Armement : l’IA dans l’emploi des drones aériens et sous-marins

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L’intelligence artificielle (IA) va inverser la logique d’utilisation des drones aériens. Elle doit devenir un équipier de confiance de l’humain dans la coordination des véhicules sous-marins semi-autonomes.

Cette problématique a été abordée lors du colloque « Intelligence artificielle et commandement militaire » organisé, le 28 septembre 2023 à Paris, par le Centre de recherche Saint-Cyr Coëtquidan (CReC) et le groupe Nexter, spécialisé dans les systèmes pour les forces terrestres. Y sont notamment intervenus : Jean-Marc Moschetta, professeur à l’Isae-Supaéro (Institut supérieur d’aéronautique et de l’espace) ; Jean-Michel Tran, directeur du domaine technique IA chez Naval Group (construction navale de défense).

Les essaims de drones aériens. Alors que la mise en œuvre d’un drone de combat de grandes dimensions mobilise plusieurs personnels, celle d’un essaim de petits drones ne nécessite qu’un seul opérateur, explique Jean-Marc Moschetta. Le rapport de mars 2021 du groupe d’experts du Conseil de sécurité de l’ONU sur la Libye indique que les forces armées et les convois logistiques de la faction du maréchal Khalifa Haftar ont été pourchassés et pris à partie à distance par des drones de combat ou des systèmes d’armes létaux autonomes et autres munitions rôdeuses, programmés pour attaquer des cibles en mode de guidage automatique. Cela a été possible grâce à la miniaturisation de drones peu onéreux et aux progrès réalisés dans l’informatique distribuée et dans l’information à fréquences millimétriques (60 GHz+ et très large bande). Les essaims de drones présentent des avantages : discrétion, facilitée par une faible signature visuelle ou radar ; saturation, qui désorganise la défense adverse par leur surnombre ; coût peu élevé, comme les drones en carton de 120 km de portée ; résilience par des réseaux « ad hoc » de relais d’information et des calculs en essaim. Toutefois, des faiblesses persistent : déploiement simultané à proximité de l’adversaire ; élongation et endurance réduites nécessitant des remplacements ou l’insertion de nouveaux drones ; sensibilité au vent limitant la vitesse d’évolution ; emport de charge utile réduite par la miniaturisation ; risque de piratage informatique. Déployés en masse par avion ou véhicule terrestre, les essaims de drones évoluent en patrouille avec une réduction des 30 % – 40 % de la traînée induite de chacun. Ils ne tirent pas leur efficacité de chacun d’eux mais de leurs relations et favorisent plus d’IA et d’intelligence collective, non traçable et capable d’initiatives. L’intelligence collective, indique Jean-Marc Moschetta, ne résulte pas du travail à plusieurs ni de la somme des intelligences individuelles. Elle existe dans la nature : dynamiques de groupes des oiseaux migrateurs, qui évitent la collision, conservent le cap par alignement et non-éloignement des individus ; saturation pratiquée par les gnous africains lors du passage d’un rivière infestée de crocodiles ; allocation dynamique des tâches parmi les « travailleurs à bec rouge », oiseaux sauvages d’Afrique. Selon Jean-Marc Moschetta, l’emploi de l’IA avec les essaims de drones présente certains risques. Le premier concerne la perte de contrôle sur l’exécution précise de l’action militaire, en raison de l’impossibilité de contrôler chaque drone et de la dispersion des sous-munitions avec des effets collatéraux. S’y ajoute l’effet d’emballement où plus rien ne fonctionne bien. Le deuxième risque porte sur l’infraction aux règles d’engagement en raison de l’absence de discrimination entre combattants et non-combattants et de l’obligation de nombreuses mises en situation.

Les véhicules sous-marins autonomes. L’autonomie d’un drone sous-marin repose sur une interdépendance entre la décision de l’opérateur, la communication avec le drone et la position du drone, explique Jean-Michel Tran. L’organe de décision mène la mission opérationnelle. Celui de la communication transmet les informations relatives au besoin opérationnel, les intentions et un possible recouvrement des communications après une période d’interruption. L’organe de positionnement permet une garantie contre une erreur de position. L’emploi des drones sous-marins rencontre des difficultés spécifiques : absence de système de positionnement externe type GPS ; impossibilité d’équiper la zone d’intervention de moyens de repères fixes ; soumission des mesures inertielles à la dérive du drone ; présence de courants, variables dans le temps et l’espace ; impossibilité d’utiliser parfois certains senseurs par souci de discrétion ; coûts très élevés des senseurs performants ; portée limitée à quelques kilomètres ; débits très réduits de l’ordre de 50 bits/s utiles ; absence de communication simultanée ; interférences avec certains senseurs acoustiques ; impossibilité de maintenir une ouverture permanente du canal de communication ; délai de propagation de plusieurs secondes ; variabilité de la qualité du canal en raison de trajets multiples, de la bathycélérimétrie, de l’environnement biologique, du trafic maritime et des conditions météorologiques (pluie ou vent). Dans ces conditions, le suivi humain s’avère difficile pour les missions de longue durée, en raison des évolutions imprévisibles dans un environnement non structuré, dynamique et pas ou partiellement connu. Le déplacement d’un drone coûte cher et prend du temps. Il convient donc de bien planifier une mission de haut niveau selon des objectifs et des contraintes. En effet, le drone « comprend » ses objectifs et peut s’adapter à des situations changeantes et imprévisibles durant toute la durée de sa mission. Par ailleurs, la doctrine militaire doit être prise en compte. Par exemple, dans le golfe Arabo-Persique, un drone pourrait devoir intercepter un navire transportant des véhicules et effectuer une recherche dans une zone présentant des endroits interdits à la navigation et des navires à éviter. L’opérateur a accepté la planification initiale, puis le drone effectue sa mission en ré-évaluant régulièrement différentes options. Il n’existe pas nécessairement de solution optimale, afin de respecter la doctrine militaire qui doit être facilement reprogrammable. Il convient donc de conserver une certaine part d’audace et de proposer des solutions alternatives plus efficaces, mais qui ne respectent pas strictement la doctrine. En intelligence artificielle, l’apprentissage par renforcement permet à un robot ou un drone d’apprendre à prendre des décisions dans un environnement dynamique, en tenant compte du temps, de l’incertitude et des conséquences, non immédiates, de ses actions. Au niveau de l’apprentissage, le drone est entraîné à résoudre les problèmes que rencontrent les marins. Lorsqu’il définit la mission du drone, l’opérateur doit en préciser les contraintes (navigation, émissions électromagnétiques et acoustiques), les marges à respecter (énergie, position) et les traits de caractères (curiosité, discrétion). Il doit aussi délivrer des autorisations d’autonomie pour une replanification de la mission : altération des paramètres des objectifs de mission ; abandon total ou partiel de certaines parties ; réengagement de la mission ; éloignement plus ou moins temporel et spatial du contrat initial. Vu le coût onéreux des drones sous-marins, leur emploi en essaim nécessitera une hétérogénéité de drones performants et chers avec d’autres qui le sont moins, mais qui sont spécialisés dans une mission précise pour un temps donné. La complexité d’emploi de tels systèmes nécessitera des systèmes d’aide à la décision et l’utilisation de grosses unités porte-drones ou porte-armes pour remplir la mission. Le déploiement des drones plus petits et perdables sera probablement laissé à ces grosses unités et échappera complètement aux opérateurs, afin de limiter la complexité de la mission. Grâce à des séquences d’action de haut niveau pour chaque drone, l’essaim pourra atteindre son objectif via une coopération entre les drones, malgré des communications marines limitées. Naval Group y travaille.

Loïc Salmon

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