lundi 18 mars 2019

Marine Nationale - A propos de drones aériens embarqués d'ici 2030

NB : Les informations rapportées et les analyses développées dans cet article n'engagent que l'auteur du blog.

Au cours des derniers mois, le sujet des drones aériens embarquées au sein de la Marine Nationale a bénéficié de plusieurs mises en lumière au cours de différents événements (salon Euronaval 2018, annonces d'industriels au cours de l'année passée, etc.). Quelques idées reçues ont été déconstruites, des rappels ont été faits sur les contraintes pesant sur toute programmation de capacités, et quelques orientations ont été dévoilées pour les années à venir. Ce fût notamment le cas lors des présentations et des discussions permises par les comités Marine, et Aéronautique et Espace des Jeunes de l’IHEDN (nouveau nom choisi, plus marquant, que ANAJ-IHEDN) le 14 mars 2019.

De ces différentes sources d'informations, les grandes lignes de la feuille de route de la Marine nationale sur les drones aériens embarquées peuvent être esquissées autour de l'objectif : un drone (notamment aérien) par bâtiment et par sémaphore à l’horizon 2030. Pour le chef d'état-major de la Marine, l'objectif se décline selon le principe : "à grand bateau, grand drone, à petit bateau, petit drone" (notons l'absence de "s" à "drone"). Cela a été annoncé dans le plan stratégique MERCATOR d'une Marine nationale toujours "en pointe" à cet horizon temporel. Si le niveau d’ambition (prudent, donc atteignable) est là, la route pour y arriver n’en est pas moins complexe.
 
 
Drone type DRAACO (par AeroVironment) et opérateur du commando Kieffer sur une embarcation type ETRACO. Solution intérimaire en attendant l'arrivée des drones SMDM - Système de mini-drones pour la Marine (versant navale du SMDR) en 2020 (normalement).
Crédits : Marine Nationale.
 
De quoi s’agit-il ?

La vision de la Marine du "pourquoi faire ?" rejoint celle traditionnelle des autres milieux avec une utilité basée sur les "fameux" 3D : remplir les missions "Dull, Dirty, and Dangerous". Différents segments (selon des critères de taille, d'allonge, d'endurance et de survivabilité) sont donc construits : micro/mini-drones, drones VTOL tactiques, drones longue endurance et drones de combat. Les drones permettront d'assurer une persistance pour acquérir et maintenir une supériorité informationnelle. En faisant mieux et plus longtemps que d’autres capacités, notamment actuelles. Tout cela en opérant dans un milieu aéromaritime naturellement complexe et parfois dangereux (corrosion, vents, roulis, etc.). A en croire les différents échos, ce nécessaire besoin en supériorité informationnelle dépasse pour le moment les autres capacités possibles, notamment l’armement cinétique qui n'est pas à l’ordre du jour (à court terme), ou les capacités de ravitaillement en vol.
 
Au final, 2 idées reçues à déconstruire ont plusieurs fois rapportées :
  • L'utilisation des drones permet de gagner en ressources humaines. Les systèmes actuels (porteurs et environnement autour : opérateurs, commandement, traitement des données, maintenance, etc.) ne le permettent pas. Depuis l'entrée en service en 2014 des MQ-9 Reaper, les retours d’expérience de l’escadron de drones 1/33 Belfort de l’armée de l’Air montrent par les chiffres que la tenue des astreintes sur la longue durée conduit plutôt à une augmentation des RH. Sans briques d’Intelligence Artificielle (IA) pour soulager l’homme dans certaines phases, une telle baisse ne sera pas obtenue, selon plusieurs interlocuteurs.
  • Les drones éloignent l’homme de la menace. Les drones ayant à court terme uniquement une capacité de soutien ou d’appui à l’intervention (par la conquête et/ou le maintien de la supériorité informationnelle), l’homme restera bien souvent dans la boucle pour "le geste final" (délivrer l'armement notamment, ou certaines capacités bien précises comme le largage de chaines SAR pour le sauvetage en mer, notamment en conditions dégradées). Geste qui est le plus au contact de la menace, ou le plus risqué. 

Une montée en puissance progressive sur tous les segments à la fois

Avec des drones aériens embarqués pensés comme en complémentarité et non en remplacement de capacités actuelles, il s’agit d’assurer une montée en puissance progressive, sans dupliquer (un choix qui serait "hors de prix") mais bien en apportant un plus. Or cette montée en puissance a un coût, "non négligeable", qui oblige logiquement à faire des choix et donner des priorités. Pour la Marine, il s’agit donc de profiter de l’opportunité de capacités en cours de renouvellement (par exemple dans le domaine de la patrouille et de la surveillance maritime notamment, avec le Maritime Airborne Warfare Systems à horizon 2030 dans le cadre de la lettre d'intention franco-allemande) pour adjoindre l'apport des drones à la réflexion capacitaire et l'approche par système de systèmes.
  
Il s'agit de rattraper "10 ans de retard" (sic). Un retard en partie dû selon certains aux spécificités du milieu maritime qui a conduit "à des déconvenues lors des emplois de solutions existantes non prévues pour un tel milieu"; Et donc à une non utilisation possible point par point des systèmes commandés ou employés dans les autres milieux. Cela est notamment causé par la concentration sans commune mesure d’émissions électromagnétiques sur les plateformes (bateaux) de décollage et d’atterrissage des drones qui complexifient leur intégration. Avec, par exemple, des réflexions menées sur l’opportunité de débrancher temporairement certaines sources d’émissions pour faciliter ces manœuvres, solution uniquement possible dans certains contextes non-permissifs mais pas dans d’autres. De plus, l’absence en France de grands espaces aériens dédiés aux tests (disponibles longtemps et facilement réservables), sans habitants en-dessous, n’a pas facilité le développement des solutions matures technologiquement et certifiées, contrairement aux Etats-Unis.

 
Une (autre) vision des + et des - apportés par les systèmes sans pilote, selon Fincantieri (salon Euronaval 2018).
 
Au final, une différence de 10 ans en moyenne est relevable entre chaque programme de drones aériens orienté "terre" et celui orienté "aéromaritime", le dernier devant à chaque fois être dissocié de son contemporain terrestre pour des raisons techniques, et décalé pour des raisons budgétaires. La Marine semblant mettre plutôt la priorité sur le renouvellement des coques, que des systèmes associés. C’est le cas du SDT (système de drones tactiques) par rapport au futur SDAM (système de drone aérien pour la Marine). Ainsi, selon un officiel, "il n’était pas soutenable d’imposer en interarmées à la fois les coques à renouveler et les programmes spécifiques". Une rationalisation des besoins, poussée notamment par la DGA, est donc un exercice permanent… et complexe, notamment face à la profusion attractive pour les futurs utilisateurs de l’offre.

 Selon les documents de programmation, les grandes programmes seront donc :
  • MALE - Surveillance maritime sur les théâtres d’opération ; 
  • SDAM - Maîtrise de la situation tactique et appui des interventions dans la profondeur ; 
  • MAME FS Mer - Soutien de zone dans la durée au profit des forces spéciales ;
  • Mini-drones SMDM - Maîtrise de la situation autour du bâtiment et appui des interventions ;
  • Micro-drones aériens - Surveillance et appui des équipes en intervention (potentiellement un programme appelé SDTL-FS) ;
  • Black Hornet - Appui rapproché au profit des forces spéciales.

Des solutions intérimaires pour le segment haut ?

Ainsi pour le haut du spectre (les drones longue endurance autour de 1.000 nautiques ou les drones de combat autour de 100 à 300 nautiques), l'horizon 2030 du plan Mercator sera celui du SCAF (système de combat aérien du futur) en version maritime et embarquée sur porte-avions. Ainsi que l'Euromale navalisé pleinement opérationnel à cette date, pour compléter les avions de surveillance et d'aviation maritime (programme AVISMAR). Le programme du MALE européen, dans la gamme des 11 tonnes et des plus de 24H d’autonomie, avec une grande allonge et une grande endurance, est présenté comme "lancé d’ici la fin d’année" à la suite des travaux de définition en cours (donc pas forcément au moment du Bourget 2019 en juin). Les premières livraisons du MALE européen dans les forces sont attendues en 2026/2027, et d’ici là, "il cela sera long d’attendre" conviennent certains.

 
Des solutions dites intérimaires devront donc être trouvées face à une réduction temporaire de capacité (RTC) de la surveillance aéromaritime des eaux territoriales estimée actuellement à 30%. Pour la combler et mener des expérimentations, plusieurs solutions sont annoncées comme étudiées dont les pseudo-satellites à haute-altitude (HAPS), des radars à terre HF, des offres de services basées sur des constellations de satellites civils, des avions de mission, etc. Mais également le suivi d’expérimentations actuelles comme le programme européen OCEAN 2020 (présentation ici) avec des vols du drone Patroller de Safran navalisé (avec un radar de surveillance maritime, une boule EO/IR Euroflir, une liaison de données dédiée et un centre de commandement spécifique). Un drone à terme éventuellement armé (possibilité mentionnée par certains, alors que MBDA participe au programme OCEAN 2020 et pourrait proposer une version allongée air-sol ou air-surface de son Missile Moyenne Portée MMP, ou avec le futur missile antinavire léger ANL), bien cela ne soit pas la priorité pour le moment. Un vol d'expérimentation est annoncé en novembre 2019 en Méditerranée et un en mer Baltique en septembre 2020 lors d’exercices d’ampleur (type exercice FANAL), pour travailler la combinaison avec d’autres drones : aériens, sous-marins et de surface, et l'intégration au CMS des navires et aux centres d’opérations. Sont ainsi annoncés des drones comme l'AW-Hero italien, le DEDAVE allemand, l'OceanScan portugais, le MAST britannique, le Sea Wasp sudédois… L'autre expérimentation est suivie est celle avec le drone Skeldar V-200 pour l’Agence européenne de la sécurité maritime - EMSA (avec des vols prévus d'ici quelques mois au-dessus de la Manche, à croire ce NOTAM), ou avec le drone Tekever AR5.


Et d’ici là (en l'absence de drones MALE disponibles au sein des armées pour des expérimentations, la définition de doctrine ou de concepts d’emploi, etc.), des solutions intérimaires plus exotiques pourraient être étudiées, voir choisies, comme l'emploi du Sea Guardian (version navale du MQ-9 Reaper) de General Atomics, présenté comme "très haut du spectre avec ses capacités", mais qui avec ses quasi 6 millions d’heures de vol est "plus qu’intéressant" en terme de maturité. Alors même qu’aujourd’hui, pour ce segment précis des drones de théâtres, les solutions MALE depuis la mer ne sont pas à l’ordre du jour à horizon court/moyen terme, mais bien uniquement depuis la terre. Après tout, la base aérienne 709 de Cognac et la future 33ème ESRA - Escadre de Surveillance, de Reconnaissance et d’Attaque, doté possiblement d'un Escadron de Drones (notamment armés, d'où le "Attaque"), un de Maintenance, et un de Formation, ne sont pas si loin de l’océan. La façade atlantique pourrait ainsi être couverte depuis là, ou du moins, l'insertion de marins en son sein pourrait permettre de défricher certains concepts d'emploi et préparer les futurs entrées en service (qu'importe les plateformes finalement retenues). Cela permettrait d'attendre l’éventuelle cohabitation des avions de mission et des drones MALE à Lann-Bihoué ou à Istres dans le cadre du programme MAWS visant à établir la situation tactique sur une zone maritime étendue. Cela ferait de plus émerger une filière de spécialistes, un des grands enjeux des futurs mois au sein de la Marine. L'annonce par le chef d'état-major de la Marine de la création en 2019 d'une école de formation dédiée aux drones maritimes devrait elle-aussi répondre en partie à ce besoin.

De l’intérêt du VTOL, et du SDAM en particulier
 
L’une des contraintes majeures à bord des navires est actuellement la place, place comptée, où le drone, avec un cout d’exploitation moindre à l’heure de vol, ne remplace pas l’hélicoptère embarqué, mais doit cohabiter avec lui notamment dans le hangar hélicoptère. Le drone doit donc rentrer dans ce hangar sans gêner la tenue d’astreinte de l’hélicoptère embarqué, ni gêner sa maintenance. Le compromis choisi, par rapport à la taille des bateaux français et des besoins, est donc celui de la gamme 100 nautiques et de 10H d’endurance environ. La priorité donnée au VTOL s’est faite naturellement, notamment avec une charge utile transportable supérieure à celle d'un système à voilure fixe pour une masse équivalente, et surtout avec une récupération simplifiée (bien que pas simple). La charge utile transportable par cette gamme a permis de rechercher des capacités multi-capteurs dès le début, contrairement aux mini- et micro-drones ci-dessous, eux mono-capteurs généralement. 

Depuis 2012 et jusqu'à aujourd'hui, sont donc menées des expérimentations et des évaluations technico-opérationnelles de déverminage ou levée de risques. La Marine vise "plus loin" que l’actuelle capacité à base de Camcopter S-100 de l’entreprise autrichienne Schiebel (qui est plutôt un mono-capteur 10" EO/IR). Un drone jugé utile (et embarqué sur PHA/BPC depuis 2017) mais court sur pattes (masse maximale à 200 kg avec une charge utile de 50 kg, un evitesse de patrouille à 60 kt et une endurance de 5H30). Le retour d'expérience (plus de 320 heures de vol et plus de 300 appontages) sur le patrouilleur Adroit et sur le BPC/PHA Dixumde (bientôt possible aussi sur le Tonnerre) a permis d'étudier notamment les vols combinés avec des hélicoptères et en présence d’hélicoptères (avec l'Alouette III notamment, comme quoi encore bien utile…), gérer les contraintes d'emploi d'intégration (physiques et fonctionnelles), et prouver qu’il contribue bien directement à la maîtrise de la situation maritime et qu'il constitue un moyen d’appui aux opérations amphibies, en renseignant sur les approches et le littoral. Il peut également être employé dans des missions de surveillance et de protection, permettant de réserver l’emploi des hélicoptères embarqués à des missions plus complexes. Une capacité intérimaire (aidée par l'acquisition d'un second exemplaire permettant d'étudier la collaboration des vecteurs, un des angles encore à explorer) est attendue pour "mi-2019".

 
Vue d'artiste d'un SDAM + FDI et FREMM. Crédits : Airbus Helicopters.

Avec le programme SDAM basé sur le VSR-700 (Cabri G2 Gimbal / Airbus Helicopters / Naval Group), il s’agira bien d’une toute autre gamme. Une autonomie supérieure (10h à 80-100 nautiques) par rapport au Camcopter mais avec une charge utile plus importante (de l’ordre de 150 kg, et jusqu’à 200 kg)., pour une vitesse de croisière de l'ordre de 90 kt Ou encore un appontage automatique visé. Dans le cadre d'une étude de levée de risques menée depuis fin 2017, des essais à terre sont actuellement menés (et un 1er vol autonome a été réalisé en fin d'année 2018) puis ensuite à la mer, sur une FREMM, la première classe de navire d’entrée en service. La LPM 2019-2025 a néanmoins "donné un petit coup d’arrêt" reconnaissent plusieurs personnes interrogées, avec le décalage de l’entrée en service de 2023 à 2028. Un démonstrateur du système complet à base de VSR 700 dans un environnement représentatif est attendu pour 2021. Et une première capacité opérationnelle (PCO) est toujours possible, si les financements suivent, en 2023. Nul doute que la clause de revoyure prévue en 2021 sera l’occasion de tenter de faire glisser plus à gauche de la frise ces échéances… En effet, le SDAM étant prévu initialement sur les FTI (devenues FDI - frégates de défense et d'intervention). Il s’agira de faire re-coïncider les financements de ce programme avec l'entrée en service de cette classe. Et au final, permettre une présence du SDAM sur les frégates de 1er rang (FREMM/FDA), les PHA (anciens BPC) et les patrouilleurs océaniques (Métropole et Outre-Mer). Sur la FREMM, le SDAM pourrait être embarqué (au moins) à 2 exemplaires en plus d’un hélicoptère NH-90, mais également à 2 exemplaires sur la future FTI avec l'hélicoptère embarqué (potentiellement le H160). Avec des capteurs à base de boules optroniques multi gammes, des radars de surveillance possibles, potentiellement de la guerre électronique, et une capacité de relai de communication (notamment pour des embarcations au loin), un spectre large de capacités est rapidement atteignables. Des ambitions présentées comme "hautes" sont encore à atteindre en termes de couts d’exploitation.  Cela sera au final une des garanties permettant à tout moment à la frégate de délivrer une arme à sa portée maximale avec une supériorité informationnelle acquise.

Les hélicoptères embarqués resteront destinés pour la partie "intervention", avec un armement plus varié. La lutte anti-sous-marine (ASM) et notamment l'usage des sonars mouillés n’étant pas atteignables à court terme sur les drones de moins de 4 tonnes, selon des industriels, et le largage de bouées passives/actives pas encore la priorité des priorités (tout comme le largage de chaine SAR), même si certains proposent à un tel emport, notamment les nouvelles bouées acoustiques en réseau (SonoFlash) de la filière française. C’est donc uniquement la partie renseignement/surveillance qui est recherchée, avec à court terme du bi-senseur : boule 15" EO/IR + radar. 2 VSR-700 permettront de tenir une situation à jour 24/24 à 100 nautiques en se relevant. Et des gains seront obtenus avec l’emploi du même carburant que les hélicoptères (Jet A1).

 
En poussant au développement du SDAM, il s’agit pour la DGA et la Marine nationale d’orienter vers "un choix médian, non encore couvert par les solutions actuelles, où il faut néanmoins se dépêcher de percer et de créer cette filière française industrielle pour espérer prendre des parts à l’export", concède un des acteurs. Au-dessus, les hélicoptères dronisés sont nettement plus lourds et imposants (l’éternelle question de la place disponible revient donc), et en-dessous, la charge utile est nettement plus limitée. Consommant 3 à 5 fois moins qu’un FireScout américain (grâce à son moteur diesel plus économique que la turbine et permettant donc, avec l’économie en carburant, de plus emporter en charge utile), le SDAM devrait offrir la même performance mais en pesant 4 fois moins, résume un des industriels concernés.

Des drones de contact "jetables" ? Vaste débat...
 
Parmi une offre pléthorique, notamment sur le segments des drones de moins de 20 kg (segment considéré comme régulé par le marché sans besoin d'une importante stimulation publique), les choix répondent aussi à un équilibre complexe entre : valeur opérationnelle / coût / résilience et fiabilité. En intégrant selon certains la notion de "drones perdables", même si elle est difficile à objectiver. Une variable d’ailleurs source d’intenses débats à 1ère vue entre opérationnels et DGA. Certains doutant de son intérêt et de sa soutenabilité. La France vise néanmoins des drones récupérables sur des bâtiments, petits, de 50 mètres là où les Américains, par exemple, mettraient les mêmes sur des bâtiments bien plus gros, et moins sensibles à certaines contraintes physiques (roulis, niveau de mer, etc.) facilitant la récupération. 
 
Pour les drones de contact, l’objectif est de ne pas avoir de personnels dédiés en plus, mais d’avoir besoin uniquement de l’équipage présent. Et cela avec des drones plutôt mono senseurs (electro optiques et infra-rouge), où la facilité d’emploi est recherchée. Une résilience faible face au déni de communication et un emploi du GPS (et demain Galileo) en version civile, sans centrale inertielle, sera à court terme la norme. Il s’agira généralement de propulsion électrique pour les gammes 8 kg et 1h30 d’autonomie (celles des commandos, par exemple), et thermique pour les gammes au-dessus. Au-delà de 3 à 4h d’autonomie, l’électrique reste complexe à garantir (question de batteries), bien que moins complexe à maintenir. C’est le cas du programme SMDM - Système de mini-drone marine  (un drone de moins de 25 kg, 30 km et 3h d'autonomie), pour un drone à faible empreinte (physique, RH, et logistique). Des produits similaires sont déjà en service au sein des commandos. Pour les bâtiments de surface, le besoin en SMDM est considéré comme "urgent" (avec un objectif en 2020), afin de reconnaître et identifier des contacts détectés par le navire porteur, soutenir des actions tactiques par une tenue de contact discrète, le recueil de renseignement ou la désignation. D'ici là, des expérimentations avec le drone Dvf 2000 (de Survey Copter) seront encore menées en 2019 sur des patrouilleurs hauturiers type A69, après celles de 2014. cela permettra d’avoir au final une situation de surface maitrisée pour la reconnaissance et l’identification (missions NARCOPS, FS, AEM, etc.). Les premières livraisons du SMDR aux forces terrestres cette année devraient également apporter des enseignements dans ce segment.
 
 
Plusieurs récupérations en mode automatique via filet vertical, et par mer 3, ont été réalisées en 2014 sur le Commandant Bouan. Crédits : Marine Nationale.
 
Les autres bâtiments (en dessous des patrouilleurs océaniques) devraient mettre quant à eux en œuvre des mini-drones de moins de 25 kg, comme des jumelles déportées (mais drones opérés hors de la vue généralement, d’où des difficultés en termes de certification parfois, cf. ci-dessous). Ou encore des nano-drones, discrets pour les forces spéciales, pour la reconnaissance en espaces confinés, pour la protection des emprises (PRODEF), le soutien aux pompiers, la lutte contre la pollution, etc. Pour le drone par sémaphore annoncé par le plan MERCATOR, les informations manquent.

En plus du DRAACO (7 kg, 15 km et 3h d'autonomie) actuellement utilisé par les commandos en opérations depuis la terre ou lancé à la main depuis une embarcation (ECUME, ETRACO, etc.), le commando Kieffer (forces spéciales) a ainsi été appelé pour d'autres moyens. Cela a été le cas lors de la collision du 7 octobre dernier entre le roulier tunisien Ulysse et le porte-conteneurs chypriote CLS Virginia au nord du Cap Corse pour apporter une aide avec un quadricopter pour de la lutte anti-pollution (illustration ci-dessous). L’envoi d’une capacité similaire était en cours de réflexion dans le cadre de la lutte contre la pollution du ro-ro Grande America au large de la Charente-Maritime. L’appui de drones, en environnement NRBC-E, pouvant aussi pleinement se justifier en cas d’incendies à bord, les vapeurs chimiques d’un chimiquier en feu limitant, par exemple, la reconnaissance par un hélicoptère et son équipage non protégé.

Des efforts multi-segments en cours 
 
Parmi les axes d’efforts énoncés, il faut noter :
  • Des efforts sur les tuyaux, avec des liaisons de données sécurisées et à longue portée, mais également en pensant les systèmes dans leur globalité en termes de sécurité (quid des bibliothèques de signatures en guerre électronique embarquées dans des drones en cas de crash, par exemple ?)
  • Des efforts à faire dans le domaine de certification ("défi plus important que l’aspect technique", selon certains), avec des contraintes fortes en navigabilité et pour les certifications de Type. Il s’agit de viser et obtenir  moins de 1 élément catastrophique par million d’heures de vol comme risque acceptable ; 
  • Avec comme point lié, la suivi de la navigabilité en environnement sensible (avec population présente) comme non sensible (sans population présente) dès lors qu’il y a une modernisation ou une modification des systèmes des drones (maintenance, ajout de capteurs, etc.) ;
  • Passer, dans le cadre d'études au sein de l'Agence européenne de Défense, du "sense and avoid" à "detect and avoid" pour une insertion sécurisée dans la circulation aérienne générale, tout en miniaturisation tout cela et gagnant une autonomisation des capteurs en vol (en mode coopératif à base d'interrogateur ou d'ADSB, et non coopératif sur des senseurs) ;
  • Et bien d'autres défis techniques : autonomie décisionnelle (traitement automatisé des données-capteurs pour réduire la charge des opérateurs), miniaturisation des capteurs, capacités des batteries, apport des convertibles (fixes / tournantes), modes de propulsion...

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