Brevet FR2964467A1 — publié le 20120309

DISPOSITIF ET PROCEDE POUR LA DETECTION ET LA NEUTRALISATION D'UNE MENACE NAVALE La présente invention concerne un dispositif et un procédé pour la détection et la neutralisation d'une menace navale. L'invention concerne plus particulièrement le domaine de la protection rapprochée de plates-formes maritimes vis-à-vis d'intrusions malveillantes ou d'actes de piraterie. Elle représente un processus global d'alerte et de génération d'une réponse graduée face aux intrusions délictueuses ou criminelles pouvant être menées à partir d'esquifs ou de petits engins navals rapides et agiles à l'encontre d'une installation flottante. Le processus global caractérisant l'invention est à même de faire collaborer de manière efficiente divers capteurs ainsi que divers moyens de réaction réalisant des fonctions élémentaires de portée limitée. L'un des domaines privilégié d'application de l'invention est la protection rapprochée des plates-formes pétrolières off-shore, en permettant après détermination de la dangerosité de l'intrusion détectée, de prévenir en temps réel les autorités à terre du niveau de criticité de cette intrusion, et également de déclencher la mise en sécurité du personnel et du matériel de la plate-forme. On connaît les systèmes VTS (Vessel Traffic Services) qui permettent d'obtenir des informations de positionnement sur des objets flottants à de grandes distances d'une plate-forme. Ces systèmes sont plus particulièrement destinés à la gestion du trafic maritime qui est très différente du concept de sécurité global de l'invention et utilisent des moyens de détection ne relevant pas du contexte de l'invention. On connait le projet SPATIONAV, système naval de surveillance des espaces maritimes et des zones sous juridiction nationale. Au travers de SPATIONAV, il s'agit premièrement de constituer une image du trafic maritime des approches maritimes de la France, qui soit la plus exhaustive possible et actualisée en temps réel. Il s'agit ensuite de partager cette information et de faciliter la coordination entre les acteurs de l'Action de l'Etat en Mer. Ainsi SPATIONAV a-t-il deux volets : un volet « capteurs et surveillance », pour assurer la couverture des espaces considérés, et un volet « système d'information » pour le traitement, l'appréciation de situation et la coordination. On connait les projets voisins de SPATIONAV qui sont progressivement mis en place dans des pays tels que l'Espagne, l'Arabie Saoudite, etc. On connaît le projet MWPS (Maritime Warning and Protection System) dédié à la protection rapprochée des environnements portuaires, à processus manuel et mono-cible, dans lequel un opérateur prend la décision de mettre en oeuvre en séquences des moyens de réactions non létaux. On connaît le système TAU (Tir d'Autodéfense d'Urgence) qui concerne l'autodéfense très courte portée d'un navire ou d'une plate-forme en mer contre les agressions menées à partir de petites embarcations, et qui permet de conduire une arme 10 létale à partir d'un dispositif optique et réflexe de désignation d'objectif. On connait des systèmes industriels relatifs à la sureté maritime tels celui de Honeywell® décrit dans le document «maritime Security : Meeting Threats to the Offshore Oil and Gas Industry » ou celui de L3 communications® (Klein Associates, Inc.) qui propose le système HarborGuard® en tant que système capable de permettre à une 15 installation offshore de détecter des menaces en région hostile. On connaît aussi les systèmes de génération d'alarmes documentées à partir de la détection du trafic maritime régulier et de l'analyse des comportements globaux et sur le long terme, dont la finalité est de déceler des séquences spatio-temporelles d'anomalies de comportement. 20 Cependant, les systèmes connus ne sont pas assez efficacement adaptés au traitement des menaces liées au piratage des plates-formes off-shore. L'invention a pour but de résoudre les problèmes techniques de l'art antérieur de manière satisfaisante. Ce but est atteint grâce à un dispositif comprenant : 25 - des moyens de détection et de localisation et des moyens d'identification de la cible constituant ladite menace, - des moyens d'évaluation de la menace, - des moyens de détermination automatique et réversible de la réaction, - des moyens de gestion des mesures d'alerte et de protection et, 30 - des moyens de synchronisation des opérations de riposte en fonction de la situation tactique. Selon une caractéristique avantageuse, lesdits moyens de détection et de localisation comprennent un radar Doppler à onde continue modulée en fréquence de haute résolution permettant de détecter de petits objets dans du fouillis de mer, tandis que lesdits moyens d'identification comprennent un instrument optronique de détection rapprochée à usages diurne et nocturne permettant de déterminer la typologie de la cible. Selon encore une autre caractéristique, lesdits moyens d'évaluation de la menace comprennent un logiciel caractérisant le niveau de dangerosité de ladite menace à partir de la typologie et des paramètres de position, de vitesse et de route de la cible. De préférence, lesdits moyens de détermination de la réaction comprennent un logiciel permettant le calcul et la planification du niveau de riposte par comparaison avec des situations préalablement enregistrées dans une mémoire et en fonction de la situation juridique de la plate-forme. Quant à eux, lesdits moyens de gestion des mesures d'alerte et de protection comprennent un équipement de télécommunications et un logiciel élaborant les séquences de mise en oeuvre d'une riposte graduée allant de la dissuasion à la neutralisation de la menace. Par ailleurs, lesdits moyens de synchronisation sont susceptibles d'agir sur les moyens de gestion pour exécuter ou suspendre une ou plusieurs séquences de la riposte après validation par un opérateur. Un autre objet de l'invention est un procédé de détection et de neutralisation consistant à effectuer, conjointement, et de façon automatique, d'une part, la localisation et l'identification progressive de la typologie d'au moins une cible susceptible de constituer la menace et, d'autre part, l'analyse continue du comportement de ladite cible en vue de planifier des séquences de riposte graduée en fonction de la typologie de la cible et de la situation juridique de la plateforme puis, après validation d'un opérateur et déclenchement d'une alerte, d'exécuter lesdites séquences. De préférence, on planifie les séquences de riposte par auto-apprentissage de menaces antérieures ou par comparaison avec des situations modélisées et préalablement enregistrées. Par ailleurs, on planifie les séquences de riposte vis-à-vis de cibles multiples en déterminant un niveau de dangerosité pour chaque cible identifiée. L'approche novatrice proposée par l'invention réside dans un processus de couplage d'un senseur radar de très haute résolution, à une logique innovante d'enrichissement progressif de la nature de l'objet détecté et d'analyse continue du comportement dudit objet (attributs de cinématique et attributs de caractérisation fine), en vue : - d'élaborer une planification multi-cibles de ripostes graduées, cohérentes avec le niveau acquis de connaissance de chaque mobile, et prenant en compte le droit international s'appliquant à la plate-forme protégée (limites des eaux territoriales, distance de passage minimale autorisée) ; - de déclencher des messages d'alerte des autorités à terre signalant l'agression subie et décrivant la nature de l'acte de malveillance enregistré ; - d'enclencher l'activation de ripostes appropriées par des effecteurs spécialisés non létaux. Un mode de décomposition en blocs fonctionnels du procédé de l'invention est représenté sur la figure 1 et s'articule de la façon suivante : - La fonction Détection 1, est assurée par des senseurs de type radar hyperfréquences de très haute résolution, permettant de détecter des cibles marines de petites dimensions malgré le fouillis de mer ; - La fonction Evaluation de la menace 2 assure le traitement des informations provenant de la fonction Détection pour définir la dangerosité de la menace ; - La fonction Détermination de la réaction 3 réalise des calculs de planification réversible des ripostes en fonction du niveau de connaissance acquis sur les différentes menaces détectées ; - La fonction de Détermination de la réaction est améliorée par une Logique d'enrichissement progressif de la nature de l'objet détecté et d'Analyse continue du comportement de l'objet 8 ; - La fonction Gestion des moyens 4 élabore les séquences de mise en oeuvre des moyens de réaction externes 5 en prenant en compte les consignes internes 6 ; - La synchronisation et la supervision de l'ensemble des fonctions 1, 2, 3, 4 et 8 sont réalisées dans la fonction Présentation du théâtre de la situation tactique 7. Un mode de réalisation avantageux d'un dispositif selon l'invention intégrant les blocs fonctionnels décrits ci-dessus est structuré de la manière suivante: - La fonction Détection 1 est assurée par le radar 10. Ce radar doit être capable de détecter des cibles marines de faibles dimensions dans une zone de rayon inférieur ou égal à 5 km; l'analyse fine de l'écho doit permettre de déterminer la nature de la cible (objet naval rapide, engin agile, engin de taille importante ou faible) et de la classifier. Un tel radar est, par exemple, un radar à onde continue (CW) modulée en fréquence (FM) dont la technologie est intrinsèquement bien adaptée à une telle détection. En alternative le radar FMCW ci-dessus peut être remplacé par un radar multifréquences à haute vitesse de balayage spécifiquement étudié tant au point de vue des diagrammes d'émission que de celui du traitement de signal associé pour permettre la détection de petites cibles dans du fouillis de mer - Le radar assure les fonctionnalités de localisation de l'écho détecté, la classification de cet écho, la mise en piste de la détection et le calcul de la cinématique de la piste, la transmission des différents attributs de caractérisation des pistes (attributs de classification, position, vitesse) aux éléments en liaison avec le radar (console technique du radar, poste opérateur 8) ; - La fonction Evaluation de la menace 2 est assurée par un module qui traite les informations fournies par le radar pour définir le degré de dangerosité de la cible. Cette fonction assure l'acquisition et l'association des informations nécessaires à l'établissement de la tenue de surface rapprochée autour de la plate-forme, le traitement des informations permettant de déterminer la classe d'identité de l'écho détecté (inconnu, ami ou hostile), la détermination de la menace selon les trois étapes suivantes : l'évaluation de la dangerosité, en analysant la classe d'identité de la cible mobile de surface détectée, et en complétant cette analyse par un test de position de l'intrusion détectée par rapport au périmètre de sûreté défini autour de la plate-forme off-shore, le calcul du rang de la menace, en utilisant les paramètres distance, vitesse et route du mobile détecté, et l'analyse des paramètres de caractérisation de la menace, afin d'évaluer la nécessité de déclencher ou non, une alerte d'intrusion dangereuse ; - La fonction Détermination des réactions 3 est activée suite à l'alerte d'intrusion dangereuse générée par la fonction précédente d'évaluation. La fonction de détermination réalise des calculs de planification des ripostes en fonction du niveau de connaissance acquis sur les différentes menaces détectées (critères de comportement, classes d'identité, et comparaison de la situation connue en temps réel aux situations rencontrées et mémorisées par le système) en tenant compte des éventuelles restrictions induites par la situation géographique de la plate-forme off-shore ou par le statut juridique de cette plate-forme. La démarche d'élaboration des plans de réaction adaptés à la nature de l'intrusion détectée, aux modes de fonctionnement de l'infrastructure et au contexte réglementaire et juridique est basée sur le couplage des approches d'inférence bayésienne et de raisonnement à base de cas. - Cette fonction de Détermination des réactions propose une activation des moyens de riposte, proposition soumise à la validation du servant du poste opérateur 7. - Le rôle du servant est de se prononcer sur la pertinence ou la non-pertinence de l'envoi d'une consigne d'exécution de riposte vers le module 4 gestion des moyens ; l'activation d'un processus de diffusion de l'alerte en interne à la plate-forme off-shore 5 et 11 ; l'activation d'un processus de diffusion de l'alerte vers l'extérieur par enclenchement d'une logique de messages types pour informer les autorités à terre sur la nature de l'intrusion et le degré de nuisance décelé 6 et 12 ; - La fonction gestion des moyens 4 de protection et d'alerte élabore les séquences de mise en oeuvre ; des effecteurs de dissuasion non létaux 6 et 12, des moyens de neutralisation (système acoustique paralysant ou autre) 6 et 12, des moyens de télécommunication externes (VHF, liaisons satellites) 6 et 12 pour transmission d'alertes sur les menaces avérées et sur leur nature, et assure l'activation d'un processus de diffusion de l'alerte en interne sur la plate-forme off-shore 5 et 11. Selon une variante, le senseur radar à très haute résolution peut être complété à des fins de surveillance ou d'identification, par une tourelle optronique équipée d'une caméra jour ou d'une caméra infrarouge (élément 13 de la figure 2). Une pré-alerte de détection de l'intrusion peut être réalisée par un radar de navigation de grande diffusion (élément 13 de la figure 2). La classification de l'écho détecté peut être améliorée par l'analyse du doppler de l'écho radar. De préférence, la détection et la classification de l'intrusion sont facilitées par un élément de réception de signaux « Automatic Identification System » (AIS) (élément 13 de la figure 2). Le système de traitement peut aussi optimiser sa capacité de planification des ripostes par auto-apprentissage de cas antérieurs. La planification des ripostes prend en compte un contexte de cibles multiples avec détermination d'un rang de menace pour chaque mobile détecté. La fonction de détermination des réactions prend en compte les données de contexte de crise dans le but d'optimiser la planification des réactions (élément 14 de la 5 figure 2). REVENDICATIONS1. Dispositif pour la détection et la neutralisation d'une menace navale dans l'environnement proche d'une plateforme off-shore caractérisé en ce qu'il comprend : - des moyens de détection et de localisation (1) et des moyens d'identification de la cible (8) constituant ladite menace, - des moyens d'évaluation de la menace (2), 10 - des moyens de détermination automatique et réversible de la réaction (3), - des moyens de gestion des mesures d'alerte et de protection (4) et, - des moyens de synchronisation (7) des opérations de riposte en fonction de la situation tactique. 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que lesdits moyens de 15 détection et de localisation (1) comprennent un radar Doppler (10) à onde continue modulée en fréquence (FMCW). 3. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que lesdits moyens de détection et de localisation (1) comprennent un radar multifréquences (10) à haute vitesse de balayage de haute résolution. 20 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que lesdits moyens d'identification comprennent un instrument optronique de détection rapprochée (13) à usages diurne et nocturne permettant de déterminer la typologie de la cible. 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits moyens d'évaluation de la menace (2) comprennent un logiciel caractérisant le 25 niveau de dangerosité de ladite menace à partir de la typologie et des paramètres de position, de vitesse et de route de la cible. 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits moyens de détermination de la réaction (3) comprennent un logiciel permettant le calcul et la planification du niveau de riposte par comparaison avec des situations 30 préalablement enregistrées dans une mémoire et en fonction de la situation juridique de la plateforme.. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits moyens de gestion (4) des mesures d'alerte et de protection comprennent un équipement de télécommunications et un logiciel élaborant les séquences de mise en oeuvre d'une riposte graduée allant de la dissuasion (injonction, intimidation) jusqu'à la neutralisation de la menace. 8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits moyens de synchronisation (7) sont susceptibles d'agir sur les moyens de gestion pour exécuter ou suspendre une ou plusieurs séquences de la riposte après validation par un opérateur. 10 9. Procédé de détection et de neutralisation d'une menace navale dans l'environnement proche d'une plateforme off-shore caractérisé en ce que l'on effectue, conjointement et de façon automatique, d'une part, la localisation et l'identification progressive de la typologie d'au moins une cible susceptible de constituer la menace et, d'autre part, l'analyse continue du comportement de ladite cible en vue de planifier des 15 séquences de riposte graduée en fonction de la typologie de la cible et de la situation juridique de la plateforme puis, après validation d'un opérateur et déclenchement d'une alerte, d'exécuter lesdites séquences. 10. Procédé selon la revendication 9 caractérisé en ce qu'on planifie les séquences de riposte par auto-apprentissage de menaces antérieures ou par comparaison avec des 20 situations modélisées et préalablement enregistrées. 11. Procédé selon l'une des revendications 9 ou 10 caractérisé en ce qu'on planifie les séquences de riposte vis-à-vis de cibles multiples en déterminant un niveau de dangerosité pour chaque cible identifiée