Drone

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Boeing ScanEagle sur sa rampe de lancement

Un drone (« faux bourdon » en anglais), ou UAV (Unmanned Aerial Vehicle) est un aéronef sans pilote humain à bord, qui emporte une charge utile, destinée à des missions de type surveillance, de renseignement ou de combat. Ils sont en général utilisés au profit des forces armées ou de sécurité (police, douane, etc.) d'un État, mais peuvent avoir aussi des applications civiles. La charge utile du drone de combat ou UCAV (Unmanned Combat Aerial Vehicle) est une arme.

La taille et la masse (de quelques kilogrammes à plusieurs tonnes) sont fonction des capacités opérationnelles recherchées. Le pilotage automatique ou à partir du sol permet d'envisager des vols de très longue durée, de l'ordre de plusieurs dizaines d'heures.

Certains missiles non balistiques, en particulier les missiles de croisière, ont souvent l'apparence, sur le plan aérodynamique, des drones. La différence essentielle étant que le missile n'est pas réutilisable, il est détruit en fin de mission, alors que le drone est ramené à sa base.

Radioplane OQ-2A au musée de l'USAF

Définition

En anglais, le terme drone désigne d'abord et surtout un avion-cible. Un aéronef automatisé et le système associé de mise en œuvre sont aussi appelés UAV (Unmanned Aerial Vehicle, soit « véhicule aérien non piloté ») et de plus en plus souvent UAS (Unmanned Aerial System, « système d'aéronef(s) non piloté(s) »).

L’usage du mot drone pour décrire un véhicule ou robot terrestre, de surface ou sous-marins dotés d’autonomie est une particularité française. La classification américaine des mobiles autonomes sans pilote en UAV/UAS (unmanned air vehicle / unmanned aircraft system, véhicule/système aérien non piloté), USV/USS (surface), UUV/UUS (sous-marins), UGC/UGS (robots terrestres) est la plus généralement utilisée dans le monde.

L'antenne satellite d'un drone MQ-9 Reaper.

On parle de plus en plus souvent de « systèmes de drones ». En effet, le drone lui-même est le constituant d'un système qui est composé :

• d’un ou plusieurs vecteurs aériens équipés de capteurs de détection ;
• d’une ou plusieurs stations au sol de commande et de recueil des détections ;
• de liaisons radioélectriques de données entre le vecteur aérien et la partie au sol.

Le terme drone désigne la plupart du temps le seul vecteur aérien équipé.

La famille des drones comprend plusieurs catégories :

• les minidrones ;
• les drones tactiques, lents ou rapides, à voilure fixe ou tournante appelés TUAV (Tactical Unmanned Air Vehicle)^[1] ;
• les drones volant à moyenne altitude et de grande autonomie appelés MALE (Medium Altitude Long Endurance)^[2] ;
• les drones volant à haute altitude et de grande autonomie appelés HALE (High Altitude Long Endurance)^[3] ;
• les drones de combat, encore appelés UCAV (Unmanned Combat Air Vehicle)^[4].

Drone du United States Customs and Border Protection.

Engins volants de taille réduite, moins chers et plus simples à mettre en œuvre qu'un avion (la présence d'un pilote étant l'un des éléments les plus dimensionnants pour la conception d'un tel appareil), ils sont également plus discrets et leur perte n'est pas aussi lourde de conséquences que celle d'un appareil complet et de son pilote. Ils représentent une alternative intéressante pour les pays dont le budget est limité ainsi que pour les terroristes potentiels (étatiques ou non), grâce à leur faible coût de fabrication et d'utilisation.

Au fur et à mesure que les technologies, informatiques notamment, progressent, les drones peuvent être utilisés comme plate-forme de désignation de cible ou comme armes. Ils sont aussi utilisés comme précurseurs d'opérations, souvent à des fins de recueil de renseignements. Leurs missions sont alors la surveillance et la reconnaissance.

Leurs applications civiles incluent les contrôles sur le trafic, les opérations de recherches aériennes et de sauvetage, la récolte de données pour la prévision météorologique, le relais d'informations…

Leurs tailles sont variées : de quelques centimètres à plusieurs mètres. Leurs formes également, tout comme leurs types de propulsion : certains sont équipés de réacteurs, d'autres d'hélices, quand d'autres utilisent des rotors, à l'instar des hélicoptères. Des drones terrestres commencent à faire également leur apparition.

Enfin, certains servent tout simplement de démonstrateurs technologiques, validant à moindre coût, grâce à la réduction d'échelle et donc la quantité de matériaux nécessaires, certaines formules aérodynamiques ou certains équipements, sans pour autant risquer la vie d'un pilote d'essais.

Ce type de tests permet d'atteindre les limites d'un appareil, en dépassant celles que peut supporter un pilote (+9g/-3g maximum), afin d'en confirmer la solidité.

Classification

Le Barracuda^[5] à Manching

La classification des drones est un exercice très difficile, dans la mesure où elle diffère selon les pays.

Les drones aériens peuvent être classés en fonction de trois critères :

• l'altitude : l'altitude considérée est l'altitude de croisière avec les ordres de grandeur suivants : les moyennes altitudes 5 000 m < h < 15 000 m ; les hautes altitudes : h > 20 000 m ;

• l'endurance, définie comme le temps que peut passer l'aéronef en vol, c'est-à-dire l'autonomie. Un ordre de grandeur d'une endurance dite longue est de 20 à 40 heures ;
• la longueur.

Le domaine technique des drones peut se décomposer en trois segments :

• drones tactiques ou TUAV (Tactical Unmanned Air Vehicule) ;
• drones volant à moyenne altitude et de longue endurance (MALE) permettant d'utiliser une charge de mission pouvant atteindre 500 kg ;
• drones volant à haute altitude et de longue endurance (HALE).

Predator^[6] tirant un missile hellfire

Le segment tactique se décompose lui-même en cinq segments :

• micro-drones (Micro Air Vehicule ou MAV), qui s'apparentent plus à des modèles réduits^[7] ;
• drones de très courte portée (TCP)^[8] ;
• drones moyenne portée lents (multicharges multimissions ou MCMM lents) ;
• drones rapides basse altitude (MCMM rapides) ;
• drones maritimes tactiques (DMT)^[9].

Histoire

L'avion-cible américain Ryan Firbee

En 1849 des bombardements sur Venise eurent lieu, à partir du Vulcano, au moyen de ballons sans pilote munis de bombes à retardement. 70 ans après, soit en 1916, aux États-Unis, les véhicules aériens naissaient avec l’Aerial Target^[10], un avion cible. Un certain nombre d’améliorations ont suivi. Pendant et après la Première Guerre mondiale, des avions sans pilote radio-commandés ont vu le jour, avec les tentatives de torpilles aériennes télécommandées par des ondes de télégraphie sans fil et embarquant un gyroscope^[11].

Pilotage d'un Predator depuis une station au sol.

En anglais, un drone désigne aussi un faux-bourdon (mâle de l'abeille). Le nom a été donné dans les années 1930 au Royaume-Uni par dérision à des Queen Bee, version automatisée de DH.82 Tiger Moth afin de servir d'avions-cibles : leur vol bruyant, lent et paresseux ressemblait plus à celui du bourdon à la vie éphémère qu'à celui d'une reine abeille. Le nom de drone est resté.

Le premier drone français a été conçu, réalisé et expérimenté dès 1923 à Étampes par l'ingénieur Maurice Percheron et le capitaine Max Boucher ; mais l'armée française ne trouva pas alors d'intérêt à cette nouvelle technologie^[12].

La phase suivante dans les années 1930 fut l’emploi d’avions-cibles autonomes tant au Royaume-Uni qu’aux États-Unis d’Amérique où le Radioplane OQ-2, avion de taille réduite télépiloté, fut construit en grande série.

L’armée allemande développa à partir de 1938 des vecteurs guidés à distance sous la forme de bombes planantes antinavires, de bombes antichar radioguidées et de véhicules à chenilles filoguidés.

Un AR.Drone en vol.

Les avions sans pilote V1 et le missile V2 allemands de la seconde Guerre mondiale (1939-1945) étaient-ils des drones ? Plutôt des bombes volantes, mais le V1 à aile droite et pulsoréacteur dorsal a servi de modèle à des avions-cibles, drone en anglais.

Le grand essor des drones date de la guerre de Corée et de celle du Viêt Nam. À cette époque de la guerre froide, le drone a été développé de façon confidentielle par les États-Unis d’Amérique comme un moyen de supériorité stratégique et de rupture capacitaire devant permettre la surveillance et l’intervention militaire chez l’ennemi sans encourir les risques humains que l’opinion ne supportait pas. Cette supériorité a été acquise au travers de l’innovation technologique, surtout dans les domaines de l’automatique et des transmissions.

Les transferts vers Israël de certains systèmes ont permis à ce pays de développer de façon pragmatique une collection de drones à vocation tactique à courte et moyenne portées et à transmissions directes de données.

Les drones ont été ensuite de tous les conflits et opérations de maintien de la paix. Il a notamment été utilisé au Kosovo ou au Tchad, lors des attaques aériennes américaines au Pakistan ou contre la piraterie maritime, par les Américains qui l'ont introduit en 2009^[13].

Caractéristiques

L'œil électronique d'un drone

Les drones peuvent être pourvus de caméra infrarouge, ils peuvent détecter toute sorte de chaleur, (humaine, animale, ou encore celle provenant d’un véhicule), d’une caméra, capable de retransmettre en temps réel ce qui se passe sur le terrain. Elle est équipée d’un gyroscope, lui permettant de se stabiliser, et de contrebalancer les mouvements du drone, permettant ainsi le suivi de la cible^[14]. Les drones « observent » de cinq manières différentes : visuelle, photographique, radar, infrarouge, et électro-optique.

Transport

Les drones peuvent être utilisés pour transporter en utilisant divers moyens selon la configuration du drone, sa capacité à se mouvoir avec une charge plus ou moins importante à son bord. La plupart des charges sont fixées dans des soutes internes au drone.

Recherche scientifique

Les drones sont capables de pénétrer des zones qui peuvent être trop dangereuses pour l'homme. La National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) a commencé en 2006 à utiliser une aérosonde comme chasseur d’ouragan.

Endurance

Les drones n'étant pas limités par les capacités physiologiques d’un équipage humain, c'est l'approvisionnement en carburant qui constitue la principale contrainte. Actuellement, les drones "longue endurance" restent en vol pendant 20 à 40 heures. Les drones solaire-électrique ont un potentiel pratiquement illimité de vol, un concept initialement défendu par AstroFlight Sunrise en 1974 et beaucoup plus tard par Aerovironment Helios Prototype.

RQ-4 Global Hawk, un drone de reconnaissance à haute altitude capable de 36 heures consécutives de temps de vol

Aux États-Unis, une recherche sur un Drone d’une capacité d’endurance d’environ 5 ans est en cours. Le projet intitulé « Vautour » pose un certain nombre de problèmes notamment par une endurance telle qui exigerait une grande résistance des pièces mécaniques.

L'exemple le plus connu de HALE est le Global Hawk américain, de Northrop Grumman, qui, en avril 2001, a volé depuis la Californie jusqu'en Australie. Peu après, en octobre 2003, dans le cadre de l'initiative allemande «Euro Hawk» et en coopération avec EADS, un drone du même type a effectué un vol transatlantique, depuis la Californie jusqu'au nord de l'Allemagne, afin d'effectuer des vols de démonstration à partir de ce pays^[16].

Dans les forces armées des États-Unis

X-45.

Les forces armées des États-Unis disposent depuis les années 1990 de la plus grande flotte de drones en service. Leur nombre et leurs rôles vont croissant, complétant ou remplaçant les avions pilotés qui ont vu leur nombre décroître depuis les années 1980 suite à l'explosion des coûts des appareils modernes et plus performants. En janvier 2010, l'inventaire est de 6 819 drones de tout type, dont environ 200 appareils à haute altitude HALE (Predator, Reaper, Global Hawk…), et les états-majors réclament 800 drones à haute altitude pour l'avenir. L'US Navy consacrera par exemple un budget à ces drones de 2 milliards de dollars américains pour 2013-2015 et qui devrait monter à 7 milliards en 2020^[20].

Recherche et sauvetage

Les drones devraient jouer un rôle accru dans la recherche et le sauvetage aux États-Unis. Cela a été démontré par le succès de l’utilisation de drones au cours de l’année 2008 avec les ouragans qui ont frappé la Louisiane et le Texas.

En France

Le Sperwer conçu par Sagem Défense Sécurité.

En 2007, la France possédait 81 drones militaires (pour les renseignements). Quatre plans sont en cours de traitement pour acquérir de nouveaux appareils^[21]. (Notamment le projet de Dassault Aviation: le NEURON)

La police s'est dotée en 2008 du drone ELSA pour surveiller par les airs des manifestations ou des violences urbaines^[22].

Les pompiers de Paris ont testé durant l'été 2009 un drone baptisé « Minirec » permettant de savoir le nombre de personnes prises au piège d'un immeuble en flamme^[23].

Principaux drones par pays

Les drones sont développés et déployés par de nombreux pays dans le monde pour une liste voir :

Autres types de drones

Drone ORKA de EADS

• Torpille modifiée en drone sous-marin (UUV : Unmanned Undersea Vehicle)^[24]
• Drone pour des prises de vues aériennes^[25]
• Drone terrestre (UGV : Unmanned ground Vehicle)^[26]
• Drone terrestre de combat (UGCV : Unmanned Ground Combat Vehicle )
• Drone terrestre autonome (AUGV : Autonomous Unmanned Ground Vehicle)
• Drone terrestre miniature (SUGV : Small Unmanned Ground Vehicle).
• Drone naval de surface (USV : Unmanned Surface Vehicle) ^[27],[28]
• Drone naval de surface autonome (AUSV: Autonomous Unmanned Surface Vehicle )
• Drone hydrographe(HUSC : Hydrographic Unmanned Surface Craft)^[29]
• Drone sous-marin autonome à énergie solaire (SAUV: Solar-powered Autonomous Underwater )^[30]
• Drone sous-marin autonome (AUV : Autonomous Underwater Vehicle )^[31]
• Drone sous-marin (UUV : Unmanned underwater vehicle )
• Micro sous-marin ( MUV : Micro-Underwater Vehicle )
• Drone de détection de produits nucléaires, radiologiques et chimiques (NRC). En 2007, le concepteur d'un engin de ce type, le pompier Luc Brohan, a obtenu un prix du Concours Lépine pour son invention^[32].
• SHARC (Suède) - Swedish Highly Advanced Research Configuration^[33]
• Drones-cible servant de cible pour les avions de chasse et les missiles surface-air.

Drones exclusivement civils

Drone pour prise de vues aériennes

• Divers matériels télécommandés sont utilisés pour la photo aérienne à basse altitude.
• un « drone écologique » (V3^[34], de type hélicoptère, silencieux, en fibre de carbone, qui peut être programmé ou manuellement téléguidé) a été conçu pour l'observation (y compris dans l'infrarouge) de l'environnement marin et littoral (méduses, cétacés, pollutions, sécurité maritime, incendies..) ^[35].
• Un drone grand public est principalement destiné au divertissement, il se nomme AR.Drone^[36].
• Un drone conçu par la société ONERA, baptisé ReSSAC.(Recherche Et Sauvetage par Système Autonome Coopérant^[37]
• Le R-Max de Yamaha a déjà été livré à plus de 1000 exemplaires, dont plusieurs pour l'épandage agricole ; c'est le seul exemple de drone ayant déjà fait l'objet d'une telle production de série^[16].
• Des drones civils sont aussi utilisés de plus en plus pour réaliser des prises de vues aériennes. Les sociétés de production vidéo s'équipent avec des appareils capables de réaliser des vidéos aériennes qui permettent de remplacer l'hélicoptère équipé de Wescam ou même de créer de nouveaux angles de vue grâce à leur capacité de vol à basse altitude. C'est le cas des sociétés Flying Eye^[38] et Flying-Cam^[39] qui produisent des vidéos aériennes grâce à des drones capable d'embarquer des caméras vidéos professionnelles.

Drones amateurs

Il existe en 2011 plusieurs tentatives de drones "fait à la maison" comme sur DIYDrone. Ce projet est basé autour d'un Arduino, d'un récepteur GPS, d'un accéléromètre pour améliorer sa stabilité, et accessoirement d'un module radio pour une télémétrie^[40].

Notes et références

Voir aussi

Bibliographie

Jacques Petit, « Les drones maritimes ». Revue de la défense nationale et sécurité collective. Octobre 2006.
Stéphane Querry (Polyvionnics), « Paris, capitale du drone en juin 2007... », dans La Lettre AAAF, n° 10, novembre 2007. Marc Grozel et Geneviève Moulard Drones, mystérieux robots volants éditions LAVAUZELLE

Filmographie

• [vidéo] Drôles de drones sur le site C'est pas sorcier (documentaire)

Articles connexes

• Aérospatiale
• Micro-drone
• Robot militaire
• Robotique
• Avion radiocommandé
• Aérobot
• Liste de drones
• Modélisme aérien

Liens externes

• [PDF] Rapport de l'Assemblée de l'Union de l'Europe occidentale sur les avions de combat sans pilotes et l'avenir de l'aéronautique militaire
• Le futur de la défense
• Les drones sur ONERA
• (fr) Mémoire universitaire sur la robotisation militaire dans les armées occidentales

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