Les drônes miniatures mythe ou réalité ?

Les drônes miniatures mythe ou réalité ?

Les projets de construction de véhicules volants miniatures sont une réalité tangible depuis plusieurs années… À plus ou moins long terme, ce qui pourrait apparaître comme une simple mouche évoluant dans une pièce pourrait se révéler être un drone miniature utilisé à des fins de surveillance par l’armée ou encore par le gouvernement.

Le DARPA, branche de recherche militaire aux USA ainsi que d’autres oAganismes du même type ne cachent aucunement qu’ils ont financé des recherches pour une telle technologie. Crédits DARPA.
Pourtant, les obstacles techniques à surmonter (et aussi financiers) semblent suffisants pour que l’on s’accorde à penser que ces potentiels

Des espions volants ?

Nous sommes en septembre 2007. Une manifestation anti-guerre se tient à Washington. Une militante, Vanessa déclare alors qu’elle aurait vu, au-dessus de la foule, des objets ressemblant à « des sortes de libellules ou de petits hélicoptères ».
Et de clamer que le gouvernement américain aurait mis à profit ces nouveaux micro-espions afin de filmer les manifestants. A-t-elle rêvé ? Il n’est pas aisé de l’affirmer car Vanessa n’est pas seule à avoir scruté ces étranges libellules qui survolaient le cortège lors d’autres manifestations organisées à New York comme à Washington.

Potentiel espion volant ?
Or, si l’on s’en tient au témoignage des intéressés, le comportement de ces êtres volants ne ressemblerait pas à ceux d’insectes usuels. Ainsi, trois manifestants ont décrit, sans s’être apparemment concertés, un comportement de groupe de la part de ces libellules, ce qui ne se produit jamais dans le réel. Du coup, la question a été soulevée : se pourrait-il qu’il y ait eu là des drones miniatures lâchés dans les airs afin de capturer des images des anti-militaristes ?
Comme l’on peut s’y attendre aucune agence gouvernementale américaine n’a revendiqué un tel exploit…


Drônes géants et drônes miniatures

Les drones ou avions sans pilote dédiés au recueil d’informations sont une réalité militaire depuis plus de quatre décennies et la Guerre du Golfe a vu certains d’entre eux effectuer des missions de reconnaissance avancées. Les premier UAV (Unmanned Aerial Vehicles - véhicules aériens sans personnel) remontent aux années soixante. Les Tagboard construits par Lockheed à partir de 1962 dans l’usine ultra-secrète de Burbank en Californie, participèrent à quatre incursions en autonome sur le territoire de Chine du 9 novembre 1969 au 20 mars 1971.

L’affiche qui annonce la 5ème compétition pour les robots volants.
Aujourd’hui, l’on trouve plus de cinq mille UAV dans l’écurie du Pentagone avec une star, le Predator qui opère des incursions très fréquentes sur le territoire du Pakistan. Capable de voler durant une journée entière à une altitude de 8 kilomètres environ, les Predator ont été utilisés dans plusieurs milliers de missions de reconnaissance et ils auraient également été mis à contribution dans certaines opérations offensives. Leur prix de fabrication, 4,5 millions de dollars n’est pas énorme en comparaison des avions de combat actuels. Un autre drone prisé par les Américains est le Global Hawk, capable d’atteindre une altitude de 20 kilomètres et de voler en solitaire durant trente-cinq heures. L’autonomie de vol de ces appareils est toute relative. En réalité, les Predator comme les Global Hawk sont généralement pilotés à distance. La précédente administration présidentielle s’est montrée ouvertement sensible au développement de tels outils. G. W. Bush avait officiellement déclaré : « Nous entrons dans une ère où les véhicules sans pilotes de toutes sortes vont prendre davantage d’importance que ce soit dans l’espace, sur terre, dans les airs ou dans la mer. »
Se pourrait-il que le même gouvernement américain puisse utiliser les drones pour surveiller des populations civiles ? L’on sait que de tels UAV ont déjà été mis en œuvre dans un contexte restreint : certains drones sont utilisés à des fins de surveillance de la frontière qui sépare la Californie, l’Arizona, le Nouveau Mexique et le Texas du Mexique.
Quid de la fabrication de drones de taille plus réduite ? C’est une réalité tangible. Le Raven de Aerovironement, à titre d’exemple, est suffisamment petit (1,3 mètres d’envergure) et léger (6,7 kg) pour qu’i soit possible de le lancer à la main. Equipé de batteries rechargeables, il peut voler durant une vingtaine de minutes à une hauteur d’environ 300 mètres et s’élever beaucoup plus haut si le besoin s’en fait sentir.
Descendre jusqu’à la taille d’un insecte est-il envisageable et se pourrait-il que de tels drones soient déjà en opération ? Il est difficile de l’affirmer au vu des expériences actuellement menées en laboratoire. Ce qui est certain, c’est que le DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency / Agence américaine des Projets de Recherche Avancée pour la Défense) s’y intéresse depuis une bonne quinzaine d’années déjà. Dès 1993, l’institution RAND, sorte de think tank voué à la Recherche et au Développement au service des USA, a émis l’hypothèse de la réalisation de drones de la taille d’un insecte. Il ressortait de leur étude que l’Amérique serait en mesure d’y gagner un avantage militaire conséquent. Dès 1996, le DARPA a donc démarré le financement de recherches sur de tels drones miniatures, avec un cahier des charges précis : un poids inférieur à 500 grammes et une envergure de moins de 50 centimètres. Le financement alloué en 2000 était de 3,15 millions de dollars.
De telles recherches relatives à des micro-robots volants sont donc bel et bien en opération depuis une bonne décennie, qu’il s’agisse de créer des insectes artificiels de toutes pièces ou bien d’inclure une puce sur un insecte... Il existe même une compétition pour ces micro-objets volants non identifiés : l’Aerial Robotics Competition (Compétition Robotique Aérienne) qui les met en concurrence et la prochaine édition a lieu du 20 au 24 juillet à l’Université de Puerto Rico. L’objectif visé cette année implique des petits robots volants capables de naviguer à l’intérieur d’un bâtiment. Autant dire que la recherche est active dans le domaine.


Drônes miniatures les projets en cours

La création d’insectes volants micro-mécaniques (Micromechanical Flying Insect ou MFI) constitue l’un des projets du laboratoire de biométrie de l’Université de Berkeley — lequel s’est rendu célèbre en tentant de faire imiter par un robot le déplacement vertical du Gekko, et ce, depuis mai 1998. Selon Ronald Fearing qui dirige les opérations, l’ambition serait de développer un appareil de 10 milligrammes et d’une envergure de 2,5 cm qui serait capable de maintenir un vol autonome. Le design du MFI est fondé sur des principes biométriques en vue d’obtenir la vitesse de vol exceptionnelle que manifestent les mouches elles-mêmes. Si l’équipe de Fearing dit avoir réussi à actionner une aile à la vitesse de 270 battements par seconde, rien n’indique qu’ils seraient parvenus à faire voler un tel engin.
L’auteur Jean-Jacques Cécile, dans un ouvrage consacré à l’usage potentiel d’un tel robot volant à usage militaire a donné davantage de précisions sur leur constitution : « des feuilles d’acier inoxydable ultra-mince pour la cellule et de Myar pour les quatre ailes. » Celles-ci sont animées par un « micromoteur piézoélectrique composé de cristaux ; ils changent de forme lorsque soumis à un courant électrique. »

Un prototype d’insecte robotique volant réalisé par l’équipe de Ronald Fearing.
Au Dickinson Lab qui est lié à l’Université de Caltech, l’équipe de Michael Dickinson mène des recherches lié au vol des mouches. Le projet appelé Robofly est décrit ainsi : « un équipement technique utilisé afin d’étudier et effectuer des mesures de l’aérodynamisme des insectes ailés ». De telles études sont loin d’être vaines si l’on considère que durant bien longtemps, le vol des insectes n’était pas modélisable mathématiquement. Dickinson se refuse toutefois à nous dire plus sur ses recherches. Pourtant, dans une interview donnée à ScienCentral News, il reconnaît que ses expériences pourraient aider à créer des « robots volants autonomes ». L’Université de Caltech en Californie mène par ailleurs des recherches sur un engin dont le vol serait inspiré de la samarre, ce fruit sec de l’érable qui tombe en tourbillonnant avec un mouvement d’auto-rotation qui freine fortement sa chute. David Lentink de l’Université de Wageningen, Hollande qui mène ces recherches avec le Caltech (Californie, USA) aimerait s’inspirer de ce lent tourbillonnement pour créer un micro-drone dont la sustentation serait exemplaire.

Mouche mécanique Harvard microbiotics - © Robert Wood
Un autre grand laboratoire de recherche sur les insectes robots est le Microrobotics Laboratory de Harvard. Appelés les « micro-véhicules aériens (Micro Air Vehicles – MAV), les MAV ont un poids de 60 milligrammes, et une envergure de 3 centimètres. Pour en fabriquer les composants ultra fins, il a fallu opérer au laser et les plier selon une technique que Robert Wood, qui dirige le laboratoire, compare à celle de l’origami. Au printemps 2007, le MAV a effectué son premier vol. Il est ainsi devenu le premier robot à deux ailes imitant le déplacement d’une mouche capable de s’élever dans les airs avec toutefois une limitation : le MAV était assujetti à une micro-longe qui l’aidait à maintenir une direction droite. Une nouvelle génération inclut un contrôleur interne mais le Microrobotics Laboratory n’a pas encore fait savoir s’il avait réussi à voler.
Un fait demeure : aucun de ces centres de recherche n’est donc en mesure de présenter un insecte volant opérationnel et totalement autonome. En réalité, les chercheurs se doivent d’opérer à des tailles si réduites que l’aérodynamisme classique n’a plus cours.


Miniaturisation des obstacles avant tout.

Millenial Vision que préside Robert Michelson travaille sur de nombreux projets de robots miniatures volants. L’un de ces appareils est l’Entomopter, un appareil qui de l’extérieur ressemble davantage à un petit avion qu’à un insecte et dont le vol repose sur une innovation appelée « Reciprocating Chemical Muscle » (Muscle chimique alternatif) capable de générer un battement automatique des ailes depuis une source d’énergie telle qu’un carburant classique. La NASA a exprimé un intérêt pour ce projet étant donné qu’un tel robot pourrait survoler la planète Mars.
Lorsque nous questionnons Michelson sur les obstacles à contourner pour réaliser de tels appareils miniatures aériens, il soulève deux problèmes techniques essentiels : « la densité d’énergie embarquée » et « la navigation indépendante d’un GPS ». Pour le reste, son discours s’articule autour d’un problème essentiel : le financement.

L’Entomopter sur lequel travaille l’équipe de Robert Michelson
« Jusqu’à présent, il a été difficile d’obtenir des fonds pour ce type de projets. Le principal investisseur pour de tels travaux, le DARPA, a mis toute son attention sur les conflits afghan et irakien et depuis qu’ils ont nommé un nouveau directeur, Tony Tether, l’agence a perdu sa vision qui consistait à poursuivre des objectifs de technologie avancée sur le long terme. J’ai reçu des financements du DARPA pour l’Entomopter mais les batailles politiques internes nous ont fait perdre nos chances pour un financement suivi. » Si l’Air Force a pris le relais pour certains sous-systèmes de l’Entomopter, Michelson regrette qu’il n’existe pas un effort concerté permettant de soutenir le concept global.
Pour l’heure, Millenial Vision dit avoir développé un grand nombre des sous-systèmes de l’Entomopter en laboratoire mais manquer de fonds pour perfectionner le mécanisme des ailes et le lien vers un système de contrôle de la navigation et de la stabilité.
En clair, si les insectes que Vanessa dit avoir vu à Washington en 2007 sont une réalité, ils émaneraient d’un centre de recherche ultra-secret et leur usage pourrait même dénoter une erreur tactique de la part de ceux qui les auraient mis en œuvre.


Un usage de surveillance civile ?

Une chose est sûre, les recherches à des fins militaires sont avérées. Certains chercheurs du DARPA sont allés jusqu’à insérer des puces dans des larves de papillon afin d’observer comment celles-ci pourraient se transformer en cyber papillons. L’objectif militaire est clairement défini même si les chercheurs évitent comme par pudeur de le signaler.
De fait, Michelson dit envisager des applications de surveillance dans un bâtiment mais aussi le sondage de Mars tout en reconnaissant par ailleurs que le financement vient du DARPA comme de l’Air Force. C’est un même credo qui est soulevé au Microrobotics Labs de Robert Wood : l’on pourra lâcher ces insectes artificiels dans des environnements périlleux ou à des fins de sauvetage. Pourtant, dans une interview au Daily Mail, Wood reconnaît que ses MAV pourraient servir à des fins moins humanistes. « Etant petits et agiles, d’un point de vue militaire vous ne les remarqueriez point. » Michael Dickinson estime que l’on pourrait utiliser les robots volants pour des opérations de sauvetage, d’exploration de planètes. Pourtant, le DARPA, a été l’un des premiers investisseurs du Dickinson Lab et qu’actuellement, deux organismes liés au militaire contribuent à son financement : l’Air Force Office of Scientific Research et l’Institute of Collaborative Technologies of the Army Research Office.
Se pourrait-il alors que de tels robots insectes soient utilisés à des fins moins glorieuses telle la surveillance de la population comme l’ont affirmé les manifestants évoqués plus haut ? Il n’est pas impossible de l’écarter. Depuis les années 90, l’utilisation de drones à des fins non militaires a souvent été mentionnée. Dès février 1995, la police de l’Oregon s’est vantée d’avoir pu déjouer un réseau de trafic de drogues à l’aide d’un drone baptisé Pointer qui a permis de surveiller un centre sans se faire repérer. En France même, la Brigade des sapeurs pompiers de Paris compte bientôt mettre à profit un drone muni de caméras, le MiniRec de Bertin Technologies afin d’aider aux manœuvres : cet appareil de 2,5 kg pourrait accéder aux divers étages d’un immeuble en feu et indiquer où se trouve les victimes à sauver.
Pourrait-on les utiliser à d’autres fins ? Le Chicago Tribune y croit et n’a pas hésité à reproduire une vidéo émanant de l’Air Force Research Laboratory sur un projet de robots insectes kamikazes qui seraient capables de se poser sur un sniper et se faire exploser avec ! Des utilisations individuelles pourraient même émerger. Un logiciel Open Source de pilotage de drones, ArduPilot est disponible sur le site ArduPilot. Ce qui laisse à penser qu’une fois que la technologie sera généralisée, bien des usages inattendus pourraient émerger.
Ainsi donc, tôt ou tard, ce petit insecte qui vole au-dessus d’une foule parisienne pourrait être un micro-espion renvoyant des images des participants. Ceux qui mettraient à profit de tels engins devront toutefois affronter une amère réalité : un claquement de main ou de tapette sur une mouche espion suffira à réduire à néant une haute technologie fort coûteuse !…