De nouvelles procédures radar pour la détection de drones testées lors d’une campagne de recherche de l’OTAN
armasuisse Science et Technologies a pu obtenir de précieuses données de test avec son réseau de senseurs « miniCODIR » dans le cadre de l’exercice TIE’23 de l’OTAN. Les mesures se sont concentrées sur la détection et la classification des drones et des essaims de drones dans des scénarios difficiles. En particulier, des largages de charges utiles, comme des grenades, ont été simulés.
Roland Oechslin et Alexander Stettler, domaine spécialisé Analyse sensorielle, et Peter Wellig, département Gestion de la recherche et recherche opérationnelle, domaine de compétence Science et technologies
L’échange international de connaissances et la collaboration dans le cadre de la Science & Technology Organization (STO) de l’OTAN permettent d'élargir continuellement les connaissances. Ces compétences sont intégrées dans les projets d’acquisition actuels de défense contre les drones et contribuent ainsi à la sécurité de la Suisse.
En septembre, le Technical Interoperability Excercise 2023, ou TIE’23, a eu lieu aux Pays-Bas. Des senseurs C-UAV (Counter Unmanned Aerial Vehicles), des effecteurs et des systèmes C2 d’une cinquantaine de fabricants ont ainsi été testés ensemble. L’accent a été mis sur l’interopérabilité, c’est-à-dire la coopération et l’interaction entre les systèmes de différents fabricants.
C-UAV
Le terme « drone » est l’appellation courante d’un aéronef sans occupants (en anglais : UAV - Unmanned aerial vehicle). Il désigne à la fois les petits drones amateurs et les grands drones militaires.
Pendant la phase de mise en place au cours de la semaine 37, le groupe de recherche SET-307 du STO de l’OTAN a été autorisé à utiliser l’infrastructure du TIE’23. Des drones et des pilotes étaient notamment disponibles pour mesurer des scénarios complexes avec leurs systèmes radar expérimentaux et obtenir ainsi des données et des expériences importantes pour la recherche et le développement.
SET-307
Le panel Sensors and Electronics Technology (SET) pilote un certain nombre de groupes de recherche portant sur les communications et les senseurs liés à la défense. Ces groupes sont composés d’experts du milieu académique, des instituts de recherche militaires et de l’industrie. Le groupe SET-307 s’intéresse à de nouvelles méthodes radar pour la détection et la classification des drones dans des environnements complexes.
armasuisse S+T a profité de sa collaboration avec le groupe SET-307 pour enregistrer des données de vols de drones et d’essaims de drones dans différentes configurations, grâce à son réseau de senseurs « miniCODIR ». En particulier, des largages de charges utiles, comme des grenades, ont été simulés. Ces mesures seront analysées au cours des prochaines semaines à l’aide de différents algorithmes. L’accent est mis notamment sur l’analyse des lignes de modulation.
Lignes de modulation
Les lignes de modulation apparaissent lorsqu’un senseur radar détecte un objet avec des parties en rotation. Le signal radar diffusé contient une modulation périodique de l’amplitude, c’est-à-dire une fluctuation régulière qui peut être rendue visible à l’aide d’algorithmes. De cette manière, il est par exemple possible de caractériser et classifier des hélicoptères et des avions équipés de moteurs à hélice ou à réaction. Ou encore de distinguer les drones des oiseaux.
L’analyse des lignes de modulation doit permettre, outre la détection, une classification des drones. Les questions suivantes sont au cœur de ce projet :
- Peut-on distinguer et classer les différents types de drones ?
- Peut-on distinguer un drone avec charge d’un drone sans charge, en particulier dans un essaim ?
- Le largage d’une charge utile peut-il être détecté ?
- Est-il possible de détecter des manœuvres brusques, par exemple des changements de direction rapides, et d’aider ainsi le tracker ?
- Par rapport à un système monostatique, un radar bistatique (émetteur et récepteur séparés) peut-il apporter une valeur ajoutée pour la détection et la classification des drones ?
Outre les essais réalisés dans le cadre de SET-307, d’importantes suggestions ont pu être faites pour les futurs travaux de recherche au sein d’armasuisse S+T. Les résultats de ces essais sont présentés dans le tableau ci-dessous : l’interopérabilité entre les systèmes impliqués dans l’exercice TIE’23 repose essentiellement sur le protocole SAPIENT nouvellement développé (actuellement en cours d’élaboration pour devenir un standard OTAN). Celui-ci permet un échange de données relativement simple et indépendant du fabricant entre les systèmes de senseurs, d’effecteurs et C2 et peut être intégré dans des systèmes existants ou nouveaux avec relativement peu de moyens.
Ces mesures sur le TIE’23 doivent être considérées comme la prolongation d’activités comme celles ayant eu lieu à Bure en 2021 ou en Norvège en 2022, et sont coordonnées par le biais du programme de recherche Reconnaissance et surveillance. Dans ce cadre, les systèmes et les algorithmes existants sont développés et adaptés en fonction des questions actuelles. Les conclusions sont intégrées dans les projets d’acquisition pour la défense contre les drones.
