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AUSS : Quand Thales entreprend de révolutionner les drones sous-marins

Surveillance, renseignement, contre-terrorisme, guerre des mines, lutte ASM, monitoring de champs offshore, recherche d’épaves… Qu’il s’agisse d’applications militaires ou civiles, le groupe français, via sa branche dédiée aux systèmes de lutte sous la mer, Thales Underwater Systems, frappe un grand coup avec un tout nouveau drone hybride capable de naviguer en mode sous-marin mais aussi au-dessus de la surface. Une innovation, ou plutôt un concentré d’innovations puisque l’engin en intègre une dizaine, provenant de Thales et de 19 PME françaises associées à ce projet, mené dans le plus grand secret pendant plus de trois ans.

S’affranchir des contraintes des AUV

Pour désigner ce drone qui n’a pas d’équivalent, le terme d’Autonomous Underwater and Surface System a été inventé. Avec l’AUSS, Thales a voulu corriger les défauts, ou du moins les limitations, des AUV (Autonomous Underwater Vehicle, ndlr) actuels. « Depuis 10 ans, nous avons beaucoup travaillé dans le domaine des drones spécialisés dans la guerre des mines. Nous souhaitions développer un engin capable de remplir des missions très variées et, pour cela, il fallait aller plus loin que ce qui se fait. Aujourd’hui, les AUV ont des limitations assez contraignantes. Ils n’ont par exemple pas de capacité à s’arrêter, doivent contourner les obstacles sur leur lancée et se reposer sur le filet d’eau pour maîtriser leur altitude sous la surface. Il leur faut une vitesse relative pour planer dans l’eau grâce à leurs ailerons. En somme, ils manquent d’agilité, sans oublier la problématique de la stabilité en surface. Pour réaliser des missions ISR (intelligence, surveillance et reconnaissance, ndlr) par exemple, il faut des drones très lourds pour sortir un mât, des choses d’au moins 5 tonnes », explique Jean-François Ghignoni, directeur Marketing et Stratégie des Systèmes de lutte sous la mer de Thales. 

 

L'AUSS (© : THALES)

 

Le domaine clé de l’ISR

Le domaine de l’ISR fut précisément la base du développement de l’AUSS. Car, si dans le domaine de la guerre des mines par exemple, le profil d’emploi des AUV rend ces engins performants, les capacités sont bien plus discutables lorsqu’il s’agit de faire venir les drones en surface afin de remplir leurs missions de surveillance et de renseignement. Car la flottaison des engins est complexe et leur stabilité relative selon les états de mer. Or, le marché des drones dédiés à l’ISR est en plein développement, qu’il s’agisse d’engins mis en œuvre depuis la terre ou déployés via des bateaux-mères, aujourd’hui des bâtiments de surface et, demain, des sous-marins. Ces derniers, grâce à l’emploi de drones sous-marins, pourront en effet enrichir significativement la tenue de situation tactique et leurs capacités de surveillance, tout en restant discret ce qui, par la même, évitera une mise en danger par une présence du sous-marin dans des zones à risque.

Léger, stable et d’une agilité sans équivalent

Dans cette perspective, il fallait donc imaginer un drone léger (de 500 kg à 1 tonne selon la charge utile) et très agile dans sa navigation, capable de réaliser des manœuvres précises dans un espace réduit et de déployer un mât comprenant différents senseurs (radar, système électro-optique, intercepteurs de communications ou d’émissions électromagnétiques, système de communication radio ou satellite…). Un drone offrant une réelle stabilité, même lorsque la mer est mauvaise, mais aussi une grande endurance et  une capacité de réaction face à la menace. « L’objectif était de rassembler tout cela dans un engin de moins d’une tonne pouvant évoluer à vitesse nulle et en surface, capable de résister à de forts courants et qui soit en mesure de sortir, tout en étant immobile, un mât de 3 mètres ». Si les AUV actuels ne cessent d’évoluer, ils sont basés depuis bien longtemps sur le même principe. Et c’est précisément là que Thales a voulu faire la différence et provoquer une rupture.

Carte blanche pour sortir des sentiers battus

Pour relever le défi, le groupe et ses partenaires ont tout remis à plat et abordé leur sujet sous des angles inédits. « Nous avons fait tourner la machine à innovations et avons donné carte blanche aux scientifiques en leur demandant de sortir des sentiers battus pour trouver des solutions nouvelles répondant à ces objectifs. Ce fut une aventure passionnante menée avec les équipes de PME très innovantes qui a permis de donner naissance à l’AUSS, un tout nouveau concept situé entre l’AUV et l’USV (Unmanned Surface Vehicle) ».

Cinq campagnes à la mer depuis 2014

Les études ont débuté en 2013 et une première série d’essais en mer, au large de Brest, s’est déroulée l’année suivante. Quatre autres campagnes ont été menées depuis, permettant de valider le bienfondé du concept et les performances du drone dans différents profils d’utilisation.

 

L'AUSS (© : THALES)

 

Les designers améliorent les performances

Long de 5.5 mètres pour un diamètre de 53 centimètres et un poids d’environ 600 kilos, le prototype de l’AUSS a initialement pris la forme d’une torpille. Ce n’est pas le cas de la version finale car cette forme l’aurait rendu visuellement trop proche des AUV classiques. Alors Thales a fait appel à un designer pour offrir à son drone un « look » différenciant. Du pur marketing, au départ, qui a finalement et contre toute attente eu un véritable impact opérationnel : « Nous avons sollicité le cabinet d’architecture Concept Frenoy Design. Au début, il s’agissait uniquement de rendre l’engin plus joli qu’un simple tube. Et puis les architectes ont soumis différents designs, que nous avons envoyés à l’équipe technique. C’est là que le directeur scientifique a été très surpris et a estimé que certaines des formes proposées étaient meilleures en termes de performances ! »

 

L'AUSS (© : THALES)

Un comportement d’hélicoptère

Dépourvu d’ailerons afin de gagner en hydrodynamisme, l’AUSS se distingue par sa propulsion, particulièrement agile et comprenant notamment deux hélices contrarotatives. « L’AUSS évolue en toute discrétion vers sa zone d’opération et dispose d’un système d’évitement d’obstacles. Grâce à l’agilité de sa propulsion, il ne contourne pas les obstacles sur sa lancée, comme un AUV, mais s’arrête et remonte ou descend à la verticale ». Pour faire simple, alors que l’AUV classique se comporte dans l’eau comme un avion, l’AUSS, qui peut s’arrêter en une dizaine de mètres seulement, réagit comme un hélicoptère.

 

L'AUSS en mode ISR (© : THALES)

A la verticale pour déployer le mât

L’autre grande avancée se trouve cachée à l’intérieur du drone, qui dispose manifestement, même si Thales garde le secret sur le détail des innovations, d’un système de gestion de la gravité lui permettant de se mouvoir sous tous les angles et dans un espace très réduit. « L’engin a été conçu, et nous l’avons validé dans le bassin d’essais de Thales à Brest (environ 20 mètres par 8 mètres ), ndlr), puis en mer, pour se mouvoir à 360° sans sortir d’un volume très réduit, en fait un cube d’eau de 8 x 8 x 8 mètres ». Grâce à sa nouvelle approche dans le contrôle des masses et du centre de gravité, qui a nécessité de tester différents dispositifs, l’AUSS, et c’est là que réside la grande nouveauté, opère à la verticale. « C’est un nouveau paradigme, nous avons vraiment pensé hors du cadre. Pour les missions ISR, le drone se met donc à la verticale, nez vers la surface, et déploie son mât abritant les capteurs. Le corps immergé reste sous la mer et se trouve donc à l’abri des vagues, ce qui lui confère une grande stabilité ». Et si, lors de cette phase opérationnelle, l’AUSS, doté d’un système de détection panoramique, identifie une menace potentielle ou une intrusion à même de trahir sa présence, il est conçu pour réagir immédiatement en ravalant son mât et en descendant vers le fond afin de se mettre à l’abri. Puis, une fois la zone dégagée, il reprend automatiquement sa mission.

 

L'AUSS en mode ISR (© : THALES)

Maquette de l'AUSS présentée à Euronaval (© : THALES)

 

Une autonomie de 2 semaines

Quand celle-ci est terminée, le drone retrouve sa position horizontale et peut se poser sur le fond, avec un système d’ancrage qui lui permet de rester en attente de manière plus ou moins longue selon le profil opérationnel souhaité. Cela lui permet d’économiser son énergie en vue d’une prochaine mission. Cette gestion intelligente du potentiel est doublée de différentes technologies permettant d’optimiser la consommation et d’accroître les capacités énergétiques. « Le drone ne consomme par exemple presque rien lorsqu’il est immobile puisqu’il maîtrise sa flottabilité ». Au final, son autonomie est donc très importante. Les ingénieurs de Thales visent, ainsi, une endurance pouvant aller jusqu’à deux semaines pour une distance franchissable de 50 milles à partir du point de départ. Et des études sont en cours pour améliorer encore ces performances. Côté vitesse, l’AUSS peut naviguer à vive allure, le prototype ayant atteint les 17 nœuds lors des essais, la vitesse maximale visée à terme étant de 20 nœuds. « Cette vitesse élevée doit permettre au drone de pouvoir, en cas de besoin, esquiver une menace, être déployé rapidement ou suivre une cible ».

Des résultats remarquables

Afin de ne pas révéler certains détails à ses concurrents, Thales n’a pas rendu public les images tournées pendant les cinq campagnes d’essais menées au large de Brest. Mais nous avons pu les visionner et le comportement du prototype se révèle réellement équivalent à ce que l’on peut voir sur la vidéo de démonstration. L’engin montre des qualités de manœuvre impressionnantes et se positionne réellement à la verticale pour déployer son mât, au bout duquel une caméra enregistre des images d’une surprenante stabilité. Cela, dans des conditions allant au moins jusqu’à mer 3 et sans système de stabilisation sur la caméra.

De quoi répondre aux contraintes des missions ISR, qui imposent une présence discrète et dans la durée. Mais ce n’est pas, loin s’en faut, le seul domaine d’activité qu’offre l’AUSS. « Nous avons vraiment imaginé ce drone comme une plateforme multi-missions. Et maintenant que la base technologique est validée, nous voulons discuter avec les clients potentiels pour l’adapter à différents types d’opérations selon leurs besoins ».

Contre-terrorisme

Dans le domaine du contre-terrorisme maritime, un engin comme l’AUSS pourrait, ainsi, se révéler très précieux. Il pourrait par exemple s’approcher discrètement d’un bateau ou d’une installation maritime détournée et, grâce à ses moyens de surveillance (caméra TV/IR, systèmes d’écoute…), permettre aux autorités de suivre l’évolution de la situation en direct, de jour comme de nuit. On peut aussi imaginer que le drone soit doté d’un brouilleur permettant d’isoler les terroristes et de rendre les radars du navire détourné « aveugles » afin de masquer l’arrivée de commandos chargés d’une reprise de vive force.

 

L'AUSS en mode guerre des mines (© : THALES)

Guerre des mines

Même s’il n’a pas été conçu prioritairement pour cette fonction, il parait également évident que l’AUSS présente une solution très intéressante dans le domaine de la guerre des mines. Le drone peut, en effet, être équipé sur ses flancs d’un sonar latéral à ouverture synthétique SAMDIS, développé par Thales et qui équipe déjà des AUV dédiés à la guerre des mines. Quant au nez de l’AUSS, il peut abriter différentes charges utiles, comme une caméra et un projecteur permettant d’identifier une mine. D’ailleurs, l’agilité du drone constitue dans ce cas un vrai atout puisqu’elle lui permet de tourner autour d’un point fixe et donc de prendre des images sous tous les angles. « L’AUSS peut être adapté pour la guerre des mines, avec des performances accrues par rapport aux AUV classiques, en particulier dans sa stabilité et sa capacité à mieux gérer les courants », note Jean-François Ghignoni.

 

L'AUSS en mode guerre des mines (© : THALES)

Surveillance des installations offshore

Une autre application, civile cette fois, émerge déjà dans le secteur de l’offshore pétrolier et gazier, où l’AUSS pourrait servir à la surveillance des installations sous-marines. « Cette mission est aujourd’hui confiée à des bateaux qui mettent en œuvre des robots télé-opérés. Cela demande donc des moyens lourds et beaucoup de personnel, ce qui coûte cher. L’AUSS, lui, pourrait sortir d’un port tout seul et se rendre jusqu’aux champs situés au large afin de surveiller en toute autonomie les kilomètres d’installations subsea posées au fond de la mer et transmettre les images à des postes de contrôle à terre, par exemple via une liaison satellite. Ainsi, on pourrait diminuer sensiblement le coût du monitoring des équipements sous-marins ».

 

L'AUSS en mode surveillance d'installations offshore (© : THALES)

« Ce concept ouvre des horizons énormes »

Le champ d’action de l’AUSS devrait donc être très large car ce drone à la conception modulaire s’adapte à de nombreuses contraintes et répond à des besoins variés. « Les opérationnels auxquels nous avons présenté le drone ont été très surpris et estiment que ce concept ouvre des horizons énormes. Nous avons déjà validé certaines applications mais il en reste bien d’autres à explorer. En fait, nous ne dévoilons aujourd’hui qu’une petite partie de ce que l’AUSS pourrait faire et on est encore loin d’avoir tout vu et de mesurer la portée des changements que ce nouveau drone est susceptible d’apporter grâce à son agilité et ses capacités ».

Barrage sonar

Parmi les véritables ruptures opérationnelles que l’on peut deviner en observant le drone et ses performances, il y a par exemple la lutte ASM. A l’heure où les sous-marins prolifèrent à travers le monde et que certains pays manquent de moyens de détection, l’AUSS pourrait très bien faire office de station sonar, à l’image d’une grosse bouée acoustique, et même utilisé en groupe de barrage mobile voire permanent, afin de protéger des ports, approches maritimes et passages sensibles. 

Des discussions déjà engagées avec des clients potentiels

Après des années à améliorer les concepts existants de drones sous-marins, il y a peut-être là une rupture technologique et opérationnelle. L’avenir le dira mais, chez Thales, on assure que l’AUSS suscite énormément d’intérêt et que des discussions sont déjà engagées avec des marines internationales intéressées par les capacités de cet engin.

Créer une nouvelle filière à l’export

Le groupe français, qui a investi des millions d’euros en autofinancement dans ce projet,  entend maintenant faire fructifier ses recherches et se positionner comme un leader mondial. « Le bénéfice opérationnel de l’AUSS est très important et nous avons la capacité de proposer des solutions meilleures que celles de nos concurrents », affirme Jean-François Ghigoni, qui veut voir émerger par ce biais une nouvelle filière d’excellence française. « Nous souhaitons emmener à l’export le pool de PME qui a travaillé avec nous sur ce projet mais celui-ci a aussi vocation à être fédérateur pour tous les acteurs français travaillant dans le domaine des drones sous-marins. Nous avons dans cette perspective des discussions avec des partenaires afin de créer une nouvelle filière à l’export ». Quant à la question de savoir si Thales ne va pas, au final, entrer en concurrence directe avec d’autres industriels tricolores, Jean-François  Ghignoni assure qu’ « on ne cherche pas à concurrencer les sociétés françaises qui fournissent déjà des AUV de guerre des mines. Avec l’AUSS, nous sommes vraiment dans une logique multi-missions. Les marines qui feront l’acquisition de ce produit ne le feront pas en premier lieu pour la guerre des mines, où les AUV actuels sont déjà performants. Ce sera d’abord pour des missions ISR, de contre-terrorisme  ou de surveillance des installations sous-marines ». Toutefois, il est évident que certains clients pourraient être tentés, grâce à la modularité et aux capacités de l’AUSS, d’opter pour une plateforme unique, ne serait-ce que pour mutualiser les coûts d’acquisition, de maintenance et de formation.

 

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