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Guénaël Guillerme, directeur-général d’ECA: « L’avenir est à la collaboration entre drones »

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Créé en 1936, le groupe français ECA est devenu l’un des grands spécialistes mondiaux de la robotique et des systèmes automatisés conçus pour remplir des missions complexes dans des environnements hostiles ou contraints. Son expertise est notamment reconnue dans le domaine des drones sous-marins et son offre s’adresse à une clientèle internationale très exigeante en termes de sécurité et d’efficacité, essentiellement dans les secteurs de la défense, du maritime, de l’aéronautique, de la simulation, de l’énergie et des équipements industriels.

L’emploi de robots de plus en plus naturel

« Le marché de la robotique est porteur car les robots sont de plus en plus performants et l’humain craint de moins en moins de les utiliser. C’est une évolution culturelle, liée notamment à l’essor des objets robotisés dans les activités de loisirs et entre les mains des enfants. Ce n’était pas le cas il y a 15 ans et cette évolution facilite le développement de tels systèmes chez les professionnels », estime Guénaël Guillerme, directeur général d’ECA.

Le groupe français est très présent dans le monde maritime. Dans le domaine civil, il propose des engins pour l’hydrographie, les travaux maritimes, l’assistance aux plongeurs ou encore la récupération d’objets à grande profondeur. Et pour ECA, l’aquatique ce n’est pas que la mer. « Nous avons aussi développé des produits spécialement conçus pour travailler dans les piscines d’installations nucléaires ou encore inspecter des canalisations d’eau dans les villes. Ces engins ont de vrais similitudes avec les robots sous-marins ».

Mais c’est dans le secteur naval militaire qu’ECA a fait une remarquable percée ces dernières années. La société, s’appuyant sur son expérience historique avec la marine française dans le domaine de la guerre des mines, puis de nombreux contrats à l’export, a développé toute une série de robots télé-opérés (Remotely Operated Vehicles – ROV) et de drones sous-marins autonomes (Autonomous Unmanned Vehicles – AUV) destinés à détecter, identifier et neutraliser des engins explosifs.

 

L'AUV A9 (© : ECA GROUP) 

 

Une maturation technologique qui a débuté dans les années 50

L’engouement considérable que connaissent actuellement ces drones est le fruit d’une lente maturation, débutée il y a plusieurs décennies : « Il y a un demi-siècle, ECA concevait son premier robot. Des années 50 à 90, le grand sujet a été de faire des robots capables de voler ou de plonger. Puis, grâce aux progrès réalisés dans l’informatique et l’électronique, l’approche a évolué, avec la volonté de développer des engins autonomes au cours des années 90. C’était particulièrement vrai dans le domaine sous-marin car, sous l’eau, les liaisons acoustiques sont médiocres. Depuis, au fil des années, les robots s’améliorent grâce aux progrès technologiques : dans le domaine du stockage de l’énergie, qui permet avec des batteries plus performantes d’augmenter les capacités et l’autonomie, ou encore les avancées en matière de transmission acoustique sous-marine. La performance accrue des capteurs embarqués est également cruciale », souligne Guénaël Guillerme. En y ajoutant les progrès réalisés dans les systèmes de mission, avec des algorithmes de traitement des informations permettant aux machines d’évoluer seules et de réagir face à différentes situations (évitement d’obstacles, action programmée en cas de détection…), on obtient aujourd’hui des engins fiables et très efficaces.

ECA a développé toute une gamme de ROV et d’AUV pour les missions d’inspection et de travaux sous-marins. L’un de ses principaux produits est l’A18, un engin de 3.8 mètres de long pour 46.5 cm de diamètre et un poids de 370 kg. Capable d’atteindre 6 nœuds et d’opérer pendant 24 heures à des profondeurs de 5 à 300 mètres, cet AUV, qui peut être mis en œuvre par un bâtiment au moyen d’un système de lancement et de récupération automatique, est équipé d’un sonar interférométrique à ouverture synthétique (ISAS) permettant de produire une imagerie 3D en haute résolution du fond marin. D’autres engins, comme l’A9 (1.98 mètre de long, 23cm de diamètre, 70 kg, 5 nœuds, 20 heures d’autonomie), sont pour leur part optimisés pour les missions de renseignement.

 

L'USV Inspector Mk2 (© : ECA GROUP) 

 

Un système de drones complet pour la guerre des mines

La confiance est devenue telle dans les robots que les militaires, pourtant très prudents de nature, croient désormais possible de leur confier des pans entiers de missions complexes, et même parfois stratégiques. C’est le cas pour la guerre des mines, qui est en train de vivre une véritable révolution technique et opérationnelle. Il s’agit de développer un concept basé sur l’emploi, à partir d’un bateau-mère, de drones de surface (Unmanned Surface Vehicles – USV) capables de mettre en œuvre un sonar remorqué ainsi que des drones sous-marins : un AUV de détection et de classification doté d’un sonar latéral pour rechercher et localiser les menaces potentielles, un ROV d’identification équipé d’un sonar de localisation et de caméras, ainsi que des ROV de type « Mine Killer » pour la destruction des mines.

 

Le ROV "Mine Killer" K-Ster (© : ECA GROUP) 

 

L’idée est de disposer d’un système intégré et le plus automatisé possible. Un système capable de déployer et de récupérer de manière autonome les engins à partir de l’USV et d’effectuer les phases de recherche et d’intervention automatiquement. Avec, pour complexifier l’affaire, la possibilité de réaliser plusieurs actions simultanées, par exemple, pour l’USV, le déploiement de capacités de destruction pour les mines identifiées tout en poursuivant les opérations de recherche d’autres cibles. « L’avenir est à la collaboration  de robots entre eux et avec l’humain, qui pourra grâce aux drones rester au maximum en dehors de la zone de danger. Dans 10 ou 15 ans, on emploiera différents types de robots, chacun spécialisé dans une tâche, qui pourront travailler simultanément ensemble », estime  Guénaël Guillerme.

 

 

L'USV Sterenn Du utilisé pour l'étude Espadon (© : MARINE NATIONALE) 

 

Le programme franco-britannique MMCM

ECA, qui travaille depuis longtemps sur ce concept, a été engagé entre 2009 et 2015 dans le programme de recherche ESPADON, piloté par la Direction Générale de l’Armement. Cette étude, qui a vu la réalisation et l’expérimentation d’un démonstrateur d’USV de 25 mètres de long (le Sterenn Du) équipé d’un sonar remorqué et de nouveaux AUV, a servi à la préparation du programme franco-britannique MMCM. Ce dernier vise à remplacer au cours de la prochaine décennie les moyens de guerre des mines de la Marine nationale et de la Royal Navy. Porté par Thales et la société britannique BAE, le projet en est à la phase d’études, la prochaine étape allant passer par l’essai des équipements par les marines à partir de 2017/2018. ECA fournira les drones, dont l’AUV de détection et de classification A27, un engin de 5 mètres de long pour 73 cm de diamètre capable de plonger à 300 mètres et offrant une vitesse de plus de 6 nœuds et une autonomie supérieure à 30 heures.

 

L'AUV A27 (© : ECA GROUP) 

 

Premiers succès à l’export

Sans attendre le développement de ce grand programme franco-britannique, ECA a, en fait, déjà relevé une grande partie du challenge en développant des solutions qui ont remporté leurs premiers succès commerciaux. Le groupe a, ainsi, commencé cette année à livrer les tout premiers systèmes de guerre des mines complètement automatisés à deux marines, dont celle du Kazakhstan.

Parmi les projets en cours, ECA a récemment annoncé la vente de trois exemplaires de son USV Inspector Mk2. Ce drone de surface est doté du système de sonar remorqué à balayage latéral TOWSCA, qui peut opérer dans des profondeurs de 10 à 100 mètres et fournir de l’imagerie en haute résolution afin de détecter d’éventuels objets sur le fond.  Il complète le sidescan sonar (Edgetech 6205) installé sur le mât rétractable se situant à l’avant de l’Inspector Mk2 et qui permet quant à lui de rechercher des mines ou IED dans les ports à faibles profondeurs (2 à 10 mètres).

Toutes les données sous-marines collectées par le sonar sont transmises à la station de contrôle via un lien bidirectionnel radio haut débit (portée de 10 kilomètres) permettant à l’opérateur de visualiser une cartographie du fond, en temps réel, à distance de sécurité de la zone inspectée.

 

Le ROV SeaScan (© : ECA GROUP) 

 

Chacun de ces USV sera aussi équipé de deux SeaScan, des ROV de nouvelle génération conçus pour l’identification des mines. Offrant une autonomie de 3 heures et pouvant opérer dans un rayon de 1000 mètres autour de l’USV, ils sont mis en œuvre via un système de mise à l’eau et récupération (LARS) compact et télé-opérable à distance. Le lien radio USV est utilisé pour piloter les SeaScan et retransmettre les données sonar et vidéo en temps réel, afin que l’opérateur se situant hors de la zone d’opération potentiellement dangereuse puisse conduire le robot jusqu’à sa cible et l’identifier.

Ce système de lutte anti-mines peut être opéré de manière autonome et à distance à partir d'une station de contrôle déportée. Le premier système sera livré d'ici la fin de l'année 2016, deux autres suivront en 2017 et 2018.

Pour la phase de neutralisation, on notera que l’Inspector Mk 2 peut déployer deux ROV de la famille KSter-C, dotés d’une charge creuse et qui se font exploser au contact de la mine à détruire.

 

L'UAV IT180 (© : DGA) 

 

Un drone aérien comme relais de communication

L’un des grands avantages de ces systèmes de drones porte-drones est que l’USV peut se mettre à l’aplomb des robots sous-marins, position dans laquelle le débit de la liaison acoustique est le meilleur. « Malgré les progrès technologiques, l’acoustique sous-marine a des limites physiques et on ne changera pas les problèmes liés à la thermocline des couches d’eau ». Ensuite, l’enjeu est d’accroître la portée des communications entre l’USV et les opérateurs, situés à distance dans un PC côtier ou sur un bateau-mère. Pour y parvenir, ECA a développé un concept de mâture virtuelle. Celui-ci est basé sur l’emploi de l’IT180, un petit drone aérien déjà employé par l’armée française pour des missions de surveillance et de renseignement. Dans le cas de la guerre des mines, cet UAV (Unmanned Aerial Vehicle) de 22 kg, qui dispose d’un double rotor et peut résister à des vents de 50 noeuds, est mis en œuvre depuis le bateau-mère et sert de relais radio en volant entre 100 et 150 mètres d’altitude. « Cela permet d’augmenter la distance d’utilisation des USV, dont les moyens servent à identifier et détruire les mines, évitant ainsi au bateau-mère d’entrer dans la zone dangereuse », explique Guénaël Guillerme, qui rappelle que l’on touche ici à l’une des grandes forces d’ECA : « Nous sommes en effet la seule société au monde à avoir choisi d’intégrer des solutions avec différents types de robots, aussi bien de surface qu’aériens et sous-marins, trois domaines dans lesquels notre expertise est reconnue  ».

 

Concept de bateau-mère développé avec STX France (© : SDI) 

 

Collaboration avec les chantiers navals pour les bateaux-mères

Concernant les bateaux-mères chargés de déployer ces drones, ECA propose également des solutions. Ces dernières années, l’entreprise a par exemple travaillé avec Raidco Marine sur le design Simba 45 ou encore avec STX France pour concevoir le Simba 55, des navires spécialement adaptés à la mise en œuvre d’USV, d’AUV et d’UAV. « En fonction de nos clients, nous pouvons proposer des solutions sur mesure ou bien nous nouons des partenariats avec des chantiers qui disposent de coques répondant aux besoins. Puis, nous travaillons avec les constructeurs pour adapter la plateforme aux missions souhaitées, qu’il s’agisse de guerre des mines ou d’hydrographie par exemple. Les problématiques sont essentiellement liées à la mise à l’eau des engins et surtout à leur récupération, en tenant compte de conditions de mer parfois difficiles. Nous pouvons nous adapter aux systèmes du marché, notamment s’ils existent déjà sur le navire du client, mais nous préférons utiliser  nos propres systèmes LARS (launch And Recovery Systems) brevetés qui sont étudiés pour une efficacité optimale avec nos drones».

 

Concept de bateau-mère avec STX France (© : SDI) 

 

Un marché très porteur dans un contexte géostratégique tendu

ECA considère, à juste titre, que le marché de la guerre des mines présente un potentiel de développement extrêmement important. Basé sur l’emploi d’engins simples ou sophistiqués, en pleine mer comme dans des ports ou des détroits, les mines demeurent aujourd’hui une redoutable menace, d’autant qu’elles sont très accessibles, y compris pour des groupes terroristes. Et les tensions entre de nombreux pays, avec une multiplication des disputes territoriales, pousse au développement de capacités offensives et défensives : « La situation géopolitique est devenue très complexe, notamment en Asie et au Moyen-Orient, et les grands enjeux passent souvent par la mer. De nombreux pays veulent par conséquent s’équiper de moyens de guerre des mines pour protéger leurs approches maritimes et garantir la libre circulation du trafic commercial ».

Dans cette optique, l’emploi de systèmes de drones complexes, capables d’effectuer un travail collaboratif très efficace avec une capacité de persistance plus importante que les plongeurs traditionnels, tout en réduisant significativement les risques pour l’homme, est promis à un bel avenir.

Des meutes de drones pour l’exploration des richesses sous-marines

Mais le domaine militaire n’est pas le seul intéressé par ces avancées technologiques. La robotique peut par exemple constituer une avancée cruciale dans l’exploration des richesses marines, qui constituent un enjeu majeur des années à venir.

C’est pourquoi ECA et trois autres entreprises françaises (Creocean, DCNS et RTSys) se sont associées au travers de Melodi (Magnetic and Electromagnetic Ore Detection). Ce projet de recherche a pour but de mettre au point un système d’exploration basé sur l’emploi de meutes de drones capables de détecter la présence d’amas sulfurés. Dans cette perspective, un A18 d’ECA pilotera une flottille de petits drones du type Comet de RTSys, qui seront équipés d’un magnétomètre et quadrilleront les fonds marins. Un démonstrateur doit être testé au large des côtes basques en 2017 avant que le système, une fois définitivement validé, soit déployé à Wallis et Futuna.  « On sait que d’immenses gisements des ressources minérales marines existent et que leurs concentrations en métaux rares et précieux sont supérieures par rapport aux gisements terrestres. Toutefois, les techniques d’exploration actuelles, complexes, chères et destructrices pour l’écosystème, sont incompatibles avec l’exploration pratiquée à une échelle industrielle… Melodi représente dans ce contexte un vrai enjeu ».

Un enjeu hautement stratégique pour la France, qui dispose de la seconde zone économique exclusive mondiale (11 millions de km²) recelant certains des plus importants gisements de ressources minérales marines de la planète. Leur exploitation permettrait de diminuer la dépendance du pays à l’importation et de sécuriser son approvisionnement en métaux face à une demande mondiale qui ne cesse d’augmenter. Dans le même temps, au-delà des besoins nationaux, les industriels français, qui souhaitent à l’avenir se positionner comme leaders sur ce nouveau marché, entendent développer des solutions pour permettre aux pays disposant de telles richesses de pouvoir les identifier et les exploiter (voir notre article détaillé sur Melodi).

 

Le concept MELODI (© : ECA GROUP) 

 

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