EPS 2022-01 - Essaims de drones aériens, menaces et opportunités.pdf — page 136

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ANNEXE V 
EFFET THERMIQUE SUR L’ELECTRONIQUE EMBARQUEE 
L’agression thermique des composants électroniques à distance par une onde électromagnétique est 
évoquée ici à travers un exemple dimensionnant, afin de donner des ordres de grandeur et d’expliquer 
ainsi les raisons qui poussent à écarter cette approche pour traiter la menace des essaims de drones. 
On considère une carte électronique classique : d’une surface de 100 cm² (10x10 cm) consommant 
100 W qui doivent être évacués vers l’extérieur pour assurer son bon fonctionnement (c’est 
particulièrement critique pour les points chauds de la carte : gros boitiers FPGA,BGA par exemple). 
Pour parvenir à évacuer ces 100 W de chaleur, la carte peut utiliser la convection (dans l’air, par 
exemple au moyen de radiateurs sur les gros boîtiers), la conduction (la carte peut renvoyer la chaleur 
vers la carcasse du drone), le rayonnement. Profitant de la vitesse du drone, la convection sera le mode 
principal, ce qui conduira à intégrer au design des entrées d’air qui seront autant d’accès pour les ondes 
électromagnétiques. Sur cette base de 1 W/cm², on peut raisonnablement considérer que les boîtiers 
électroniques n'ont pas de marge thermique. Donc, si l'arme apporte une contribution thermique de la 
classe des 1W/cm² pendant 1 s318, les jonctions électroniques vont « brûler » car le drone sera privé de 
sa convection « naturelle ». 
Pour apporter 1 W/cm² pendant 1 seconde à 1 km (c’est-à-dire déposer 1 Joule à la surface du boîtier), 
trois armes peuvent être considérées, à titre d’exemple : 
- Une arme de 10 TRW avec une durée d’impulsion de 100 ns, répétable toutes les ms : la densité 
de puissance est de 106 W/m², le champ électrique de 20 000 V/m, la chaleur déposée de 10 J. 
L’électronique embarquée est immédiatement détruite par le champ électrique appliqué, et en 1s 
par l’effet thermiquement : l’effet thermique est bien au rendez-vous mais il est postérieur à la 
destruction par surtension. 
- Une arme de 10 GW avec une durée d’impulsion de 100 µs, répétable toutes les ms : la densité de 
puissance est de 103 W/m², le champ électrique de 700 V/m, la chaleur déposée de 10 J. Il n’y a 
pas de destruction par le champ électrique mais l'électronique "brûle » après 1 seconde 
d'illumination. Il faut une onde de 100 µs/ms pour 10 J déposés, de 10 µs/ms pour 1 J déposé ; par 
ailleurs, il faut rester 1 seconde sur la cible. Pour y parvenir, il faudrait assembler 
10 000 modules GaN environ, soit une antenne carrée de 5mx5m, ce qui semble déraisonnable à 
bien des points de vue. 
- Une arme d’une puissance de 10 MW (équivalent du Leonidas d’Epirus Inc) avec une durée 
d’impulsion de 100 µs, répétable toutes les ms : la densité de puissance est de 1 W/m², le champ 
électrique de 20 V/m, la chaleur déposée de 0,01 J. L’électronique reste intacte, même en onde 
continue (CW). 
On le voit, l’effet thermique est soit postérieur à l’effet de surtension, soit obtenu au prix d’installations 
énormes et couteuses qui ne sont ni réalistes ni matures. Il est donc sans intérêt au titre de cette étude. 
A noter, qu’à travers une structure en fibre de verre époxy, un laser à 1 µ applique rapidement un effet 
thermique sur les composants situés en arrière de la paroi traitée car ce matériau est semi-transparent 
à cette longueur d’onde. Il s’agit d’un cas trop particulier pour être exploité (drone confectionné dans ce 
matériau et électronique critique derrière la tâche laser) ; cependant, ce phénomène peut expliquer la 
chute plus rapide qu’anticipée de certains drones soumis à un tir laser. 
 
318 Une carte électronique peut éventuellement se mettre automatiquement à l’arrêt en cas de 
surchauffe mais la brièveté de l’agression thermique ne lui en laisse pas forcément le temps et dans 
tous les cas l’objectif est atteint.