Les militaires doivent avoir une approche plus souple et plus évolutive de la détection, de l'analyse et de la réponse aux menaces.

 Par Nancy Friedrich*, AD Industry Solutions Marketing, Keysight Technologies

L'US Air Force a récemment mis hors service son tout premier avion "Compass Call". Fabriqué en 1982, il comportait des fonctionnalités spéciales telles que la localisation, l'écoute et le brouillage des communications ennemies. En conséquence, les systèmes de cet avion pouvaient gravement entraver les communications et la coordination des forces. Ces capacités avancées ont assuré son fonctionnement pendant près de quatre décennies. Cependant, pendant cette période, l'utilisation du spectre électromagnétique (EM) dans les conflits a commencé à évoluer à un rythme beaucoup plus rapide, ce qui a conduit à des applications de guerre électronique plus complexes. Les nouvelles tendances et technologies du marché ont permis l'émergence continue de nouvelles menaces, mettant au défi les unités militaires modernes d'identifier rapidement ces menaces qui évoluent sans cesse.

En général, la guerre électronique est définie comme une guerre dans le spectre électromagnétique (EM), ce qui signifie que tout ce qui fonctionne sur la fréquence radio (RF) est considéré comme faisant partie de la guerre électronique. Les opérations électromagnétiques ciblent de nombreux aspects de l'environnement de la guerre électronique, depuis les radars et les brouilleurs jusqu’aux communications militaires. Tout ce qui communique par voie aérienne peut être une cible. Les systèmes de la guerre électronique utilisent le spectre électromagnétique pour soutenir les communications, la détection et la défense. Désarmer ces capacités signifie refuser à un adversaire la possibilité de communiquer ou de naviguer. Les systèmes de transmissions électroniques peuvent également recueillir des renseignements ou trouver des cibles.

Les petits adversaires peuvent tirer parti des technologies disponibles dans le commerce

Même les petits adversaires peuvent tirer parti des technologies disponibles dans le commerce, comme les équipements de brouillage du système de positionnement mondial (GPS). Une attaque menée sur la navigation, par exemple, pourrait menacer la capacité de l'armée à synchroniser ses opérations. Plus effrayant encore, il est possible que l’équipement cyber de l'adversaire nous fournisse des informations inexactes de position, d’heure ou de navigation. Cette possibilité pourrait causer des problèmes, allant de la confusion à des accidents horribles. Les menaces n'ont pas besoin d’être visibles pour mener une attaque et il est possible de provoquer des défaillances dans les communications, la coordination ou d'autres opérations sans apparaitre.

Le nouveau panorama de la Guerre Électronique (EW)

Dans toute action de guerre électronique, le gagnant sera celui qui peut manœuvrer le plus rapidement dans le spectre électromagnétique en tirant parti des progrès technologiques. Pourtant, les menaces sont de plus en plus nombreuses et sophistiquées, notamment en raison de la disponibilité des technologies. Il y a dix ans, très peu d'acteurs dominaient ce champ de bataille. Les capacités technologiques et les investissements nécessaires pour dominer la guerre électronique ont empêché beaucoup d’acteurs de développer des capacités concurrentes. Cependant, à mesure que l'électronique commerciale devenait moins chère et plus disponible, des adversaires de toutes tailles sont entrés dans la mêlée de la guerre électronique. Des adversaires très petits disposent maintenant potentiellement d'un arsenal de menace compétitif, ce qui rend l'environnement des menaces plus dangereux et plus imprévisible. La barrière à l'entrée étant si faible, toute personne possédant les compétences et les connaissances appropriées peut se procurer suffisamment d'équipement pour constituer une menace.

Les systèmes de radio logicielle (SDR)

Les systèmes de radio logicielle (SDR) ont également apporté un changement dans le domaine de la guerre électronique. À l'origine, la SDR se traduisait par une radio reconfigurable basée uniquement sur des logiciels. La conversion analogique-numérique se faisait directement au niveau de l'antenne. Les radios logicielles modernes prennent souvent des formes plus complexes, mais elles modifient leur fréquence de fonctionnement, leur modulation, leur largeur de bande et leur protocole réseau, sans avoir à changer le matériel du système. Avec l'augmentation de la vitesse du traitement numérique des signaux (DSP) et des convertisseurs analogiques-numériques (ADC), le traitement numérique des signaux est de plus en plus fréquent. En exploitant ces systèmes, les forces militaires peuvent plus facilement mettre à niveau leurs systèmes de menace. Le rythme rapide de l'évolution des technologies à double usage disponibles dans le commerce et des systèmes définis par logiciel est à l'origine d'une grande partie de la diversité et de la complexité des menaces futures.

L’impact de l’Intelligence Artificielle (IA)

À l'avenir, nous prévoyons que les technologies d'intelligence artificielle (IA) seront celles qui auront le plus d'impact sur la guerre électronique. Le rythme de l'évolution des technologies à double usage et des systèmes définis par logiciel disponibles dans le commerce est à l'origine d'une grande partie de la diversité et de la complexité des menaces futures. Avec l'ajout de l'IA, ces menaces tireront également des enseignements de chaque conflit, ce qui les rendra plus susceptibles de l'emporter à l'avenir.

Des menaces aux formes variées et de plus en plus sophistiquées

En raison de ces avancées technologiques, les menaces deviennent de plus en plus sophistiquées. Les menaces du passé étaient prévisibles, apparaissant et se comportant toujours de la même manière. Les menaces d'aujourd'hui sont réactives, changeant de comportement en fonction du scénario. Par exemple, si vous brouillez la menace d’un adversaire par réaction, il changera de fréquence ou prendra une autre mesure pour échapper à ce brouillage. Les adversaires doivent donc désormais partir du principe qu'une menace peut évoluer et se préparer à réagir en conséquence.

Ces menaces, sont souvent décrites comme étant cognitives ou adaptatives. Bien que les militaires utilisent ces termes de manière interchangeable, il existe de nombreux niveaux d'adaptabilité. La plupart n’atteignent pas les capacités de la guerre électronique cognitive. Grâce à l'apprentissage automatique, les systèmes de guerre électronique cognitive peuvent entrer dans un environnement, sans connaître les capacités de l'adversaire, et comprendre rapidement la situation. En faisant quelque chose qui fait réagir le système de l'adversaire, ils peuvent évaluer sa réponse. Ils peuvent alors développer une réponse efficace qui est adaptée au système de l'adversaire.

En revanche, les solutions adaptatives ne peuvent pas saisir rapidement un nouveau scénario et y répondre de manière originale. Par exemple, un radar adaptatif peut détecter l'environnement et modifier les caractéristiques de transmission en conséquence, en fournissant une nouvelle forme d'onde pour chaque transmission ou en ajustant le traitement des impulsions. Cette souplesse peut lui permettre d'améliorer la résolution de sa cible, par exemple. De nombreux systèmes ne nécessitent qu'un simple changement de logiciel pour modifier les formes d'onde, ce qui ajoute à l'imprévisibilité de l'apparence et du comportement des formes d'onde. Les forces militaires s'efforcent d'isoler les impulsions radar adaptatives des autres signaux, amis ou ennemis. Comme ces menaces deviennent de plus en plus adaptatives, leurs adversaires doivent y répondre dans un délai beaucoup plus court.

L’impact du Machine Learning

Avec l'IA, les machines intelligentes fonctionnent et réagissent à peu près comme les humains. Les machines peuvent donc effectuer des tâches plus intelligentes en utilisant des capacités telles que la reconnaissance de signaux. Le Machine Learning fait franchir un pas de plus à l'IA, en permettant aux machines d'apprendre continuellement à partir de données et de s'adapter en conséquence. Ces ordinateurs apprennent au fil du temps à un rythme très rapide. Les menaces utilisant le Machine Learning continueront d'apprendre de chaque conflit, déterminant les moyens d'être plus efficaces afin de l’emporter sur les futures contre-mesures. Cette évolution se produit sans qu'il soit nécessaire d'avoir une interaction humaine, c'est l'ordinateur qui décide comment modifier les comportements. Lorsqu'ils sont testés ou engagés, ces systèmes tirent les leçons de cette expérience. Ils modifient leur comportement futur en conséquence, ce qui signifie que l'ordinateur décide des prochaines étapes. En raison du comportement imprévisible du système, même les personnes qui l'ont mis en place ne peuvent pas prévoir son comportement exact.

À mesure que les systèmes progressent avec la technologie du Machine Learning, ils s'adaptent et modifient leur comportement ou leur ligne de conduite à un rythme de plus en plus rapide. Par exemple, si un radar essaie de suivre un avion à réaction, les contre-mesures de l'adversaire peuvent l'empêcher de réussir. Grâce au Machine Learning, ce radar essaiera sans cesse de nouvelles approches afin d’atteindre son objectif. Les machines d'aujourd'hui possèdent une intelligence qui est d'un ordre de grandeur supérieur à celle d'un expert humain en guerre électronique, car elles apprennent à partir de données qui continuent à s’accumuler.

Un avenir en constante évolution

En raison de l'abondance de nouvelles menaces modernes et réactives, les forces militaires se battent pour le contrôle du spectre électromagnétique. La domination du spectre leur permet de détecter, de tromper et de perturber les forces ennemies tout en protégeant leur propre armée. Si cette domination est maitrisée, les forces militaires doivent constamment innover en matière de menaces et de contre-mesures de guerre électronique pour rester dans cette position de leader. Pour suivre l'évolution constante de l'environnement des menaces, les forces militaires exigent des solutions flexibles et évolutives. Un risque atténué aujourd'hui peut devenir un problème dans six mois, ce qui met les militaires dans la position de toujours être confrontés à une nouvelle menace, voire à un nouvel ennemi. Des données incomplètes et dissociées empêcheront les militaires d'obtenir ou de créer une image claire de la Menace. Ils ne disposent pas d'une méthodologie leur permettant de tester ces menaces. Ce problème découle des systèmes traditionnels de simulation des menaces de guerre électronique. Ils utilisent des bases de données de menaces connues, auxquelles sont généralement associées des contre-mesures. De telles listes de cibles connues ne sont plus aussi efficaces, car elles deviennent rapidement obsolètes. Ces systèmes n'ont pas été conçus pour identifier et isoler les menaces dans l'environnement électromagnétique et déterminer des contre-mesures à la volée.

Les systèmes actuels impliquent un processus très long

Même lorsqu'ils sont capables de traiter de nouveaux signaux, ces systèmes impliquent un processus très long. Sur les théâtres d'opérations, les forces militaires recueillent des informations sur un type de signal, comme la fréquence ou l'intervalle de répétition des impulsions (PRI). Elles envoient ces informations à un laboratoire, où elles sont analysées afin de recueillir davantage d'informations et de mettre au point des contre-mesures. Des mois s'écoulent avant que ces informations ne soient disponibles dans le système pour être utilisées. Dans le futur, les adversaires auront une image plus complète des opérations. En s'appuyant sur la transformation de la dernière décennie, les 10 à 20 prochaines années promettent des développements technologiques plus rapides et plus évolués.

Dominer le spectre EM c’est dominer le théâtre de guerre électronique

Beaucoup prédisent que les développements du Machine Learning et de l'Intelligence Artificielle seront à l'origine d'une évolution puissante et continue de la guerre électronique. L'environnement de la guerre électronique tirera parti d'améliorations drastiques du traitement, par exemple en utilisant plusieurs dispositifs pour fournir plus d'informations en moins de temps. Les technologies de détection sensorielle joueront également un rôle plus important, en recueillant des informations sur la zone de conflit. Les nouvelles techniques de codage donnent déjà lieu à des capteurs de plus en plus complexes, interconnectés et corrélés. Ces innovations technologiques donneront naissance à de nouveaux systèmes réactifs aux menaces, bien informés, qui trouveront de nouvelles façons de gagner en puissance dans le spectre électromagnétique. Alors que les technologies continueront d'évoluer et que de nouvelles menaces apparaîtront constamment, une constante demeurera : la force militaire qui parviendra à maintenir dans la durée sa domination du spectre EM dominera également le théâtre de la guerre électronique.

• Nancy Friedrich est une spécialiste du marketing des solutions industrielles pour l'aérospatiale et la défense chez Keysight Technologies. Elle a rejoint Keysight après avoir travaillé pendant 20 ans sur l'ingénierie des marques de médias, jusqu'à occuper le poste de directrice exécutive du contenu pour une famille de marques comprenant la conception électronique, les micro-ondes et la radiofréquence, et la conception de machines. Nancy a ensuite été rédactrice en chef des actualités sur la conception et directrice du contenu pour des salons tels que DesignCon, ESC et les salons de la fabrication intelligente.

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• Photos credits: Keysight Technologies, MBDA, Earthcube