Développement de concepts sur les systèmes aéronefs sans pilote

Le paysage des UAS évolue rapidement. L’augmentation rapide de la disponibilité, de l’accessibilité financière, de la complexité et des capacités des systèmes UAS fait peser des menaces croissantes sur le MDN/FAC et sur nos partenaires en matière de défense et de sécurité. Les adversaires potentiels adaptent également la conception des UAS pour échapper aux capacités actuelles des CUAS, en réduisant la visibilité de l’UAS, en minimisant les émissions de radiofréquences, en augmentant l’autonomie, en opérant à des vitesses plus élevées, etc. Les solutions proposées pour relever ce défi devraient tenir compte non seulement de ce qui est disponible et constitue une menace aujourd’hui, mais aussi des capacités émergentes des UAS et des CUAS ainsi que de la manière dont ils pourraient être détectés, neutralisés ou exploités demain.

CUAS a été identifié comme l’une des priorités de la politique de défense du Canada de 2017, Protection, Sécurité, Engagement (PSE) : « À mesure que le développement de systèmes télépilotés progresse […] le Canada devra se doter des capacités nécessaires lui permettant de repérer ces menaces en plein essor et de s’en défendre. » (page 73).

Le Commandement des opérations interarmées du Canada (COIC) dirige les efforts relatifs au CUAS, en coordination avec l’Armée canadienne (AC), la Marine royale du Canada (MRC), l’Aviation royale du Canada (ARC) et le Commandement des forces d’opérations spéciales du Canada (COMFOSCAN). Les renseignements présentés dans ce défi CUAS d’IDEeS représentent un mélange de caractéristiques intéressantes pour un ou plusieurs services, ainsi que pour la Gendarmerie royale du Canada (GRC).

Les projets des FAC suivants ont un intérêt direct dans les systèmes CUAS et les résultats de cet Environnement protégé :

• Modernisation de la guerre électronique terrestre des Forces canadiennes (MGETFC). La MGETFC met à niveau les équipes mobiles de guerre électronique de l’Armée de terre dans les plateformes légères et blindées. Bien que les capacités dédiées au CUAS ne fassent pas partie du champ d’action de la MGETFC, cette dernière souhaite comprendre comment les capacités multi rôles de détection et d’attaque de la GE peuvent contribuer à la lutte par CUAS, et comment les capteurs dédiés au CUAS pourraient alimenter le réseau de capteurs de la GE.
• Modernisation du renseignement, de la surveillance et de la reconnaissance (Mod RSR) La Mod RSR étudie les capacités capables de fournir des systèmes de détection à des fins de ciblage. Ce projet est mandaté dans le cadre de la politique PSE, initiative n° 42 et est financé. Ce projet est dans l'analyse des options en transition vers la définition.
• Systèmes de défense contre les systèmes aéronefs sans pilote (CUAS). Une initiative particulière des CUAS étudie les systèmes CUAS capables de défendre les infrastructures critiques, les véhicules et le personnel contre les UAS micro et mini. Ce projet n’est pas financé à l’heure actuelle et, par conséquent, il n’est pas encore possible d’indiquer une date prévue pour tout approvisionnement futur.

Résultats essentiels

Outre le fait de relever le défi d’une manière générale, il n’y a pas de résultats essentiels spécifiques détaillés pour le moment.

Résultats souhaitables : Intégration dans un système externe de commandement et de contrôle

La menace que représentent les UAS n’est qu’une menace parmi tant d’autres que les FAC doivent constamment prendre en compte dans un environnement opérationnel à plusieurs niveaux. Bien qu’un système CUAS unique puisse parfaitement avoir les capacités attendues, si ses informations et son contrôle ne peuvent pas être intégrés dans une structure commune de commandement et de contrôle, son utilisation fonctionnelle est diminuée, ce qui nécessite des ressources humaines supplémentaires pour combler manuellement cette lacune, ce qui réduit à la fois l’efficacité et l’efficience du système et de la force déployée.

Il est souhaitable que le système de commandement et contrôle externe soit déjà utilisé par les FAC, comme Link 16, Sensing for Asset Protection using Integrated Electronic Networked Technology (SAPIENT), Forward Area Air Defense Command and Control (FAAD C2), All Purpose Structured Eurocontrol Surveillance Information Exchange (ASTERIX), Air Command and Control System (ACCS) de l’OTAN ou Joint All-Domain Command and Control (JADC2).

Scénarios opérationnels

Les menaces UAS surviennent dans divers scénarios opérationnels, dont cinq présentent un intérêt particulier contre lequel il faut se défendre. Il est souhaitable qu’une solution traite autant de ces problèmes que possible, chacun dans la mesure du possible :

• Base d’opérations. Défendre une base d’opérations avancée (BOA), un aérodrome ou un lieu de conférence VIP dans lesquels un système de défense contre les CUAS peut se trouver dans un emplacement statique une fois déployé, et où la taille de l’équipement et la consommation d’énergie ne constituent pas un problème majeur. Le périmètre de la zone à défendre est un rayon circulaire de 2,5 km, de sorte que l’emplacement et la quantité combinés des systèmes utilisés doivent se trouver à l’intérieur de ce cercle avec une portée effective s’étendant au-delà de ce périmètre dans toutes les directions pour empêcher l’UAS d’approcher le périmètre.
• Véhicule mobile. La défense d’un élément de force mobile, tel qu’une patrouille de cinq véhicules, dans laquelle le système CUAS doit être monté sur un véhicule et alimenté pour être mobile, créant ainsi une bulle défensive autour des véhicules pendant le déplacement.
• Personnel débarqué. Défendre un petit déploiement de 12 soldats à pied ou un groupe VIP dans un lieu isolé, auquel cas le système CUAS et sa source d’énergie doivent être « transportable par l’homme ». De plus, il serait idéalement aussi opérationnel lorsque le groupe est en mouvement, créant une bulle défensive autour du groupe.
• Environnement urbain. Opérer dans des scénarios urbains tels que des infrastructures complexes et encombrées, des obstacles et des environnements électromagnétiques. La zone à défendre se trouve au centre d’une grande ville, couvrant quatre blocs urbains, avec des tours de bureaux pouvant atteindre 10 étages à défendre ainsi que certains ou tous les blocs urbains.
• Environnement naval. Défendre un navire de la taille d’une frégate de la MRC qui (i) fait route dans les eaux littorales allant de grands détroits à des entrées confinées dans des ports, et (ii) le long d’un quai ou ancré dans un port. L’équipement devra affronter des obstacles, comme la superstructure du navire; l’environnement électromagnétique unique entourant le navire; les différentes vitesses et mouvements d’un navire; une variété de paysages côtiers, urbains et portuaires; et il devra pouvoir résister à une exposition prolongée à l’environnement salin marin.

Les méthodologies générales pour obtenir des effets CUAS peuvent être caractérisés comme suit :

• Détection active, dans laquelle le système CUAS émet un signal afin de détecter l’UAS (comme un radar), qui a l’inconvénient de potentiellement révéler l’emplacement de l’émetteur; selon la technologie utilisée.
• Détection passive, qui dissimule notre propre position et s’appuie sur la détection de l’UAS à partir des effets qu’il génère (comme la détection visuelle, les signatures électroniques, le bruit sonore, etc.).
• Neutralisation non cinétique, en utilisant des moyens tels que des effets de radiofréquence ou d’autres méthodes pour dissuader, désactiver, prendre le contrôle ou autrement atténuer l’UAS.
• Neutralisation cinétique, en utilisant des munitions, des filets, des enchevêtreurs, des missiles, des lasers, des appareils micro-ondes ou d’autres moyens pour neutraliser physiquement l’UAS.

Afin d’évaluer la capacité des solutions à répondre aux scénarios ci-dessus, une description de toutes les solutions proposées est nécessaire. Pour créer une structure de description commune pour toutes les solutions, quels que soient la méthode ou le NMT, les caractéristiques décrites dans le tableau ci-dessous seront utilisées en plus de toute description générale d’une solution. Au besoin, une explication supplémentaire de chaque caractéristique et de toute définition sera incluse dans la documentation de la demande elle-même.

De plus, en raison des Environnements protégés des CUAS 2019 et 2022 et d’autres sources comme les exercices récents de l’OTAN, une connaissance générale des capacités de prototype existantes en ce qui concerne ces caractéristiques est déjà connue aux NMT 6 et plus; cependant, l’existence d’une solution unique qui fait tout ce qui est à ces niveaux n’est pas connue actuellement. Par conséquent :

• Environnement protégé des CUAS 2024. Les solutions appelées à participer à l’environnement protégé des CUAS 2024 devraient se trouver à des niveaux similaires ou supérieurs à ceux des capacités actuelles des caractéristiques du tableau ou, collectivement, comporter un nombre accru de ces caractéristiques à des niveaux similaires ou supérieurs, mais dans une seule solution;
• Proposition de développement de concept. Pour ce qui a trait aux nouvelles solutions qui ne sont pas admissibles à l’environnement protégé, mais qui ont besoin de financement pour le développement de concepts, les capacités prévues devraient être considérablement plus élevées dans une ou plusieurs de ces caractéristiques pour rendre l’investissement dans un tel nouveau concept utile plutôt que de reproduire ce qu’une solution de NMT supérieur peut déjà faire.

Le MDN/FAC sont ouverts à tous les types de solutions, mais les technologies et les concepts les plus intéressants et les plus susceptibles d’être sélectionnés sont ceux qui peuvent dépasser les prototypes et les capacités actuellement connus, comme indiqué dans l’annexe A du guide du demandeur.

Utilisation d’une méthode sensiblement différente de tout autre moyen de détection et de neutralisation des drones, de sorte qu’elle occuperait un créneau dans une approche CUAS stratifiée de capacités multiples. Les méthodes connues actuellement comprennent, mais ne sont pas limités à :

Détecter :

• Radars
• Signaux acoustiques
• Signaux RF

Neutralisation :

• Brouillage de signaux RF
• Réseaux
• Projectiles balistiques pour armes de petit calibre

On peut s’attendre à ce que la sélection mette l’accent sur les domaines technologiques suivants, à condition que leur rendement soit pertinent. Même si ces domaines technologiques sont déjà connus, il est intéressant d’y apporter des améliorations :

• Intercepteurs.
• Les solutions de neutralisation cinétique, en particulier les munitions de proximité, et l’énergie dirigée, comme les lasers et les micro-ondes.
• Au-delà de la capacité de LDM.
• Réseaux de capteurs à faible coût.
• Systèmes déjà conçus pour être intégrés dans des systèmes C2 externes.
• Suivre et neutraliser les essaims d’UAS.

Détecter et neutraliser les UAS commandés depuis un réseau LTE/5G.