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MMCM : Premiers essais concluants pour le drone de surface et son sonar remorqué

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Mondialement reconnue pour son savoir-faire en matière de guerre des mines, la France, via sa marine et ses industriels, se veut pionnière dans le développement de nouvelles solutions faisant appel à des systèmes totalement robotisés. L’objectif est d’éviter au maximum les interventions humaines dans les zones de danger.

Après avoir conduit plusieurs expérimentations, dont le plan d’études amont (PEA) Espadon entre 2009 et 2015, la France a lancé en 2016 un programme en coopération avec le Royaume-Uni dans le cadre du remplacement de ses traditionnels chasseurs de mines par des systèmes autonomes. Appelé MMCM (Maritime Mine Counter Measures), ce programme verra la qualification, d’ici 2020, de deux systèmes de drones, soit un par pays. Il est industriellement porté par Thales, qui a mis en place une équipe binationale chargée du développement, de l’intégration et de la validation du concept.

Emploi combiné de drones de surface et robots sous-marins

Ces systèmes reposent sur l’emploi combiné, depuis la côte ou un bateau-mère, de plusieurs types de robots, chacun ayant une fonction bien précise. Pour la détection et la localisation des mines, deux moyens sont employés : des drones de surface (Unmanned Surface Vehicle - USV) équipés d’un sonar remorqué et des drones sous-marins (Autonomous Underwater Vehicle - AUV) eux-aussi dotés d’un sonar. Ces deux types d’engins sont complémentaires. L’USV est plus rapide et peut communiquer en permanence avec la station de contrôle située à terre ou sur le bateau-mère, alors que l’AUV peut travailler à des profondeurs plus importantes mais est obligé de remonter à la surface pour transmettre les informations recueillies.

Si une mine est détectée, un autre USV est alors déployé, non plus avec un sonar remorqué mais avec un robot télé-opéré (Remote Operated Vehicle - ROV). Grâce à ses caméras dont les images sont transmises en direct à un opérateur, ce ROV a pour mission d’identifier précisément la menace et de procéder à sa destruction au moyen des charges explosives qu'il emporte et va déposer auprès de la mine. 

 

L'Halcyon et le démonstrateur d'USV du programme MMCM 

L'Halcyon et le démonstrateur d'USV du programme MMCM (© THALES)

 

Le système retenu par la France et le Royaume-Uni

Sur la base du design Alcyon de la société britannique ASV, Thales a développé un démonstrateur d’USV destiné au programme MMCM. Spécifiquement conçue pour la guerre des mines, avec une signature réduite et une forte capacité de résistance aux chocs, cette embarcation en composite mesure 12 mètres de long pour 3.5 mètres de large, avec un tirant d’eau de 80 centimètres et un tirant d’air de 4 mètres (2.3 mètres sans le mât). Elle peut déployer un sonar remorqué TSAM équipé d’une antenne SAMDIS à ouverture synthétique. Offrant un système d’imagerie multi-aspect extrêmement précis, ce système peut être immergé à 80 mètres de profondeur et scanner des fonds à 100 mètres.

 

L'USV avec son sonar tracté TSAM 

L'USV avec son sonar tracté TSAM (© THALES)

L'USV déployant son sonar tracté TSAM 

L'USV déployant son sonar tracté TSAM (© THALES)

L'USV pourra aussi mettre en oeuvre le robot télé-opéré MuMNS 

L'USV pourra aussi mettre en oeuvre le robot télé-opéré MuMNS (© SAAB)

 

La seconde charge utile de l’USV sera un ROV dédié à l’identification et la destruction des mines. Dans le cadre de MMCM, c’est le nouveau Multi-Shot Mine Neutralisation System (MuMNS), du groupe suédois Saab, qui a été retenu. Capable de localiser et identifier des mines, il peut, et c’est son gros avantage, neutraliser plusieurs menaces lors d’une même mission. Par rapport aux traditionnels robots porteurs d’une unique charge de destruction, le MuMNS en emporte en effet trois. Une fois la mine localisée et identifiée grâce au sonar et aux caméras dont il dispose, l’engin de Saab dépose une charge et se retire. La mine peut alors être neutralisée alors que le robot part traiter une seconde puis une troisième mine. 

Long de 2.1 mètres pour une largeur de 80 centimètres et une hauteur de 60 centimètres, le MuMNS pèse 300 kilos. Il est capable d’intervenir jusqu’à 300 mètres de profondeur et évolue à la vitesse de 5.5 nœuds.

 

Le MuMNS identifiant une mine 

Le MuMNS identifiant une mine (© SAAB)

Le MuMNS déposant l'une de ses trois charges sur une mine

Le MuMNS déposant l'une de ses trois charges sur une mine (© SAAB)

 

Le système MMCM est complété par des AUV du type A27 d’ECA Group. Déployés depuis la côte ou un bateau-mère, ces drones de détection et de classification sont complémentaires de l’USV et son sonar remorqué. Ils sont eux-aussi équipés d’une antenne SAMDIS mais peuvent plonger plus profondément, jusqu’à 270 mètres, avec la capacité d’imager des fonds allant jusqu’à 300 mètres. Sonar remorqué et AUV peuvent être employés indépendamment selon la topographie des fonds marins ou opérés simultanément afin d’étendre la zone à investiguer.

 

AUV du type A27 

AUV du type A27 (© ECA GROUP)

 

Signatures réduites et communications ultrasécurisée

L’ensemble des drones ainsi que les sonars sont conçus pour présenter des signatures (acoustique, électrique et magnétique) très réduites afin que les engins ne soient pas considérés comme des menaces par les mines. Les drones suivent un cycle de mission préprogrammé prévoyant différentes actions selon les cas rencontrés. Toutes les données recueillies sont transmises vers un centre de commandement à terre ou sur un bateau-mère - avec un relais possible par drone aérien - au moyen de communications ultrasécurisées. S’appuyant sur un système de gestion faisant appel à l’intelligence artificielle, la station de contrôle de MMCM, regroupant l’ensemble des consoles pour la conduite des opérations.

Une capacité aérotransportable

Ce module de commande et de contrôle, ainsi que les drones, pourront être conteneurisés et seront aérotransportables. Il sera donc possible de projeter très rapidement ce système de guerre des mines dans une zone d'opération lointaine où la France dispose d'au moins un point d'appui avec accès à la mer. Cela permettra de s'affranchissir du temps de transit des bateaux-mères si ceux-ci doivent être déployés depuis Brest ou Toulon. 

Quatre bateaux-mères et huit systèmes de drones

Parallèlement au programme MMCM, la France définira en 2019 les bateau-mères qui embarqueront ces engins, l’acquisition de quatre navires étant prévue, ainsi que huit systèmes de drones, chacun comprenant un USV avec sonar remorqué et ROV, ainsi que trois AUV.  D’ici 2025, deux ensembles complets doivent être en service, les deux autres suivant d’ici 2030.

 

L'USV 0 en rade de Brest au mois de septembre

L'USV 0 en rade de Brest au mois de septembre (© THALES)

 

Un premier drone de surface à Brest pour essais 

Le programme en est aujourd’hui au stade de la première phase d’essais. En mai dernier, le premier démonstrateur de drone de surface réalisé au Royaume-Uni est arrivé à Brest, où il a débuté cet été ses essais avec une première charge utile, en l’occurrence le sonar remorqué TSAS. Une première campagne considérée comme très concluante par les industriels. Mais il y a encore beaucoup de travail avant de disposer d’un système complet parfaitement opérationnel. « Ces tests en rade de Brest son un préalable à la phase d’intégration. Nous poursuivons le développement des différents constituants du système de drones, qui n’en sont pas tous au même état d’avancement. Certains sous-systèmes, grâce aux études amont conduites précédemment, étaient plus avancés que d’autres. C’est par exemple le cas du sonar tracté multi-vues qui est l’héritier direct d’un précédent sonar ayant bénéficié du PEA Espadon. Le ROV, en revanche, est moins avancé. Il est aujourd’hui assemblé et bâti autour de composants qui préexistent dans la gamme de robots de Saab et ont démontré leur fiabilité. Mais il comporte des innovations, dont l’emport d’une triple charge, ce qui n’existe dans aucune marine à notre connaissance et nécessite un développement plus long », explique-t-on chez Thales.

 

 

Selon l’électronicien, l’USV en lui-même a représenté un challenge technique. « C’est une plateforme très innovante et un outil à très haut degré d’ingénierie. C’est la première au monde à être véritablement conçue, de A à Z, pour la guerre des mines. Cet USV passera de très nombreux tests et répond à des spécifications très élevées en termes de performances nautiques, dont la tenue à la mer, de résistance ainsi que de signatures. Lorsque nous l’avons présenté cet été aux marins français, ils nous ont dit qu’ils n’avaient pas vu jusqu’à maintenant une telle plateforme, aussi profondément conçue pour la guerre des mines ».

 

L'USV 0 en rade de Brest au mois de septembre

L'USV 0 en rade de Brest au mois de septembre (© THALES)

Le sonar TSAM tracté par l'USV 

Le sonar TSAM tracté par l'USV (© THALES)

 

USV 0 : le prototype appartenant à Thales

Le drone de surface actuellement présent à Brest n’est, en fait, pas le démonstrateur final qui sera remis à la flotte française, ni celui destiné à la marine britannique. « Nous avons pu disposer de cette plateforme, qui nous avons financée sur fonds propres et que nous avons appelée USV 0, avant celles destinées aux deux clients. Elle nous sert à dérisquer et, ainsi, gagner du temps ». Plus légèrement équipé et ne présentant pas l’ensemble des configurations retenues pour MMCM, l’USV 0 permet comme on l’a vu de conduire très rapidement l’intégration du sonar remorqué. Les premières séquences de mise à l’eau, de remorquage, d’immersion et de récupération du TSAM ont été menées en juillet. Le drone va également tester le sonar d’évitement d’obstacle que le modèle final mettra en œuvre, ainsi que le système de gestion des risques de collision. Un outil indispensable pour permettre à l’engin d’opérer seul et de réagir à la présence imprévisible d’autres bateaux ou d’objets flottants. Des essais vont être par ailleurs conduits avec le système de communication sécurisé entre l’USV et son centre de contrôle. Afin de garantir la protection des données classifiées durant leur transmission, pas moins de trois réseaux ultrasécurisés, cryptés et ségrégés seront mis en place.

Les USV 1 et USV 2 prêts cet hiver

Parallèlement, les démonstrateurs finaux, nommés USV 1 et USV 2, sont en cours d’achèvement et doivent être prêts à rejoindre les campagnes d’essais cet hiver. L’un d’eux sera testé en France et l’autre au Royaume-Uni, avec un programme identique dans chaque pays. Ils devront notamment tester l’an prochain le MuMNS, qui sera mis en œuvre depuis l’USV par un système de lancement et de récupération différent de celui du TSAM. Le drone sous-marin A27 sera enfin intégré au dispositif.

Système de gestion de mission

L’ensemble sera contrôlé depuis un shelter, installé à terre et à partir duquel des opérateurs pourront conduire les missions. Cela nécessite un système de mission très pointu, baptisé PRACTIS. « Cet outil logiciel nécessite la mise au point d’algorithmes complexes. Les images recueillies en mer par les drones seront envoyées via le système de communication crypté vers le centre de contrôle et intégrées au système PRACTIS. Géo-localisées, elles s’accumuleront dans le système avec des images différentes selon l’angle de prise de vue en fonction des rails effectués. Le logiciel rassemblera ces images afin d’assister l’opérateur dans la détection et la classification des objets ». En dehors du traitement des images, les opérateurs pourront évidemment superviser l'ensemble des opérations, contrôler les ROV et, si besoin, reprendre la main sur les drones autonomes.  

Le système devra faire ses preuves fin 2019/début 2020

Une fois toutes les fonctionnalités testées et qualifiées, Thales présentera les drones aux deux marines pour une phase d’acceptation. Celle-ci comprendra de nombreux scenarii opérationnels conduits en mer. « Il s’agira de démontrer aux clients, au travers de missions pratiques en conditions réelles, que nos systèmes atteignent les objectifs assignés ». Les engins devront par exemple quadriller dans un temps imparti une surface donnée, où auront été préalablement déposées des mines factices. L’objectif sera pour les drones de localiser et identifier la menace dans un laps de temps réduit. A ce stade, cette campagne est prévue fin 2019/début 2020.

Deux ans d'expérimentation au sein des marines

A l’issue, la Marine nationale et la Royal Navy doivent prendre livraison des systèmes. S’en suivra une phase de deux ans durant laquelle les militaires français et britanniques pourront librement tester les démonstrateurs et expérimenter de nouveaux concepts d’emploi. A la lumière des résultats obtenus et des enseignements qui en seront tirés, une doctrine opérationnelle pourra être actée et les modèles finaux (avec d’éventuelles évolutions techniques) seront réalisés. La France sera la première à passer commande, la Royal Navy n’ayant à ce stade pas encore mis sur les rails le programme de renouvellement de ses chasseurs de mines des types Hunt et Sandown. Ceux-ci sont en effet plus récents que les chasseurs de mines tripartites (CMT), construits dans les années 80 par la France, la Belgique et les Pays-Bas.  

 

UN CMT de la Marine nationale 

UN CMT de la Marine nationale (© MER ET MARINE - JEAN-LOUIS VENNE)

 

Bateaux-mères : Rapprochement possible avec le programme belgo-néerlandais

MMCM est pour mémoire l’un des trois volets du programme français SLAM-F (système de lutte anti-mine futur). Ce dernier doit permettre à la Marine nationale de renouveler la totalité de ses moyens de guerre des mines au cours de la prochaine décennie. Il s’agira notamment de construire, comme précédemment évoqué, quatre bateaux-mères, qui mettront en œuvre les systèmes de drones, également déployables depuis la côte et comme on l'a vu projetables par voie aérienne vers un théâtre d’opération. L’ensemble succèdera aux CMT actuellement opérationnels dans la flotte française. Il n'en reste plus que 10 après le retrait du service de l'Eridan en juin dernier. Le programme des bateaux-mètres devrait être lancé d’ici 2020, avec deux candidats principaux en course. D’un côté Kership, société commune de Naval Group et Piriou, et de l’autres une alliance entre les Chantiers de l’Atlantique et Socarenam. Ces derniers sont soutenus par Thales, qui a rejoint leur consortium Sea Naval Solutions (comprenant également le chantier belge EDR) en lice pour le renouvellement des CMT belges et néerlandais par 12 bateaux-mères et des systèmes de drones associés (voir notre article détaillé sur le bateau-mère de Sea Naval Solutions). La perspective de voir les trois pays continuer de mettre en œuvre des systèmes similaires, avec en plus, cette fois, le Royaume-Uni, ne manque évidemment pas d’intérêt sur le plan opérationnel.

 

Le bateau-mère développé par les Chantiers de l'Atlantique 

Le bateau-mère développé par les Chantiers de l'Atlantique (© SEA NAVAL SOLUTIONS)

Le bateau-mère avec son portique déployé pour la récupération d'un USV 

Le bateau-mère avec son portique déployé pour la récupération d'un USV (© SEA NAVAL SOLUTIONS)

 

Nouveaux BBPD

Côté français, en dehors des bateaux-mères et de leurs drones, le programme SLAM-F comprend aussi la commande de cinq nouveaux bâtiments bases de plongeurs démineurs (BBPD NG), ainsi que le développement d’un nouveau système de gestion de la guerre des mines. La nouvelle Loi de Programmation Militaire (LPM) prévoit que, d’ici la fin 2025, deux des quatre bateaux-mères, quatre des huit systèmes de drones et trois des cinq nouveaux BBPD seront livrés. A cette date, il ne restera plus que cinq CMT en service dans la Marine nationale, les quatre BBPD actuels ayant été désarmés. 

 

UN BBPD de la Marine nationale 

UN BBPD de la Marine nationale (© MARINE NATIONALE)

Marine nationale Royal Navy Thales