Swarm of drones and directed energy, the American technological duo to overcome the denial of access

Between the collapse of the Soviet Union in the early 2010s, the Western air forces, and the United States in particular, were certain that they could impose their superiority in the air on any other power, to the point of engaging major campaigns without ever needing to deploy troops on the ground, as in Kosovo in 1999 during Operation Allied Force, or in Libya in 2011 during Operation Harmattan for France and Unified Protector for the UN. But the gradual arrival of new anti-aircraft defense systems, such as the S-400 (2007) et the S-350 (2019) in Russia, and the HQ-9B (2007) and HQ-16 (2012) in China, and the improvement of the effectiveness of integrated multilayer air defenses, have deeply eroded these certainties, to the point of now talking about denial of access, i.e. systems capable of preventing entry into airspace on their own, but also naval, protected.

The initial response to this major threat to the Western air forces, which alone today carry over 75% of Western firepower, was summed up in one characteristic, stealth, which was widely emphasized for almost 15 years. 35 years to promote the commercial success of Lockheed's FXNUMX. But the increasingly rapid arrival of detection systems designed to counter this characteristic, like low-frequency radars, passive radars, or multistatism, have largely eroded the aura of invincibility of the F35, which also faces other maintenance and budget constraints, and of which certain characteristics are evident. disabilities, like its small radius of action. At the same time, Moscow and Beijing, but also their allies, have deployed dense and effective anti-aircraft defense networks, against which the air forces in Europe or the Pacific have little solution, if not is the heavy use of electronic warfare aircraft like the EA-18G Growler.

Since its entry into service, the Russian long-range anti-aircraft system S-400 has worried NATO and the West, by its ability to complement the multi-layered air defense of the Russian armies, and to deny access to a vast airspace.

With each Shield, its Lance

For the American forces, and in particular the US Navy and the US Marines Corps which anticipate more and more seriously a future confrontation against the Chinese forces of the PLA in the Pacific, and in particular around Taiwan, this threat can mean neutralization of American response and response capabilities to support its regional allies. And if the use of drones had for many years been considered and experimented with by the American military, it is the results obtained by drones and stray munitions in the Middle East, in Libya and in Syria, which finally convinced the United States. American Naval Staff of the relevance of this approach to neutralize the systems of denial of access of an adversary. But where the Syrian, Libyan or Armenian anti-aircraft systems were dispersed and therefore vulnerable during attacks carried by one or two drones, the Russian and Chinese defenses are redundant, multilayered, and otherwise more integrated. It was therefore necessary to resort not to a drone, or even a set of drones, but to a swarm of drones to hope to neutralize these threats.

A la différence d’une groupe de drones, un essaim de drones se caractérise par une action collective coordonnée et simultanée permettant de saturer les défenses de l’adversaire, en surpassant tout simplement les capacités technologiques dont il dispose par le nombre. C’est l’objectif du programme Super Swarm développé par le Bureau de Recherche Naval de l’US Navy, qui a été testé lors de l’exercice UxS IBP au large des cotes californiennes il y a quelques semaines. Nimbé de secrets, ce programme vise à mettre en oeuvre simultanément plusieurs milliers, voire plusieurs millions de drones contrôlés par une intelligence artificielle commune pour neutraliser les défenses de l’adversaire. Chaque drone n’emporterait qu’une faible charge offensive, qu’elle soit explosive ou électromagnétique, mais leur petite taille, et leur nombre, permettrait de saturer les défenses, et d’endommager suffisamment les systèmes critiques pour pouvoir mener, par la suite, une attaque conventionnelle par missiles de croisière, ou un assaut aéronaval.

Tests du programme LOCUST de l’US Navy, basé sur le drone Coyete de Raytheon

L’US Navy et le Bureau de Recherche Naval n’en sont d’ailleurs pas à leur coup d’essais dans ce domaine. Ils avaient déjà développé à partir de 2018 le programme Low Cost UAV Swarm Technology, ou LOCUST, basé sur le drone léger Coyote de Raytheon. Ils avaient également expérimenté l’année dernière, de manière très discrète, le déploiement et la mise en oeuvre d’un essaim composé de 1000 drones à partir d’un avion C-130 Hercules. Et lors de l‘exercice UxS IBP, un essaim de drones a été déployé pour neutraliser une cible navale détectée passivement par des navires robotisés, dans un scénario qui s’approche de plus en plus d’une première utilisation opérationnelle de cette technologie. Car en effet, une fois maitrisée et fiabilisée, la technologie des essaims de drones mise en oeuvre à partir de petits navires, de drones gigognes ou de submersibles, s’avérera un outil de premier plan pour neutraliser les capacités de déni d’accès d’un adversaire.

À chaque Lance, son Bouclier

Même si elles ont un avantage dans le domaine des essaims de drones aujourd’hui, les armées américaines savent pertinemment que celui-ci ne perdurera que peu de temps, et que la Russie, et surtout la Chine, s’empresseront de developper des systèmes équivalents. Il semble d’autant plus urgent de developper simultanément une ou des parades efficaces contre les essaims de drones que de nombreux pays se sont déjà engagés dans cette technologie. Mais cette fois, contrairement à ce qu’il advint dans le domaine des missiles surface-air, des missiles anti-navires, ou des armes hypersoniques, les armées américaines ont su préserver leur avance technologique pour être en mesure de disposer, dans des délais courts, et bien avant n’importe lequel de ses adversaires potentiels, d’une parade efficace, grâce aux armes à énergie dirigée. Le Pentagone, aidé en cela par la DARPA, développe en effet simultanément deux technologies complémentaires pour ce besoin: le laser à haute énergie, et la projection de micro-ondes.

Le système laser LAWS a été installé sur le navire amphibie USS Ponce pour expérimenter les capacités d’un tel système pour contrer les drones et les véhicules aériens et navals légers.

Les Etats-Unis sont incontestablement le pays le plus avancé dans la militarisation des laser à haute énergie. Les 3 grands corps d’armées, the US Army, the US Navy et the US Air Force, développent en effet des solutions qui permettront, à court terme d’ici 2 ou 3 ans, de déployer des systèmes laser anti-aériens et anti-missiles à bord des navires de guerre, de véhicules terrestres et même d’avions. Contrairement aux armes à projectile, qui nécessitent des munitions lourdes, encombrantes, et par nature, limitées en nombre, les laser à haute énergie peuvent, quant à eux, faire feu tant que de l’énergie électrique de puissance suffisante est disponible. Evidemment, encore faut-il que cette énergie soit disponible, mais les nouveaux systèmes de combat, qu’ils soient terrestres, navals ou aériens, sont bien souvent conçus pour disposer d’une importante réserve de puissance électrique, précisément pour ce besoin, et pour la consommation croissante des systèmes informatiques.

Alors que le Laser à haute Energie utilise l’énergie thermique dissipée sur la surface frappée par le rayon pour détruire sa cible, les armes à micro-ondes exploitent quant à elles les effets de ce type de rayonnement sur les composants électroniques pour neutraliser la cible. L’un des grands avantages de cette technologie est qu’elle nécessite une quantité d’énergie bien moindre qu’un laser pour détruire une cible comme un drone. En revanche, elle est par nature beaucoup moins directive, et donc moins concentrée, ce qui, au demeurant, n’est pas nécessairement un inconvénient. En effet, elles s’avèrent particulièrement efficaces contre les essaims de drones, une antennes micro-ondes pouvant balayer des portions de ciel pour en éliminer les drones sans avoir à viser précisément chaque unité. Outre le système THOR développé pour le compte de l’US Air Force, les industriels américains ont récemment présenté des avancées notables dans ce domaine, précisément pour contrer les essaims de drones. Il s’agit en particulier du programme LEONIDAS de la société Epirus, qui peut éliminer des drones par micro-ondes tout en préservant les drones alliés évoluant à proximité. Lockheed-Martin a pour sa part présenté il y a quelques jours son système MORFIUS, un drone anti-drone qui s’insinue au coeur d’un essaim avant de déclencher une impulsion électromagnétique pour le neutraliser.

Le système LEONIDAS permet de neutraliser des drones dans un espace aérien en projetant des micro-ondes, sans endommager les drones alliés évoluant à proximité.

Conclusion

Il est incontestable qu’à la sortie de la Guerre Froide, le Pentagone, et avec lui l’ensemble des armées américaines, se sont mis en roue libre du point de vue technologique, investissant des sommes folles dans des programmes mal conçus, pour au final n’aboutir à aucun résultat opérationnel. Cette état de fait a mené à la présente situation, où la Chine et la Russie sont à nouveau des adversaires faisant potentiellement jeu égal avec les armées US sur le plan technologique. Mais il est tout aussi incontestable que depuis quelques années, les Etats-majors US ont radicalement changé d’attitude, pour concentrer tous les efforts sur la compétition qui se dessine dans le Pacifique, mais également au Moyen-Orient et en Europe, avec ses deux concurrents et adversaires.

Remettre en ordre de bataille les armées et surtout l’industrie de Défense prendra du temps, mais les premiers résultats des réformes entreprises notamment par le général Mattis lorsqu’il était secretaire à La Défense de Donald Trump, et poursuivies par Mark Esper, son successeur, commencent à porter leurs fruits, notamment en apportant une première réponse effective et potentiellement efficace aux technologies de déni d’accès russes et chinoises. Qu’on le veuille ou non, les essaims de drones, et par conséquent les drones-gigognes, s’imposent dans l’arsenal militaire moderne, et sont appelés à devenir des outils clés pour contrer les systèmes de déni d’accès.

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