Drones, IA et essaims autonomes : l’analyse de Serge Chaumette

Professeur à l’Université de Bordeaux et chercheur au LaBRI (Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique, UMR CNRS 5800), directeur scientifique d’IcarusSwarms.ai, entreprise dédiée à l’évaluation des systèmes anti-drones et aux applications militaires.

Mes travaux de recherche portent sur les flottes et essaims sécurisés de systèmes autonomes (drones, robots terrestres, etc.), dans lesquels le mode de fonctionnement dégradé est considéré comme le cas d’usage standard. Autrement dit, je m’intéresse à des systèmes où aucune hypothèse ne peut être faite sur la disponibilité des liaisons de communication ou des appareils constituant le ou les essaims. Je travaille à la fois sur des aspects théoriques et sur la conception et la mise en œuvre d’applications dans des environnements réels. J’ai notamment, avec les membres de mon équipe et en collaboration avec Thales pour la partie expérimentale, conçu et déployé, dès 2012, le premier essaim de drones totalement autonome et auto-organisé. 

Je suis par ailleurs co-fondateur et directeur de l’innovation de la start-up Preditic, spécialisée dans la maintenance industrielle prédictive à l’aide de capteurs, de technologies de communication de proximité et, lorsque cela est pertinent, d’intelligence artificielle. 

Enfin, je suis directeur scientifique d’IcarusSwarms.ai, une entreprise dédiée à l’évaluation des systèmes anti-drones et aux applications militaires des essaims, avec des solutions déjà déployées auprès des forces. 

 
Dans le contexte actuel d’essor rapide des technologies, quel rôle jouent aujourd’hui les drones dans les domaines civil, défense et scientifique ? 

L’utilisation des drones se généralise ; le phénomène est incontestable, et le constater aujourd’hui relève presque de la banalité. De la recherche de personnes à la pollinisation des cultures, en passant par la surveillance d’infrastructures industrielles ou sensibles, ils se sont désormais imposés dans notre quotidien. 

Dans le domaine civil, les cas d’usage se développent, qu’ils soient basiques ou très complexes. Il s’agit souvent d’applications de niche, qui peuvent avoir du mal à trouver leur marché. Ce sont donc les produits « sur étagère », réutilisables, qui tirent leur épingle du jeu. Par exemple : la surveillance de sites sensibles, le support aux forces de police, ou encore certaines applications dans le monde agricole. Plus largement, il s’agit de toutes les applications pour lesquelles un passage à l’échelle en termes de marché est possible. Ceci n’empêche pas le développement de projets plus larges. Prenons par exemple le cas du projet Pandrone, mené par l’écosystème Néo-Aquitain coordonné par l’Agence nationale de la recherche (ANR-23-DMRO-0009) dans le cadre des “Défis Transfert Robotique”, qui s’inscrit dans le plan stratégique France 2030. On le sait, la sécurité des infrastructures critiques constitue une cible privilégiée dans un monde où la guerre asymétrique est un enjeu fondamental. Les aéroports sont des cibles de choix pour des attaques terroristes. Mais ils sont également des points névralgiques pour la vie économique d’un pays. Un intrus, même non malveillant, entraîne une cessation des activités de l’aéroport, ce qui peut avoir des conséquences économiques importantes. Le projet Pandrone vise à assurer la surveillance périmétrique des infrastructures portuaires en combinant capteurs, drones, robots et intelligence artificielle. Il regroupe 17 partenaires et représente, à lui seul, une combinaison des technologies les plus innovantes. Il existe donc une place pour ce type de projets plus larges, mais elle nécessite un travail de fond important avant de convaincre, puis de trouver un véritable marché. 

Dans le domaine militaire, la guerre en Ukraine est largement identifiée comme un accélérateur des technologies liées aux drones (et aux robots), en particulier des essaims de drones. La capacité de réaction rapide — pour ne pas dire fulgurante — des forces ukrainiennes, aussi bien dans les airs qu’en mer, est aujourd’hui reconnue par l’ensemble des observateurs (fibre optique, drones porteurs, FPV, etc.). On redécouvre, ou plus précisément on constate — après avoir longtemps négligé cet aspect — que les drones de petite et moyenne taille constituent une véritable force. De même, des drones basiques, voire artisanaux, peuvent représenter une arme redoutable. Leur faible coût et leur capacité à être produits en grande quantité, très rapidement, en font des outils particulièrement efficaces. Les drones Shahed iraniens en sont une illustration marquante. On observe ainsi que, plus que la complexité, ce sont l’adaptabilité, la capacité de réaction, le faible coût et le volume qui deviennent les paramètres déterminants. 

La recherche scientifique conserve toute son importance. Le triptyque industriels, utilisateurs finaux et chercheurs est fondamental. Les utilisateurs finaux sont les seuls à pouvoir exprimer les besoins fonctionnels de la future solution. Les industriels sont ceux qui disposent des équipes et de l’expérience nécessaires pour mettre en œuvre ces fonctions. Enfin, les chercheurs imaginent, prototypent, puis transfèrent des solutions qui ne figurent pas nécessairement dans les feuilles de route industrielles, car elles sont parfois trop « futuristes » et pas immédiatement rentables sur le plan économique. On constate que nombre de briques constitutives de ces systèmes sont issues de travaux académiques ou nécessitent la réalisation de recherches plus fondamentales. Les laboratoires sont d’ailleurs aujourd’hui largement en lien avec le monde socio-économique et y sont fortement encouragés. 

 
Quels sont, selon vous, les grands défis à relever dans le développement des drones, notamment en matière d’intelligence artificielle, de sécurité et de régulation ? 

L’intelligence artificielle, la sécurité et la réglementation/régulation constituent des enjeux majeurs car transverses. Aucune évolution technologique ni aucun nouvel usage ne peut aujourd’hui être intégré dans un produit sans les prendre en compte. 

L’intelligence artificielle tout d’abord. Elle ouvre un spectre extrêmement large de possibilités, mais aussi de nombreuses questions. La capacité de prise de décision autonome qu’elle apporte ouvre la voie à des applications difficilement imaginables jusque-là. Les enjeux d’explicabilité, de certification, d’apprentissage et d’embarquabilité restent, pour l’essentiel, des questions ouvertes. Les drones (mais aussi les robots et les capteurs) sont des moyens d’action déportés des humains. Mais pour entrer dans une véritable logique d’humain déporté, il faut y intégrer de l’intelligence. C’est là qu’intervient l’IA, une IA maîtrisée, car le contexte d’utilisation est souvent sensible (villes, aéroports, etc.). 

Elle rejaillit d’ailleurs sur le second sujet transverse qu’est la sécurité. Celle-ci doit être abordée selon trois paradigmes : la sécurité des assets (personnes et équipements), la sécurité des appareils, et en particulier la cybersécurité, qui peut être considérée comme un paradigme à part entière. 

Enfin, les enjeux ci-dessus ont un impact et sont eux-mêmes influencés par la réglementation et les problématiques de régulation (concrètement, du partage de l’espace aérien). Néanmoins, ces contraintes ne doivent pas constituer un frein au développement des technologies, et surtout à leur exploitation sur de véritables cas d’usage. Les concurrents (asiatiques en particulier, mais pas que) sont plus souples que nous de ces sujets, notamment en phase d’expérimentation, et parviennent ainsi plus rapidement à mettre sur le marché des produits opérationnels. 

 
À horizon 10 ans, comment imaginez-vous l’évolution des drones et leur intégration dans notre quotidien et dans les grands systèmes (villes, sécurité, environnement) ? 

Les révolutions actuelles que constituent l’IA et le quantique vont profondément impacter le domaine. 

L’IA, bien entendu, sera moins gourmande, plus explicable et, évidemment, toujours plus puissante. Il est difficile de prédire ce qui adviendra, mais l’autonomie des systèmes prendra alors toute sa place, avec une adaptation dynamique des missions. L’explicabilité, en apportant une compréhension des décisions de l’IA, permettra une levée de certains verrous réglementaire pour multiplier les opérations possibles. 

Le quantique contribuera à décupler les puissances de calcul, y compris en vol. En revanche, il amènera aussi son lot de problématiques en matière de sécurité, rendant obsolètes certaines protections actuelles, même si des algorithmes de chiffrement dits post-quantiques prendront le relais. 

Quoi qu’il en soit, ces technologies seront présentes partout, du plus petit au plus grand système : le drone compagnon personnel comme l’est le mobile aujourd’hui, qui sera une extension de l’humain (une brique du transhumanisme poursuivi par certains), le drone de service (livraison, transport), ou encore le drone de sécurité capable de ne jamais se poser, qui, placé au-dessus de zones sensibles, pourra les filmer en haute résolution et en continu (solution imaginée il y a déjà quelques années aux Etats-Unis) , et permettra de reconstituer un historique en cas d’incident — une sorte de voyage virtuel dans le temps. 

Enfin, tous ces systèmes collaboreront entre eux : l’écosystème formera une sorte de grand essaim à lui seul, un cloud de drones aériens, terrestres, de surface, sous-marins, dopés à l’IA. Ils constitueront un essaim cognitif cyber-physique global.