Regardez cette magnifique vidéo d’un B2-Spirit en cours de ravitaillement en vol par un KC135 au-dessus du Montana. En soi, la séquence est impressionnante, mais c’est surtout la fin qu’il ne faut pas rater, avec (à 0:57) la disparition par rotation de la trappe de ravitaillement, et le rétablissement de la furtivité de l’avion. Cela illustre la précision, mais aussi l’inventivité nécessaire afin de développer un avion réellement furtif. Cela montre aussi que le domaine de la furtivité, par définition, est l’un des moins duaux que l’on puisse trouver, et qu’il nécessite des solutions originales, voire exotiques.
Encore la DARPA (Defense Advanced Research Project Agency) qui fait parler d’elle avec le programme ALIAS : Aircrew Labor In-Cockpit Automation System.
Ce programme a pour ambition de développer un kit permettant d’introduire dans le cockpit de tout avion un système modulaire et démontable, permettant d’implémenter des automatismes afin de réduire la charge de l’équipage. L’intention est ainsi de concevoir et de développer un assistant automatique au pilotage, permettant d’opérer divers avions de manière automatique et autonome.
Un avion équipé du système ALIAS pourrait ainsi décoller, poursuivre une mission, s’adapter aux différentes défaillances, atterrir et ce de manière automatique. Il s’agit bien évidemment là de l’effet final recherché. Pour y parvenir, un éventail technologique doit être déployé, validé et démontré dans le cadre du programme (voir l’appel à participation ici) Il porte principalement sur les trois domaines technologiques suivants :
Interfaces non ou peu invasives pour adapter ALIAS aux aéronefs existants
Acquisition de connaissances sur les opérations aériennes afin de pouvoir adapter le système ALIAS à différents vecteurs aériens en peu de temps, utilisant les modèles mécaniques, les procédures existantes, etc…
Interfaces homme-machine : l’idée est que l’opérateur humain agisse via des commandes de haut niveau, et non en contrôle direct.
Tout cela est fort ambitieux mais surtout… fort vague. L’idée de pouvoir rétrofitter des avions existants afin de les utiliser dans un contexte d’opérations mêlant drones et avions pilotés est ambitieuse, mais quid des moyens ? Quelles pistes technologiques sont précisément envisagées ? Après avoir parcouru les documents de présentation du concept, le lecteur n’est pas plus éclairé. En ce qui concerne les interfaces, voici un exemple de phrase supposée expliciter l’orientation technologique d’ALIAS : » Easy-to-use touch and voice interfaces could enable supervisor-ALIAS interaction. ALIAS would also serve as a platform for enabling additional automation or autonomy capabilities tailored for specific missions. »
Si l’on peut admirer le fait que la DARPA finance de tels travaux, et ce de manière confortable, on peut toutefois rester un peu dubitatifs sur l’efficience du projet, et la maturité du concept à ce stade.
Connaissez-vous la société BATTELLE ? Personnellement, avant d’aller les rencontrer il y a quelques années à Washington, leur nom ne me disait rien. Il s’avère que Battelle, c’est « juste » la première organisation non-lucrative au monde dans le domaine de la R&D. Avec 22 000 et plus de 60 localisations, cette organisation américaine exerce ses activités dans de très nombreux domaines : santé, énergie, environnement, économie, mais aussi défense et sécurité nationale.
Pour l’avoir visitée, l’organisation cherche réellement à innover, tant dans les domaines et la méthodologie que par son approche organisationnelle. Il n’est donc pas étonnant de les trouver à l’origine d’approches non conformistes dans le domaine de la défense.
Aujourd’hui, Battelle annonce avoir développé HeatCoat, un revêtement à base de nanotubes de carbones, qui peut être pulvérisé à la surface d’un véhicule. Une fois appliqué, ce revêtement (semblable à de la peinture) est capable de générer de la chaleur lorsqu’on lui applique un courant électrique.
Un système de contrôle/commande permet de n’appliquer que les tensions nécessaires à un instant donné pour maintenir des conditions de vol opérationnelles. Le revêtement a été testé en soufflerie et s’est révélé efficace par -30°C, et des vitesses d’air de l’ordre de 330km/h (ce qui explique pour l’instant la limitation d’emploi aux drones, plus lents et volant plus bas que des avions conventionnels).
Battelle compte utiliser HeatCoat pour maintenir les drones à une température donnée, notamment dans le cadre d’opérations en environnement hivernal ou arctique.
Cette annonce intervient alors que la DARPA confirme son intérêt pour les technologies lui permettant d’opérer dans un environnement arctique (un territoire aujourd’hui source d’intenses convoitises). Vous trouverez la consultation de la DARPA iciet la brochure de heatcoat ici.
Un test par l’US Navy et – encore – la société Raytheon a démontré la capacité d’un missile Tomahawk tiré d’un destroyer américain (le USS Kidd) à détruire une cible mouvante, en utilisant les informations fournies au travers d’un réseau de différentes plates-formes.
En réalité, deux tests ont été conduits, tous deux avec succès :
Un premier test consistant à faire suivre à un missile de croisière Tomahawk Block IV une mission préétablie, puis à l’interrompre suite à la réception de coordonnées d’une nouvelle cible transmises par le Joint Network Enabled Weapons Mission Management Capability (JNEW-MMC) du Naval Warfare Center. Le missile a alors changé de mission et atteint sa nouvelle cible mouvante avec succès ;
Un second test consistant à soutenir un groupe de Marines : un autre Tomahawk Block IV tiré lui aussi par l’USS Kidd, a été guidé par les Marines pour une frappe verticale, suite à la réception d’un signal de demande d’appui feu. Ce guidage a été effectué via un Boeing F/A-18E/F Super Hornet.
Ces tests ont démontré la viabilité de l’utilisation de communications longue distance pour conserver et rafraîchir la position de cibles mouvantes, inscrivant ainsi le Tomahawk dans la logique d’une arme « numérisée » et adaptative. Cela apporte également une réponse au problème de la surveillance de la menace dans un rayon de 200 nautiques : jusqu’à maintenant, ce rayon ne permettait pas de guider le missile jusqu’à sa cible terminale ; le missile étant subsonique, la cible avait le temps de bouger significativement hors de la zone – sans parler du risque de « friendly fire » si un navire ami ou neutre se trouvait à la limite de la zone.
Le Tomahawk Block IV pourrait ainsi répondre provisoirement à ce problème grâce à ses capacités d’adaptation et de guidage via le réseau, avant que l’US Navy ne mette en service des armements plus modernes comme le Long Range Anti-Ship Missile (LARSM).
Beaucoup ont réagi par mail à mon dernier article sur les menaces portées par les drones qui font aujourd’hui régulièrement les titres des journaux. La question la plus fréquente : quelles sont les possibilités offertes par la technologie pour repérer et neutraliser des drones dont, on le rappelle, beaucoup sont programmés par des waypoints GPS, et ne nécessitent pas la présence d’un pilote à proximité immédiate ?
La détection, tout d’abord : le système développé par la société britannique Plextek Consulting utilise un radar doppler pour détecter un drone (même dans la gamme de 2 kg) dans un rayon de 10km. Il permet l’identification automatique du système par l’analyse de la modulation de fréquence et de l’amplitude du signal Doppler, et le suivi automatique par infrarouge et optique. Ce système a été initialement développé par Plextek, puis a fait l’objet d’une commercialisation distincte par le biais d’une société dédiée : Blighter Surveillance Systems. Le système est portable, et la société Blighter communique sur sa capacité unique a surveiller simultanément différents milieux : terre, mer et air (pour des cibles volant relativement bas).
Citons également un système plus conséquent développé par la société RADA : le RPS-42, un radar multi-missions hémisphérique, fondé également sur une détection Doppler, et capable de détecter un micro-drone avec une portée de 10km.
Pour des drones plus petits, volant en mode auto-piloté, il existe des solutions plus économiques, et fondées sur la détection de la signature acoustique des drones. Un microphone détecte le signal et le compare aux signatures déjà enregistrées dans la base de données. C’est par exemple le cas du système Droneshield de la société du même nom. Si le déploiement d’un tel système semble complexe dans des zones urbaines denses et sonores, en revanche, une telle solution semble intéressante et peu onéreuse dans le cas de sites critiques isolés, comme des centrales nucléaires ou autres sites sensibles. Vous pouvez télécharger ici la plaquette du système
Une fois la détection réalisée, plusieurs solutions de neutralisation existent. On peut par exemple brouiller la station de contrôle du drone. La Russie s’est ainsi dotée d’un système appelé Poroubchtchick, système de guerre électronique capable de déconnecter de manière ciblée les radars ennemis et les systèmes de contrôle de drones, sans pour autant brouiller ses propres communications. Ce système détecte des communications sans fil ou les radars en régime passif analyse la fréquence des canaux et émet un brouillage ciblé actif ou passif directionnel et ciblé sur une fréquence donnée.
Mais l’ultime solution reste l’arme capable d’éliminer directement le drone détecté. Parmi les systèmes testés, les plus vraisemblables sont de la famille « énergie dirigée » (micro-ondes et lasers). Ainsi, la société Boeing a développé deux systèmes de neutralisation de drones : l’Avenger, un véhicule équipé d’un système de laser de 30kW en plus de son système classique de combat sol-air, et capable d’éliminer facilement un drone du ciel , tout comme le second système appelé MATRIX (mobile active targeting resource for integrated experiment) qui a éliminé différents drones à différentes distances.
On peut également citer le système PHALANX, développé par Raytheon, permettant la recherche, détection, suivi et engagement d’une cible, et qui a été couplé par l’Office of Naval Research américain avec un système de laser à énergie dirigée (LaWS).
Déployé sur l’USS Ponce en novembre 2014, le système a montré sa capacité à détruire un drone aérien à partir d’une plate-forme navale : voir le film ci-dessous.
L’ONR cherche maintenant à adapter ce concept sur un porteur terrestre de type HUMVEE. C’est le programme Ground-Based Air Defense Directed Energy On-The-Move (G-BAD DE OTM). Enfin, la Chine a annoncé en 2014 qu’elle avait développé un système analogue, capable de neutraliser tout drone volant en-dessous de 500m, à une vitesse inférieure à 50m/s, avec une portée de 2 km (source : China Academy of Engineering Physics (CAEP)).
Mais aujourd’hui, la technologie retenue par la police Parisienne semble être celle…des plombs de chasse. Rien ne vaut un bon nuage de plombs pour abattre un quadricoptère rebelle. Reste à savoir si abattre un drone « baron noir » à la carabine au-dessus d’une zone aussi densément peuplée que Paris n’est pas un remède pire que le mal.
La société américaine RAYTHEON vient d’acquérir une petite société de 50 personnes spécialisée dans les solutions à base de drones pour le renseignement et les opérations spéciales. Sensintel, localisée près de Tucson en Arizona, fournit des drones et des composants pour drones (comme des cartes spécialisées de distribution de la puissance des générateurs). Leur drone SILVER FOX D2 est réputé avoir des capacités de reconnaissance, surveillance et renseignement jusqu’alors l’apanage de systèmes plus lourds. C’est un UAV intermédiaire entre un drone de court rayon d’action (Très Courte Portée), simplement opérable, et un drone tactique à moyen rayon d’action. Il peut être porté dans un petit véhicule de type SUV, et opéré par 2 servants en moins de 15 mn.
La charge utile comprend différents senseurs électro-optiques et infrarouge, mais l’originalité consiste à contrôler plusieurs Silver Fox à partir de la même station sol, permettant ainsi une tenue d’information corrélée en temps réel.
SENSINTEL a beaucoup travaillé avec les laboratoires de référence dans le monde du renseignement, et avec les forces spéciales, dans la mise au point de ses drones: Special Operations Command (SOCOM), Office of Naval Research et Air Force Research Laboratory.
La question était de savoir dans quelle « business line » Sensintel serait intégrée chez Raytheon: a priori, ce sera dans les systèmes d’armes et en particulier dans l’Advanced Missile Systems product line. Cela fait donc penser que les ingénieurs de Raytheon se concentrent sur des systèmes d’armes autonomes et l’intégration de leur offre missile dans une plateforme globale de senseurs intelligents.
Le montant de l’acquisition n’a pas été communiqué.
Allez, un article un peu plus long : c’est le week-end!
Nous avions évoqué dans cet article l’essor des interfaces permettant de capturer, débruiter et interpréter les ondes cérébrales d’un sujet. En soi, c’est déjà un problème complexe. En effet, plusieurs techniques existent : celles se fondant sur l’activité EEG de l’utilisateur au cours du temps (exemple: rythmes EEG), qui ne nécessitent pas de stimulus externe et celles se fondant sur la mesure des potentiels évoqués (ou Evoked Response Potential, ERP), qui requièrent la présence d’un stimulus précisément daté.
Capturer les signaux
Dans tous les cas, il ne s’agit pas d’une « simple » analyse, comme si l’on lisait directement le cerveau de l’utilisateur. La subtilité consiste, à partir d’un état « brut » capturé via des casques du commerce, d’utiliser des techniques d’analyse de données et d’apprentissage machine afin d’en extraire un « état cérébral » pouvant être utilisé pour surveiller le fonctionnement du cerveau ou déclencher une interaction entre l’homme et la machine. Dans ce domaine, la France est en avance, avec notamment l’INRIA qui a développé la plate-forme open source OPEN VIBE, qui permet de réaliser cet enchaînement de traitements complexes : capture, prétraitement & filtrage du signal (souvent bruité, en particulier si des électrodes sont placées sur les muscles faciaux, extraction des caractéristiques des signaux, classification.
J’en profite pour mentionner la brillante PME MENSIA Technologies, start-up issue de l’INRIA et du projet ANR OPENVIBE, installée à Rennes et à Paris, et qui a développé plusieurs logiciels commerciaux autour des briques technologiques OPENVIBE. MENSIA TECHNOLOGIES mène en outre plusieurs projets dans le domaine du monitoring et de l’entraînement cérébral basé sur la neurologie quantitative temps réel. Voici ci-dessous une démonstration des outils développés et industrialisés par MENSIA :
Emettre des commandes
Lorsqu’à cette chaîne de traitement (capture=>classification) on ajoute une étape de traduction, on obtient ce que les anglo-saxons appellent « thought controlled computing » : le contrôle commande d’un ordinateur par la pensée. Le résultat est impressionnant, qu’il s’agisse d’un simple « contrôle de l’environnement » à des fins ludiques :
Ou d’un contrôle commande pouvant par exemple pallier un handicap, en permettant d’envoyer des informations de déplacement à un fauteuil, par la pensée :
A quoi cela sert-il dans notre domaine ?
Applications pour la défense
Nous avons déjà évoqué l’utilisation de l’analyse des signaux EEG pour des utilisateurs de simulation. Les modèles et techniques d’analyse pour caractériser l’état cognitif permettent une interprétation automatique de l’état de l’apprenant (stressé, concentré, surchargé d’information,etc…) moyennant une calibration de quelques minutes. Le monitoring au sein du simulateur de l’état cognitif au sens large et de la charge mentale de l’apprenant en particulier, permet ainsi d’envisager une optimisation des processus de formation et d’entraînement, pour une meilleure interaction subséquente des opérateurs avec leur environnement. Le feedback rapporté au formateur pilotant le scénario de formation permettra d’enrichir les outils à disposition pour évaluer les potentialités opérationnelles, ainsi qu’à la possibilité d’amélioration de l’ergonomie des interfaces utilisateurs pour une meilleure efficience du couple opérateur-système.
Au delà de la simulation, en termes de perspectives, la mise en œuvre d’outils de mesure de l’état cognitif dans un simulateur est un premier pas vers la conception de cockpits totalement adaptée au traitement cérébral de l’information. En ce sens, le programme pourra être adapté aux IBEOS (illustrateurs de besoin opérationnel) tels que le simulateur SISPEO mis en service au sein de la DGA (Techniques Terrestres/SDT/IS/S2I, sur le site de Bourges).
Mais dans le domaine du contrôle commande, des expérimentations sont par ailleurs en cours pour intégrer ces dispositifs dans des contextes opérationnels : la plus récente à notre connaissance concerne le pilotage d’avion sur un vol complet – pour l’instant dans un simulateur -, atterrissage et décollage inclus :
On peut également mentionner le pilotage de drones, la commande neurale permettant de se consacrer à des tâches tactiques complexes en laissant le pilotage de bas niveau à la charge du drone. D’une manière générale, ce type de technologies est adapté au contrôle commande de robots semi-autonomes, et de nombreuses expérimentations sont à l’étude dans ce domaine.
Vers la « télépathie opérationnelle »?
Enfin, la DARPA américaine travaille sur un projet dit « Silent Talk » permettant d’utiliser les IHM neurales… pour faire de la communication de cerveau à cerveau silencieuse sur le théâtre d’opérations. Ce petit projet (financé à hauteur de 4MUSD) est avant tout un projet… de mathématiques. Caractériser, filtrer, isoler et interpréter les signaux pertinents d’un combattant sur le champ de bataille est, d’après le Dr Elmar Schmeisser de l’US Army, un problème mathématique « cruel » qui pourrait mobiliser les équipes de recherche pour 20 ans. L’US Army travaille néanmoins sur le projet d’un « thought helmet » permettant d’ores et déjà de capturer l’état mental du soldat.
Pendant que les affaires sur les survols intempestifs de drones dans des zones urbaines se multiplient (avec notamment aujourd’hui l’arrestation de trois journalistes d’Al Djazeera en train de manipuler un drone dans le bois de Boulogne), le Department of Homeland Security américain a tenu une conférence « ouverte à tous sauf à la presse »( !) à Arlington, sur les dangers sécuritaires afférents à la multiplication des drones low cost.
A grand renfort de films montrant des drones de loisir équipés d’armes automatiques, ou encore l’attaque victorieuse ( !!) d’un convoi de blindés par des drones armés (pour un montant de moins de 5000$), l’évènement a aussi présenté des modifications de drones en tant qu’engins volants explosifs improvisés, des « flying IEDs ». Vous auriez pu lire le CR détaillé de la conférence sur le site de Daniel Herbert, qui a posté la photo en tête d’article, présentant un drone phantom de DJI, marque chinoise très populaire, avec une charge utile d’1,5 Kg d’explosifs.Mais le DHS lui a gentiment demandé de tout enlever…
De nombreux organismes réfléchissent à la manière technologique de limiter ou de contrôler ces vols de drones. Une des actions envisagées est le « geofencing », consistant à instaurer des zones de non-vol de drones directement en tant que coordonnées GPS dans le firmware de l’appareil. Evidemment, tout ceci suscite une levée de boucliers des pilotes amateurs au nom de la liberté individuelle… (amusant : la première zone que DJI a instaurée en geofencing était la place Tian An Men, sans que personne n’y trouve rien à redire). Nul doute que bientôt, les premières modifications permettant de contrôler le firmware d’un drone ou de l’altérer seront disponibles sur Internet (après tout, il est aujourd’hui possible de modifier le logiciel de votre voiture, bien que cela soit illégal).
La question est donc de savoir si d’autres technologies, externes aux constructeurs, pourront être utilisées pour exercer un contrôle – par les forces de l’ordre, notamment – sur les drones intempestifs. Un rayon laser (comme une version réduite du LaWS américain, dont nous parlerons plus tard) a même été évoqué sérieusement, tout comme les moyens de brouillage directionnel. Mais aujourd’hui, on pense que la majorité des drones survolant des villes la nuit effectuent un circuit GPS, donc sans besoin d’un lien permanent avec le pilote.
Tout ceci intervient au moment où une start-up portugaise, la société TEKEVER, a montré qu’un pilote équipé d’un casque d’électro-encéphalographie, pouvait contrôler un drone par la pensée.
Dans l’esprit de TEKEVER, il s’agit de permettre au pilote de se concentrer sur des tâches tactiques complexes, tout en laissant les mécanismes basiques de vol à la charge du drone lui-même. Il reste à espérer qu’un cerveau de terroriste n’est pas à la hauteur de la tâche…
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