de Gatwick en 2018 est à l’origine d’une véritable prise de conscience. Aujourd’hui la menace n’est plus seulement le fait d’un drone égaré par manque de connaissance de la réglementation. Perturber un aéroport est devenu parfois également une volonté avérée  » explique Charles Telitsine, interrogé par Aerobuzz.fr et directeur du programme « Hologarde », un dispositif de protection anti-drone développé par Groupe ADP. Il devrait être opérationnel d’ici la fin de l’année à Paris CDG et capable de reconnaître un drone de 40 cm sur une surface de 6 000 hectares (soir presque le double de celle de l’aéroport).

Thales fournit le goniomètre « black Finder » qui écoute toutes les fréquences transmissent de ou vers les drones ainsi que le radar holographique « Gamekeeper » capable de détecter de très petites cibles à des distances de 7km et de les différencier avec des volatiles notamment. La PME Exavision fournit les caméras de surveillance militaires d’une portée de 3 à 4 km pour compléter les détections radar.

Un logiciel d’analyse de trajectoire et d’évaluation de masse développé la start-up innovATM fusionne les données de tous les capteurs pour donner des informations précises au contrôle aérien et à la gendarmerie. « Une fois certain qu’il s’agit d’un drone non autorisé, la mission de ce dispositif est de localiser l’opérateur et de faire intervenir la GTA, la gendarmerie des Transports Aériens. Nous faisons aussi de la pédagogie, un drone non autorisé n’est pas nécessairement malveillant » explique Charles Telitsine qui évoque par ailleurs la problématique de la neutralisation :  « Groupe ADP développe aussi des partenariats avec les forces armées, équipées de brouilleurs portatifs puissants, avec des portées suffisantes mais sans risques de dommage collatéraux ». Pour améliorer l’efficacité de Hologarde en aval, Groupe ADP s’est aussi rapproché de la start-up Roboost afin de développer des systèmes de prise de contrôle à distance du drone.

1.500 vols de drones autorisés sur et autour de CDG

Il s’agit du cumul annuel, un chiffre qui augmente de 60% chaque année. Aéroports et drones peuvent ainsi faire bon ménage, la preuve à Paris-CDG où la « no fly zone », strictement interdite à tout autre aéronef autre que les vols commerciaux ou vols autorisés s’étend sur 5 km autour de la plateforme. « Nous favorisons aussi les vols de drones, avec notre système Hologuide qui gère le trafic des drones grâce à des protocoles de vols (plan de vols) agréés déposés en amont à la DSNA » nous explique Charles Telitsine.

Il peut s’agir de drones agricoles, d’interventions sur des chantiers, de missions de cartographie aérienne mais aussi de cas d’usages internes à l’aéroport de Roissy CDG comme l’inspection des passerelles d’embarquements, des bâtiments, d’analyse thermographique ou encore la calibration des PAPI des quatre pistes. « Il y a tout un tissu économique autour de l’aéroport que nous ne voulons pas pénaliser. Et bientôt il y a aura la livraison par drone, les taxis volants pour relier le centre de la capitale… Nous sommes à la fois soucieux de la sécurité tout en étant capables de laisser voler des drones. » conclu Charles Telitsine.

Sécuriser le ciel par l’identification automatique

La lutte anti-drone passera aussi par le gestion du futur trafic aérien qui intègrera des aéronefs sans pilotes (UTM ou Unmaned Traffic Management). Les autorités civiles devront renforcer leurs exigences pour l’immatriculation et l’identification des drones à travers de nouveaux cadres juridiques. Le géant européen Thales travaille sur l’identification et le suivi en temps réel des drones en les intégrant dans son système de gestion de l’espace aérien développé depuis 3 ans avec les acteurs de l’aviation. Il s’agit de faire le lien entre opérateurs et régulateurs pour assurer l’émission automatique d’autorisations de missions et de vols.

Pour ce projet, Thales s’appuie sur la technologie de suivi cybersécurisé d’identité développée par Gemalto (entreprise récemment acquise par le groupe) et intégrée à sa plateforme UTM. Grâce à ce système, une « carte d’identité de drone certifié » (ou traceur UTM équipé d’une fonctionnalité GPS) est émise. L’opérateur, le drone, le pilote, le type de missions et autorisations de vols sont ainsi automatiquement identifiés en quelques minutes, à l’instar du plan de vol d’un avion  déposé aux aux organismes des services de la circulation aérienne.

D’après Thales, le système comprend « un élément inviolable qui stocke les informations et les fonctions  de chiffrement dans le processus d’identification mutuel entre l’UTM et l’opérateur ». Ce qui pourrait empêcher toute tentative de neutralisation puisque le drone aura montré patte blanche avant de décoller. En espérant toutefois que la fiabilité de l’engin soit suffisante pour ne pas être piraté ou détournée par d’autre technologies malveillantes.

La lutte anti-drone ? Un marché et une menace dont l’évolution reste à ce jour difficile à prédire…

Jérôme Bonnard