Comment détecter et intercepter les drones ?

Au cours de la semaine passée, des drones non identifiés ont été observés à plusieurs reprises dans l'espace aérien du Grand-Duché, provoquant des interruptions et des retards de vols à l'aéroport de Findel. C'est la première fois qu'un tel incident se produit au Luxembourg, mais des incidents similaires ont eu lieu ces dernières années dans d'autres pays. Bien que les autorités aient déclaré que les drones récemment repérés au-dessus du Luxembourg ne représentaient aucun danger pour la population, aucune information concernant leur type et leur origine n'avait été communiquée au moment de la rédaction de cet article.

Nous avons parlé avec Grégoire Danoy, Assistant Professor à l’Université du Luxembourg, sur les technologies scientifiques permettant de détecter et de suivre les drones, ainsi que des possibilités existantes pour les dévier ou les intercepter. L’équipe de recherche de l'informaticien travaille depuis 2017 sur la manière dont des essaims de drones pilotés par l’intelligence artificielle pourraient protéger des infrastructures critiques, telles que les aéroports, contre d’éventuels drones intrus.

Photo: Grégoire Danoy

Grégoire Danoy, comment détecter les drones non identifiés et potentiellement non autorisés ?

D’un point de vue scientifique, il existe de nombreuses approches et des travaux de recherche sont toujours en cours. À l’heure actuelle, il n’existe pas de méthode de détection unique qui soit fiable dans toutes les situations. Si l’on prend l’exemple de ce qui s’est passé à Findel et ailleurs, l’un des défis réside dans le fait que ces incidents se sont produits pendant la nuit. Certaines technologies sont mieux adaptées à ce contexte que d’autres.

D'une manière générale, l'objectif est également d'éviter un trop grand nombre de fausses alertes. La solution consiste à disposer d'une combinaison optimisée de capteurs complémentaires, adaptés à la taille du drone, aux conditions, à la météo, etc.

Quelles sont les différentes techniques qui sous-tendent ces capteurs ?

L’une des techniques classiques que vous pouvez utiliser, même de nuit, est la détection par radar. Il s’agit d’ondes radio émises puis réfléchies par le drone. Cette méthode peut fonctionner sur plusieurs centaines de mètres. L’un des défis liés à cette méthode réside dans le fait que les drones peuvent être assez petits, ce qui fait que l’écho renvoyé peut lui aussi être très faible. Cette méthode n’est donc pas toujours très fiable, ou la portée de détection peut s’avérer très courte. Il faut également tenir compte des obstacles présents dans l'espace aérien ou des réflexions potentielles dans l'environnement, qui peuvent donner des faux signaux.

Une autre méthode consiste à surveiller les signaux radio, notamment lorsque les drones sont pilotés à distance. En effet, pour piloter un drone, on utilise des fréquences radio, par exemple pour transmettre le flux vidéo. Or, ces transmissions peuvent être détectées par des capteurs qui captent la liaison entre l'opérateur et le drone, même dans l'obscurité. Ce procédé diffère considérablement du contrôle aérien classique.

Vous pouvez également recourir à des systèmes de vision. Vous pouvez utiliser des caméras ordinaires, mais elles ne fonctionnent pas bien la nuit. En revanche, vous pouvez utiliser des caméras thermiques, car les drones ont une température différente de celle de l'arrière-plan. Cela dépendra tout de même des conditions météorologiques et du contraste thermique, mais vous pouvez les utiliser même dans l'obscurité.

Un autre type de capteur est le capteur acoustique. Il permet de détecter la signature sonore des drones, caractérisée par le bruit des pales en rotation. Mais là encore, cela s'avère difficile à proximité des aéroports, car on y entend évidemment le bruit des avions, de la circulation ou du vent. Ces bruits peuvent masquer ceux des drones.

Puis, il y a d’autres capteurs à laser ou systèmes LIDAR. Ils fonctionnent également de nuit et de manière similaire aux systèmes de détection radar : ils mesurent le temps que met un signal émis à rebondir sur le drone et à revenir. Mais au lieu d’utiliser des ondes radio de plus grandes longueurs d’onde (de quelques millimètres à quelques centimètres), ils utilisent un faisceau laser dont les longueurs d’onde sont bien plus courtes (micromètres ou nanomètres). Ils fonctionnent toutefois sur des distances plus courtes que les radars et leur utilisation est également limitée en cas de brouillard ou de pluie.

Un dernier élément que je pourrais mentionner, et qui fait encore l'objet de recherche active, concerne les signatures électromagnétiques : les émissions électromagnétiques des moteurs ou des composants électroniques à bord des drones. Elles sont assez faibles, mais il est possible de les détecter – à courte distance.

Lorsqu'elles sont utilisées conjointement, ces méthodes de détection fournissent-elles uniquement des informations sur la localisation du drone, ou également sur sa taille ou son type ?

Bien évidemment, s'il s'agit d'une caméra, celle-ci peut fournir des informations sur la taille. Avec un radar ou un LIDAR, on peut distinguer certaines formes, ou déterminer s'il s'agit d'un drone à voilure fixe ou d'un drone multirotor. Et si l'on parvient à le suivre, on peut alors observer différents schémas de vol. Un drone à voilure fixe ne volera pas de la même manière qu'un drone multirotor.

Ce qui soulève une autre question : Ces méthodes permettent-elles de déterminer d'où vient un drone ou de localiser son éventuel pilote ?

C'est une très bonne question. Détecter un drone ne signifie pas pour autant que l'on sait d'où il vient.

On peut recourir à la localisation par ondes radio si les transmissions entre l’opérateur et le drone sont détectables et si la couverture du capteur est suffisante. Cela peut aider à localiser la télécommande – s’il y en a une –, mais ne fournit aucune information sur l’identité de la personne qui l’utilise. Si un drone est programmé, il peut tout de même disposer d’une liaison de commande. Mais en l’absence de liaison active, il se peut qu’il n’y ait aucune transmission de la télécommande à localiser.

Certains drones pourraient même être pilotés via un réseau de communication, comme la 4G ou la 5G. Il est alors plus difficile de retracer l'emplacement d'un éventuel pilote. En effet, la 4G et la 5G permettent d'étendre la portée de la mission, ce qui signifie que l'opérateur peut se trouver assez loin.

Puis, il y a l'identifiant à distance (Remote ID) qui vous permet de suivre le drone s'il est enregistré. Cet identifiant peut fournir des informations d'identification et de localisation, mais il peut être absent ou peu fiable. Il peut aider à identifier l'exploitant enregistré, sans pour autant prouver qui pilotait le drone ni si le vol était autorisé.

Si l'on parvient à s'emparer du drone, est-il possible d'extraire des informations sur son origine à partir du matériel ou des logiciels ?

Cela dépend du matériel. Il existe une grande diversité de types de drones : des plus petits, pesant moins de 200 grammes, jusqu’aux très gros drones à voilure fixe, de la taille d’un petit avion. Les enquêteurs peuvent récupérer les numéros de série, les journaux de vol ou les images enregistrées, en fonction de l’équipement et des données disponibles.

Quels sont les mécanismes de défense existants contre ce type de drones – c'est-à-dire les méthodes permettant éventuellement de dévier, de brouiller, de capturer ou de détruire les drones indésirables survolant des infrastructures critiques ?

C'est un sujet important depuis de nombreuses années. Il reste encore beaucoup de questions ouvertes et il existe différents types de technologies, allant des méthodes électroniques à des techniques d'interception plus physiques. Encore une fois, tout dépend vraiment de la situation et du lieu. 

En ce qui concerne les méthodes électroniques, la méthode classique consiste à brouiller les signaux : ("jamming") on tente de perturber la communication du drone ou d'interrompre les signaux de navigation par satellite. Le problème, c'est qu'on n'a aucune garantie quant à la manière dont le drone réagira à ce type d'intervention.

• Peut-être que le drone va atterrir.
• Peut-être qu'il va rester en vol stationnaire.
• Peut-être qu'il va retourner à sa base, ce qui pourrait faciliter son repérage. Certains drones commerciaux disposent de cette fonction, mais son fonctionnement n'est pas garanti en cas de brouillage.
• Ou peut-être qu'il va simplement continuer à voler, dériver ou devenir incontrôlable, ce qui n'est pas souhaitable au-dessus d'un aéroport ou d'une zone urbaine.

Une autre approche consiste à prendre le contrôle du drone. Pour y parvenir, il faut être capable d’exploiter certaines failles du logiciel ou des protocoles de communication. En théorie, cela pourrait être possible pour certains modèles et certaines configurations de drones, mais il est extrêmement difficile de disposer d’un ensemble complet de solutions dans ce domaine. Cette méthode n’est donc applicable qu’à un nombre très restreint de systèmes.

Il existe également des systèmes utilisant la technologie laser, c'est-à-dire un faisceau d'énergie dirigé qui neutralise des composants électroniques ou endommage le drone. Pour cela, il faut un suivi très précis et une bonne visibilité. Ce n'est toutefois probablement pas la meilleure approche au-dessus d'un aéroport, car elle comporte des risques de blessures oculaires, d'incendie et de dégâts causés par la chute de débris.

Une autre approche consiste à recourir à des interceptions physiques. Par exemple, on peut lancer des filets depuis le sol ou à partir d'autres drones pour capturer le drone. Mais cela pourrait également entraîner des collisions ou des chutes.

Finalement, il y a encore l'interception destructrice. On voit aujourd’hui de plus en plus de petits drones ultra-rapides, capables de voler à environ 300 km/h, dont le développement s’est considérablement intensifié ces derniers temps. Ceux-ci pourraient servir de drones intercepteurs entrant en collision avec la cible, à l’instar des tirs d’armes à feu et des missiles. Mais là encore, cette solution ne pourra très probablement pas être utilisée dans toutes les situations – par exemple au-dessus des aéroports, où la sécurité des citoyens est une préoccupation majeure.

Comme on peut le constater, la conception d’un système sûr et efficace pour protéger l’espace aérien au-dessus des infrastructures critiques ou des zones urbaines reste un véritable défi. Il n’existe pas de solution parfaite ; la meilleure approche consisterait à combiner plusieurs solutions, qui devraient être optimisées et coordonnées afin d’assurer une défense efficace contre les menaces potentielles.

Votre équipe de recherche à l'université étudie une autre solution de contre-mesure défensive. En quoi consiste-t-elle ?

Notre idée consiste à développer un essaim de drones coordonnés et pilotés par l'IA, destiné à servir de système de protection exclusivement défensif pour les infrastructures critiques telles que les aéroports. Nous avons constaté que la plupart des solutions de contre-mesures existantes comportent un certain risque de chute ou de projection de débris. Nous avons donc envisagé de proposer une solution qui, bien qu'elle ne convienne pas à tous les scénarios, pourrait combler une lacune existante.

Ces dernières années, nous avons travaillé sur le cas d'un essaim capable de contrer un intrus isolé. Nous avons mis au point de nouvelles techniques d'apprentissage automatique, c'est-à-dire une nouvelle intelligence artificielle, afin d'obtenir automatiquement un comportement efficace pour un essaim de drones.

Dans notre recherche actuelle, nous passons à l'étape suivante : nous étudions ce qui se passe lorsqu'il ne s'agit pas seulement d'un drone intrus isolé, mais d'un essaim de drones intelligents tentant de pénétrer, par exemple, dans un espace aérien. Il s'agit là d'un nouveau défi.

Above: Video about the PhD project of Florian Felten, which included the work on drone swarms vs single intruding drone. Florian Felten won an FNR for Outstanding PhD Thesis from the Luxembourg National Research Fund (FNR) in 2025. 

Ci-dessus : vidéo sur le projet de thèse de Florian Felten, qui portait notamment sur la confrontation entre des essaims de drones et un drone intrus isolé. Florian Felten a remporté en 2025 le FNR Award  de la meilleure thèse de doctorat décerné par le Luxembourg National Research Fund (FNR).

Quel serait l'objectif d'un tel essaim de drones destiné à contrer l'attaque ?

Ils pourraient, là encore, tenter de défendre l'espace aérien et de repousser les essaims de drones intrus. Ils pourraient ainsi s'approcher et escorter les drones intrus hors de la zone protégée. Et ce, de manière intelligente : l'essaim adapterait ses mouvements, sa forme, se diviserait, etc., en s'inspirant des essaims présents dans la nature.

Pour l'instant, ce projet en est encore au stade de la recherche et nous le testons en laboratoire, dans des environnements contrôlés. Le passage à des opérations en extérieur nécessiterait une validation supplémentaire en matière de sécurité ainsi qu'une clarification des conditions d'autorisation applicables auprès des autorités aéronautiques. Et bien sûr, nous travaillons également à la mise en place de mécanismes de sécurité au sein de l'IA que nous développons afin de garantir le contrôle sur les actions du système.

Plus d'infos sur site internet du projet de recherche et sur le site internet du chercheur.  

Interview: Michèle Weber (FNR)
Rédaction: Jean-Paul Bertemes (FNR)