UTILISER UN DRONE EN ZONE AÉROPORTUAIRE, COMPATIBLE ?

(ETE 2023) Souvent confronté à des interrogations réglementaires et des suspicions de risques sur l’usage d’un drone équipé en milieu aéroportuaire, un protocole d’analyse d’interopérabilité électromagnétique a été créé au sein de DAE SYSTEM pour se prononcer sur une telle faisabilité. 

Un premier pas indispensable pour envisager l’utilisation des drones dans les aéroports !  

Aéroport impliqué : Aéroport de Caen-Carpiquet 

Moyens mobilisés :  

• Le drone mis à disposition était un modèle largement répandu pour des missions professionnelles, le Matrice 210 RTK V2 (Gamme Matrice Series). Gamme de la marque chinoise DJI leader mondial du secteur des drones civils, reconnue pour sa fiabilité en vol et sa polyvalence.

• Un dispositif communicant en technologie RFID active. L’identification par onde radio (RFID) est une technologie, un protocole de communication de données permettant d’identifier des objets de façon unique grâce aux ondes ÉlectroMagnétiques (EM). 

L’intérêt de ce type de liaison est que les données ne peuvent être piratées car elles ne transitent qu’entre émetteur et récepteur configurés au préalable et, de plus, elle ne nécessite aucune ressource réseau.

Ces caractéristiques font de la RFID une solution fiable et pertinente pour un cadre aéroportuaire où toutes les données se doivent de rester locales, à l’intérieur du site.

Résumé :

DAE SYSTEM, commanditaire en charge du projet, était accompagné d’une équipe de six étudiants de dernière année d’école d’ingénieur à l’ESIGELEC au travers d’un « Projet INGénieur ou PING » (critère d’obtention du diplôme en fin de formation), d’experts de L'Institut de Recherche en Systèmes Électroniques Embarqués (IRSEEM) et du laboratoire de compatibilité électromagnétique (CEM).

• Caractérisation de l’ « émission ÉlectroMagnétique (EM) » du système drone avec un dispositif RFID actif (https://dae-system.io/nos-solutions/surete/);
• Caractérisation EM de l’environnement aéroportuaire sur le site de Caen-Carpiquet;
• Évaluation de la robustesse du drone en phase d’« immunité EM » en laboratoire.

La campagne de mesure menée a été synthétisée dans un tableau où sont recensés :

• Les signaux observés durant les mesures d’émission
• Leur cohérence (signal propre au fonctionnement du dispositif ?)
• L’origine de ces signaux (communication, électronique BF …)
• Leur niveau de risque présenté en ce qui concerne :

• L’interopérabilité du dispositif RFID avec le drone
• L’implémentation du système complet en milieu aéroportuaire

Résultats synthétisés expérimentation aéroportuaire DAE SYSTEM

Compte tenu des résultats que nous obtenons, quelques précisions s’imposent… Le système drone est homologué suivant le marquage CE pour des applications « grand public ». Cette homologation n’assure pas forcément le bon fonctionnement du drone en ce qui concerne les fréquences spécifiques utilisées en milieu aéroportuaire. 

Notre étude a montré que le drone et son dispositif RFID avaient leur électronique fonctionnant dans la bande 100MHz-400MHz ainsi que leurs fonctionnalités (communication télécommande-drone, détection RFID …) utilisaient principalement les bandes de fréquences aux alentours de 2,4GHz et 5,8GHz.

La cartographie de l’aéroport montre que les communications internes reposent sur l’utilisation de fréquences comprises dans les bandes 100MHz-500MHz et 1GHz-1,2GHz.

Il a ainsi été observé qu’il pourrait y avoir une certaine sensibilité du système étudié face au milieu aéroportuaire, notamment en basse fréquence, ce qui représente un risque potentiel au regard de son utilisation (déclenchement d’une défaillance ou perturbation temporaire possible).

En considérant l’hypothétique implémentation du drone dans le milieu aéroportuaire de type Caen-Carpiquet pour en inspecter sa périphérie (clôtures), nous devons également mentionner le fait que plus le drone s’approchera des antennes émettrices (tour de contrôle, instruments de radionavigation …) et plus il sera exposé à un risque important. 

In fine, nous pouvons tout de même estimer que le niveau de risque présenté par le milieu aéroportuaire sur le bon fonctionnement du système drone et technologie RFID est modéré.

L’étude montre qu’en ce qui concerne l’interopérabilité du drone et du dispositif RFID, qu’aucun dysfonctionnement n’a été observé et les résultats de mesures d’émission montrent que les deux systèmes peuvent opérer simultanément sans perturber le fonctionnement de l’autre. 

Le seul point d’attention réside dans le flux de communication détecté lorsque la communication drone/télécommande était paramétré sur la bande 5,8GHz. Cela devra être expliqué en détail si, dans le futur, il est souhaité d’utiliser la bande de télécommunication de 5,8GHz pour « libérer » la bande aux alentours de 2,4GHz afin d’optimiser davantage les performances du dispositif RFID.

De plus, en ce qui concerne l’implémentation du système complet en milieu aéroportuaire, le risque présenté est faible. Même si certains signaux de fonctionnement du système sont proches, en termes de fréquence, des signaux de communications internes au milieu aéroportuaire (bande VHF notamment), les niveaux de puissances émis ne sont pas suffisants pour provoquer des perturbations.

Un point douteux approfondi en expertise, réside dans le signal émis par le drone (et par la télécommande de façon intermittente) à la fréquence de 868MHz qui reste à expliquer. Cette fréquence est dans la bande GSM (2G), aujourd’hui quasiment plus utilisée certes, mais correspond également à la fréquence de systèmes de sécurité (capteurs, alarmes …). 

Ces estimations se basent sur le fait que nous ne pouvons pas, avec assurance, affirmer l’absence de risque (aucune perturbations EM) ou un risque excessivement fort (perturbations EM sérieuses).

Dans le but de se prononcer sans réserve sur la compatibilité du drone avec le milieu aéroportuaire, une campagne de mesure d’immunité rayonnée où les radiocommunications aéroportuaires sera reproduites en laboratoire CEM, à un niveau de puissance défini, afin d’observer le fonctionnement du drone subissant des « agressions fréquentielles » ponctuelles.

Les résultats d’expérimentation montrent…

• Un respect du marquage CE du drone en terme de champ EM émis (< 3V/m à 0cm)
• Une interopérabilité entre le drone et sa charge utile (RFID active)
• Un risque quasi inexistant de perturbations EM du système drone sur les communications en milieu aéroportuaire (de type Caen-Carpiquet)
• Un risque quasi inexistant de perturbations EM du milieu aéroportuaire sur le système drone

Quelles opportunités pour les aéroports ?

Des opportunités pour d’autres aéroports : d’autres aéroports ont remonté leur souhait de réaliser une étude de faisabilité similaire afin d’écarter l’idée rapidement ou envisager sérieusement l’utilisation de drones aériens tel que DROSS à l’intérieur ou aux abords des sites. 

Une entrée en matière pour des projets aéroportuaires spécifiques : Cette étude préliminaire permet de renforcer la faisabilité d’un consortium aéroportuaire Normand, en cours d’élaboration, basé sur la maîtrise des risques pour une meilleure résilience des sites aéroportuaires Normands sur l’utilisation de solutions autonomes par drone de sûreté et de sécurité. 

Ledit projet aura notamment pour vocation de tester l’utilisation d’un drone sur-mesure en soutien aux équipes sur place dans leur mission de sûreté régaliennes.

Remerciement… 

L’équipe DAE SYSTEM tient à remercier tous les acteurs et personnes qui ont été impliquées dans cette étude, malgré les timings serrés qui ont toutefois été respectés.

Le poster de résumé à télécharger

* Chez DAE System, l’équipe DROSS (DROne Safety and Security) by DAE System développe un système de détection d’anomalies spécifiques par drone pour sites sensibles.