Brouilleur de drones et système de détection de drones

Le brouilleur et le système de détection de drones constituent un dispositif multifonctionnel anti-drones, composé de deux parties : la détection du drone, puis son blocage, la neutralisation de ses signaux et son atterrissage forcé. Les drones offrent de larges perspectives sur le marché. Les petits drones peuvent être largement utilisés dans des domaines tels que la photographie aérienne, la pulvérisation agricole, la prévention et l’atténuation des catastrophes, les opérations de recherche et de sauvetage, la surveillance du trafic, l’exploration des ressources, la cartographie aérienne, la surveillance des frontières, la détection météorologique, etc. Toutefois, le retard dans les méthodes de contrôle des drones a entraîné de nombreux incidents de “ vol illégal ” non surveillés et non imputables, rendant ainsi urgente la demande en systèmes de détection et de brouillage de drones. Dans des domaines tels que les aéroports militaires et civils, le soutien aux grands événements, les infrastructures critiques, les grands sites, les prisons ou la défense des frontières, la demande de systèmes anti-drones est particulièrement forte. Néanmoins, de nombreux défis persistent en matière de gestion et de contrôle des drones, et d’autres problèmes devront encore être étudiés et résolus à l’avenir.

1. Difficulté technique liée à la détection et à la lutte contre les drones.

1. Difficulté liée à la technologie de détection des drones

Le radar de détection de drones constitue le moyen principal pour détecter les cibles aériennes, mais les drones sont des cibles typiques volant à basse altitude, à faible vitesse et de petite taille (désignées collectivement sous le terme de “ basses, lentes et petites ”). Le qualificatif “ basse, lente et petite ” désigne l’ensemble des petits aéronefs et objets embarqués possédant les caractéristiques suivantes : vol à basse altitude, vitesse de vol réduite, difficulté de détection et de localisation. Ces drones “ basses, lentes et petites ” sont peu coûteux, faciles à piloter, légers et aisément accessibles. Ils disposent également d’une excellente capacité de décollage, ce qui les rend difficiles à détecter et à neutraliser. Ils peuvent donc facilement être détournés à des fins malveillantes, telles que le transport d’explosifs, la dispersion d’agents biochimiques ou la distribution de tracts.

Les caractéristiques des cibles “ basses, lentes et petites ” déterminent les difficultés suivantes dans la détection des drones : premièrement, la caractéristique “ basse ” entraîne une interférence importante due aux parasites de fond, tels que les parasites au sol ; deuxièmement, la caractéristique “ lente ” exige que le radar possède de bonnes performances de détection à faible vitesse ; enfin, la caractéristique “ petite ” implique une sensibilité et une stabilité accrues du radar. Par conséquent, les radars traditionnels ne sont pas performants face aux drones et ne répondent même pas aux exigences d’usage. Il est donc nécessaire de développer des radars spécialisés pour la détection des drones.

La surveillance des signaux radio, le suivi et l’identification électro-optiques, ainsi que la surveillance acoustique constituent également des moyens complémentaires de détection et de suivi des drones. Ces méthodes de détection font donc également face à d’importants défis.

1.2 Difficultés techniques liées aux brouilleurs de drones

Une fois le drone détecté et identifié, de nombreuses difficultés techniques subsistent encore en matière de contre-drone. Si l’on recourt au brouillage électromagnétique, les contraintes environnementales sont relativement strictes et ce brouillage peut provoquer des interférences simultanées sur l’environnement électromagnétique environnant ; si l’on utilise des méthodes destructrices telles que le laser, cela engendre des risques secondaires pour la sécurité au sol et n’est donc pas adapté aux environnements urbains ; si l’on emploie des méthodes telles que le détournement de signaux radio, celles-ci ne s’appliquent qu’à certains drones dont les protocoles ont déjà été craqués. Ainsi, la neutralisation des drones après leur détection constitue également un défi majeur.

2 Technologies clés et analyse de la détection des drones.

2.1 Technologies clés pour la détection des drones
La détection et l’identification des drones constituent une technologie d’application pluridisciplinaire complète, c’est-à-dire qu’elles reposent sur une ou plusieurs technologies telles que la détection radar, la surveillance des signaux radio, le suivi et l’identification électro-optiques, la surveillance acoustique, etc., afin de détecter, suivre et identifier les drones. À ce jour, plusieurs technologies permettent déjà de réaliser la détection et l’identification des drones. Les méthodes techniques connues, tant au niveau national qu’international, sont les suivantes.

2.1.1 Détection radar
La détection radar consiste à détecter et localiser un drone à l’aide d’un système radar émettant des ondes électromagnétiques et exploitant le principe de réflexion de ces ondes par le corps du drone [4]. En recevant et en analysant les ondes radar réfléchies, il est possible d’obtenir des informations sur la distance, l’altitude, l’azimut et la vitesse de la cible. En raison des caractéristiques “ bas, lent et petit ” des drones, les radars traditionnels présentent des performances médiocres en matière de détection. Ces dernières années, certains radars nouveaux, spécifiquement conçus pour la détection des drones, ont réalisé des avancées notables dans les domaines de la conception des signaux radar, des algorithmes de traitement du signal et de la suppression des échos parasites provenant du sol, améliorant ainsi, dans une certaine mesure, les performances des radars dédiés à la détection des drones. Leur valeur pratique est donc accrue.

2.1.2 Surveillance des signaux radio
En général, pendant le vol, le système de commande de vol et le système de transmission vidéo des données du drone émettent tous deux des signaux radio. La surveillance des signaux radio consiste à analyser les caractéristiques spectrales des signaux de commande de vol et des signaux de transmission vidéo afin de détecter et d’identifier les drones. Parmi ces techniques, la technologie de détermination de direction à une seule station permet de surveiller et de calculer l’azimut du drone, tout en utilisant la puissance du signal reçu pour estimer approximativement sa distance ; quant à la technologie de localisation par différence de temps d’arrivée (TDOA) multi-station, elle permet de déterminer le délai de propagation du signal émis par la cible par rapport à plusieurs stations réceptrices, puis d’en déduire les coordonnées géographiques de cette dernière. En outre, en exploitant les “ empreintes radio ” spécifiques aux drones, il est possible d’établir des listes blanches et noires afin de gérer et contrôler les drones, ainsi que d’assurer leur identification précise et leur détection précoce.

2.1.3 Suivi et identification électro-optique
Il existe deux types principaux de technologies d’identification et de suivi électro-optique : l’identification et le suivi en lumière visible, et l’identification et le suivi infrarouge.

L’identification et le suivi en lumière visible utilisent des caméras fonctionnant dans le spectre visible pour détecter l’image vidéo du drone cible, permettant ainsi son identification, sa confirmation et son suivi. Cette technologie convient principalement à une utilisation diurne, son coût d’équipement est faible et son déploiement est très répandu.

L’identification et le suivi infrarouge reposent sur l’utilisation d’une caméra infrarouge pour détecter l’image infrarouge émise par le drone cible, puis procéder à son identification et à son suivi. En effet, tout objet dont la température dépasse le zéro absolu émet des rayons infrarouges ; or, durant le vol, la batterie et le moteur du drone génèrent de la chaleur, ce qui offre un champ d’application privilégié à cette technologie. Celle-ci peut être utilisée en continu, jour et nuit, mais son déploiement reste limité en raison de son coût élevé.

Le suivi par identification photoélectrique nécessite généralement l’orientation de méthodes de détection et de découverte. En tant que méthode de confirmation du suivi, il permet un suivi visuel de la cible et offre aux utilisateurs une observation intuitive de celle-ci. En outre, l’identification et le suivi photoélectriques peuvent identifier automatiquement la cible par des moyens d’imagerie, ce qui permet d’effectuer des analyses vidéo.

2.1.4 Surveillance acoustique
Lorsqu’un drone est en vol, la rotation à grande vitesse de ses hélices génère un certain niveau de bruit, et chaque type de drone possède des caractéristiques acoustiques distinctes. La surveillance acoustique consiste à capter, collecter et analyser ce bruit, puis à détecter les drones et à identifier leur modèle grâce à une correspondance intelligente avec les données contenues dans une base de caractéristiques vocales existante. En tant que méthode de surveillance passive, cette technologie offre une bonne discrétion. Par ailleurs, elle implique des coûts matériels faibles et présente donc une certaine compétitivité.

2.2 Analyse des technologies de détection de drones

2.2.1 Comparaison des technologies de détection

Les principes fondamentaux des technologies de détection décrits ci-dessus sont différents, et il existe également des différences en termes de maturité technologique, d’efficacité de détection, de scénarios d’application et de coûts. Le tableau 1 fournit une analyse complète des avantages et des inconvénients des principales technologies de détection de drones.

2.2.2 Application des technologies de détection
La détection par radar et la surveillance des signaux radio sont les méthodes de détection les plus répandues et les plus matures sur le marché. La maturité d’autres méthodes de détection (telles que la surveillance acoustique, etc.) doit encore être améliorée.

Du point de vue des caractéristiques techniques, les méthodes traditionnelles de détection individuelle ne peuvent pas traiter de manière entièrement autonome toutes les situations ni détecter les cibles de façon efficace et précise. L’approche actuelle dominante consiste à combiner plusieurs méthodes de détection. Certains systèmes disponibles sur le marché intègrent ainsi différentes méthodes de détection afin d’améliorer leurs capacités de détection. Par exemple, un système utilise le radar comme méthode de détection ; lorsqu’une cible suspecte de drone est détectée, le système sollicite automatiquement des équipements optoélectroniques pour effectuer une recherche et une confirmation complémentaires, tout en intégrant les informations provenant à la fois du radar et des équipements optoélectroniques, ce qui permet au système d’effectuer un positionnement en temps réel de haute précision de la cible. Selon le rapport d’analyse sur les fabricants de systèmes anti-drones publié par le Centre de recherche sur les drones du Bard College aux États-Unis [5], une analyse statistique a été réalisée sur les moyens techniques utilisés dans 323 systèmes dotés d’une fonction de détection de drones (voir figure 2). Les résultats montrent que les technologies de détection par radar et de surveillance des signaux radio présentent un taux d’utilisation relativement élevé, tandis que la technologie d’identification et de suivi optoélectronique est généralement employée comme moyen auxiliaire à la détection par radar et à la surveillance des signaux radio. En revanche, le taux d’utilisation de la technologie de surveillance acoustique reste faible en raison de ses propres limites. Lorsque deux méthodes sont combinées pour une détection globale, l’association entre détection par radar et identification et suivi optoélectronique constitue l’application dominante ; par ailleurs, la combinaison de la détection par radar, de la surveillance des signaux radio et de l’identification et du suivi optoélectronique représente également une association technique largement envisagée.

Pour les trois types de détecteurs et brouilleurs de drones, nous recommandons la détection de signaux radio, car elle présente un coût faible et de bonnes performances. Nous proposons un modèle de ce produit ; veuillez consulter ci-dessous. ;