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Bon, ce n’est pas pour tout de suite, mais puisqu’on peut faire de temps en temps de la prospective à plus de 30 ans, je m’attarde un instant sur cette invention digne des meilleurs films de science-fiction. Nous la devons à la société BAE, qui travaille sur un projet baptisé LDAL pour « Laser Developed Atmospheric Lens », ce qu’on pourrait traduire par lentille atmosphérique créée par focalisation laser.

Cette invention vise à ioniser l’atmosphère au moyen d’une impulsion laser afin de créer un « bouclier » permettant de protéger le sol contre les effets d’une arme laser à énergie dirigée, d’utiliser cette « lentille » pour de l’espionnage ou de la reconnaissance, ou encore de constituer un mirage optique pour leurrer l’adversaire. Délire d’un ingénieur fana de science-fiction ? Non, c’est sérieux.

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Le concept repose sur un effet physique dit Effet Kerr. Pour faire simple, voire simpliste pour les puristes, le laser à impulsion braqué sur l’atmosphère ionise l’air; à haute puissance, l’indice de réfraction de l’air dépend de l’intensité laser incidente (il y a même une formule, mais je ne veux pas dégoûter les lecteurs). Le profil d’intensité dans le faisceau laser n’étant pas uniforme, l’effet Kerr génère un profil d’indice de réfraction qui se comporte comme une lentille convergente ou « lentille de Kerr » dont la distance focale dépend de l’intensité.

On va faire simple : une fois ionisée, la portion de l’atmosphère concernée est transformée temporairement en une structure proche d’une lentille, permettant soit d’amplifier, soit de dévier le trajet des ondes électromagnétiques (ondes lumineuses, mais aussi ondes radio). Le phénomène est évidemment réversible. C’est un peu ce que l’on voit dans le cas d’un mirage, où l’air chaud qui monte réfracte la lumière et permet de dévier le trajet des rayons lumineux.

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L’idée de BAE, c’est d’utiliser ce phénomène afin de protéger les troupes au sol, les véhicules, navires ou même aéronefs d’une attaque par l’emploi d’une arme à énergie dirigée (laser à haute énergie par exemple). Ou de déclencher un laser à impulsion en haute altitude, et provoquer la création d’une lentille permettant d’observer les mouvements ennemis en amplifiant la lumière venant de la zone située en-dessous de la lentille. La vidéo ci-après présente le projet.

Et les concepteurs ne sont pas des doux rêveurs puisqu’ils travaillent avec le Science and Technology Facilities Council britannique, le laboratoire Rutherford Appleton et la société LumOptica.

Evidemment, ce n’est pas pour demain : un tel système, dans sa pleine capacité opérationnelle, est envisageable dans un délai d’une cinquantaine d’années. Mais nul doute que ce développement pourra être accéléré si les armes à énergie dirigée se démocratisent au point de devenir une menace réelle et prégnante. Ou si quelqu’un s’avise de construire l’Etoile Noire (ou blonde, sic), on ne sait jamais…

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Si vous êtes un lecteur assidu (ce que j’espère :-)) de ce blog, vous constatez que j’y parle souvent de la DARPA, l’agence Américaine des projets de défense avancés (Defence Advanced Research Projects Agency). Dotée d’un petit budget de 3 milliards de dollars (autant que le programme français de dissuasion nucléaire !), cette agence a pour objectif de prévenir toute surprise stratégique. Je vous rappelle d’ailleurs l’excellente conférence d’une ex directrice de la DARPA, qui explique fort bien la philosophie de l’agence.

Je vous conseille aussi, par ailleurs, cet excellent livre de Michael Belfiore, sur le même sujet.

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Aujourd’hui, après le Japon et avant la Corée du Sud, la Chine souhaite crée sa propre version de la DARPA. L’initiative rentre dans la logique du président Chinois Xi Jinping, qui a lancé un vaste programme de réorganisation de l’armée chinoise. Rappelons que le budget de la défense Chinois est d’environ 150 milliards de dollars (en augmentation de 7 à 8% d’après les prévisions). Nul ne sait aujourd’hui de combien sera dotée la nouvelle agence. Celle-ci sera gérée par un comité spécial (dont le nom peut être transcrit par « junweikejiwei »), dirigé par le physicien et académicien des sciences Liu Guozhi, un spécialiste du domaine des micro-ondes.

Les thématiques qui pourraient être abordées par cette nouvelle agence sont sans doute connexes aux projets qui ont déjà suscité l’intérêt des hackers officiels chinois (c’est un secret de Polichinelle), comme le programme F35, l’arme Laser du USS Ponce, ou le drone Global Hawk (autant de programmes dont on sait que la sécurité – aux dire du Pentagone – a été compromise).

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Reste encore à savoir comment cette agence (dont la date d’entrée en service n’a pas été divulguée) pourra fonctionner. Car la DARPA américaine lance bon nombre d’initiatives de crowdsourcing, ou de collaboration ouverte par Internet, comme par exemple le forum Wait, What? A Future Technology Forum ou encore l’appel à idées pour le futur engin blindé de combat amphibie (ci-dessous, le design de l’équipe victorieuse, qui a au passage empoché 1 million de dollars).

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Un mode de fonctionnement aux antipodes des habitudes du gouvernement chinois. A moins qu’une nouvelle révolution culturelle ne soit en marche…

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Décidément, alors que sort la bande-annonce du futur opus de StarWars, le laser n’a jamais été aussi présent dans le domaine de l’innovation technologique de défense. Oublions les canons lasers pour détruire les drones (quoique) précédemment décrits dans ce blog, je reviens cette semaine sur deux informations provenant, comme à l’habitude, d’outre-Atlantique.

En premier lieu, l’US Army  (AMRDEC : U.S. Army Aviation and Missile Research Development and Engineering Center) et l’US Air Force (Air Combat Command et Redstone Test Center) ont annoncé un partenariat en vue de développer des véhicules type MRAP – Mine Resistant Ambush Protected – résistants aux mines et engins explosifs improvisés, dotés d’armes laser de déminage. L’idée est ainsi d’intégrer un Laser développé par l’Air Force (Zeus III) sur un MRAP de type Cougar (voir ci-dessous), afin de faire détoner à distance des bombes enterrées à 300m de distance.

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La problématique se pose typiquement dans le cas du « nettoyage » de pistes d’atterrissages minées, ou contaminées par des explosifs artisanaux, ou par des bombes non explosées. Avec l’engin baptisé RADBO (Recovery of Airbase Denied by Ordinance), il devient possible d’accélérer le nettoyage de telles zones. Pour ce faire, le RADBO dispose de deux alternateurs afin de procurer une intensité de 1100 ampères, suffisante pour faire fonctionner le laser. Ce dernier est placé sur un bras manipulateur permettant à l’équipage de manier le laser en restant à l’abri dans le véhicule. Une décharge du laser est capable de faire détoner 25 kg d’explosif.

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Le prototype ayant été jugé efficace, une première commande de 14 RADBO a été engagée.

La seconde annonce a été quant à elle réalisée par l’US Air Force, qui annonce vouloir déployer des armes laser sur l’ensemble de ses avions de combat d’ici…2020. Ces « pods à énergie dirigée » permettraient de neutraliser des missiles, des drones, et, ne nous en cachons pas, d’autres avions.

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Un premier candidat a été développé par la société General Atomics (connue pour ses drones PREDATOR et REAPER). Il s’agit du laser HELLADS (High Energy Liquid Laser Area Defense System), un laser de 150kW miniaturisé (moins de 5kg par kW, pour un volume de 3m cubes). Il s’agit d’un laser dit liquide, car à la différence des autres lasers utilisant des milieux solides, le faisceau passe à travers des couches de céramique baignées dans un liquide refroidissant circulant rapidement. Cela permet d’éviter le principal problème des lasers solides : la surchauffe qui oblige à tirer des impulsions laser. Le laser liquide permet quant à lui de générer des faisceaux continus sans surchauffe. La technologie précise est gardée confidentielle : General Atomics parle de « ThinZag Ceramic solid-state laser technology » (comprenne qui pourra).

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Une ambition certaine, mais qui pourrait connaître des décalages, car la DARPA n’envisage pas la généralisation de ces technologies avant…2030. Pour la sortie du 12e épisode de StarWars , sans doute…

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La société Raytheon a développé un mini-missile à guidage laser destiné à équiper les fantassins et les forces spéciales. Le missile Pike, son petit nom, mesure 43 cm de long pour un calibre de 40mm, et pèse moins de 900g. Tiré par un lance-grenade monté sur une arme automatique comme le M320, il peut atteindre une cible à 2km de distance (cette dernière devant être illuminée par un laser).

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Bien plus compact qu’un missile Javelin, le Pike possède néanmoins une tête explosive à fragmentation, suffisante pour un emploi dans un contexte de guérilla urbaine. L’innovation réside dans la miniaturisation de l’électronique embarquée du Pike mais aussi dans son comportement.

Il est en effet possible de lancer le missile en tir balistique, et de n’illuminer la cible qu’après le missile tiré. Une fois lancé, le Pike cherche en effet la réflexion du laser, et s’oriente de manière autonome en fonction de cette détection. Selon Raytheon, le missile n’émet pas de fumée en vol, pour accroître sa discrétion. L’innovation réside également dans la protection de cette électronique embarquée dans un si petit format, puisque celle-ci doit subir sans dommages des accélérations impressionnantes en une fraction de seconde. Pas évident en termes d’ingénierie.

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Ce missile a été présenté lors de l’exposition AUSA à Washington ces derniers jours ; la société Raytheon a annoncé que le missile Pike avait été testé avec succès en conditions opérationnelles. Une version future devrait voir le jour, en particulier capable d’être tirée depuis un drone.

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Il y a de cela quelques mois, le sujet des survols de sites sensibles ou urbains par des drones non identifiés posait le problème de leur détection et de leur neutralisation (par brouillage ou tir) – des solutions seront d’ailleurs bientôt dévoilées par les industriels français. Boeing a pris les devants en dévoilant récemment une solution de canon laser « low cost », le CLWS pour Compact Laser Weapon System.

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L’idée est ainsi de disposer d’un système portable constitué d’un laser invisible à énergie dirigée (2kW) capable de perforer un drone aérien en moins de 15 secondes. Le système est compact (il est transportable dans un coffre de voiture), et ne nécessite deux techniciens pour l’installer et un opérateur pour le contrôler – il est opérationnel en quelques minutes une fois branché sur une simple prise de 220V.

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L’opérateur contrôle le système à l’aide… d’une manette de XBOX 360 (ce qui rend aisé le remplacement de matériel défectueux). Une fois la cible présente dans la zone de détection du radar intégré dans le CWLS (a priori un rayon de 40km), le système passe en mode automatique pour réaliser un suivi de cible. Le ciblage est suffisamment précis pour viser un point donné sur le drone (structure, aile, charge utile..) comme le montre la vidéo ci-dessous.

Boeing avait déjà dévoilé un démonstrateur de ce concept : le High Energy Laser Mobile Demonstrator (HEL MD) destiné à équiper des véhicules de l’US Army. Le laser CWLS est également capable, in fine, de fonctionner sur un porteur mobile, fournissant ainsi une solution intéressante pour la protection de sites étendus.

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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).

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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.

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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

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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.

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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).

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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.