Thèse Fusion de Signaux d'Opportunité pour la Détection d'Objets Hypervéloces dans un Milieu Semi-Urbain à Partir de Systèmes Passifs H/F Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Paris-Saclay GS Sciences de l'ingénierie et des systèmes École doctorale : Sciences et Technologies de l'Information et de la Communication Laboratoire de recherche : Laboratoire des Signaux et Systèmes Direction de la thèse : Gilles CHARDON ORCID 0000000304839957 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-09-30T23:59:59 Le projet de thèse consiste en le développement de méthode de RADAR passif pour la détection d'objets, en exploitant les signaux d'opportunité tes que FM, 4G, DVB, etc.


L'utilisation de signaux 4G/5G comme signaux d'opportunité pour le radar passif reste prometteuse mais soumise à de fortes contraintes (puissance d'émission limitée, couverture aérienne faible, forte variabilité temporelle, etc.). Constat similaire concernant l'utilisation des signaux satellitaires. Enfin, en milieu contraint (urbain ou semi-urbain), des limitations persistent : dégradation des performances en environnement urbain dense (multi-trajets, occultations), contraintes liées aux sources d'opportunité (puissance limitée, couverture aérienne faible pour la 4G/5G), et difficultés avec les petits objets à faible SER.\\

Face à ces limitations, la fusion de données multi-émetteurs (DVB-T, 4G/5G, Wi-Fi) apparaît comme une stratégie prometteuse pour exploiter la diversité spectrale et le multiplexage par polarisation. L'exploitation du multiplexage par polarisation offre une dimension supplémentaire pour la discrimination des objets à faible SER en analysant les propriétés de dépolarisation du signal réfléchi, il devient possible de distinguer les micro-mouvements des hélices des structures fixes du drone. Cette approche multisurfaces est particulièrement adaptée au milieu semi-urbain où l'obstruction d'une source peut être compensée par une autre, améliorant ainsi la robustesse de la détection des objets hypervéloces. Les dernières années ont vu émerger un intérêt croissant pour les technologies de systèmes passifs pour la surveillance d'espaces sensibles et la détection de menaces aériennes légères telles que les drones. Ces approches permettent de répondre aux exigences de détection précoce à longue distance (Early Warning System), enjeu sécuritaire majeur. Contrairement aux systèmes actifs conventionnels nécessitant une émission dédiée, les systèmes passifs exploitent des signaux existants, offrant une discrétion opérationnelle et une réduction des coûts.

L'interception des communications entre le drone et son pilote constitue une approche passive largement étudiée. Ces systèmes détectent et analysent les protocoles de communication pour identifier et localiser les drones. Bien qu'efficace pour les drones télécommandés, cette approche est inopérante face aux drones autonomes sans liaison radiofréquence active. L'utilisation de caméras (visibles ou infrarouges) couplée à des algorithmes de vision par ordinateur a également été utilisée afin d'exploiter la signature thermique des moteurs. Néanmoins, ces approches restent sensibles aux conditions d'éclairage, à la météo et à la taille apparente des objets à longue distance. L'analyse acoustique constitue une autre méthode de détection passive, reposant sur l'interception de la signature sonore caractéristique produite par la rotation des hélices et des moteurs des drones. Cette méthode présente l'avantage d'être omnidirectionnelle et de fonctionner sans ligne de vue directe, permettant ainsi de détecter des menaces masquées par des obstacles urbains. Toutefois, son efficacité reste intrinsèquement limitée par une portée réduite et une forte sensibilité au bruit de fond environnemental, typique des milieux semi-urbains. Dans ce contexte, l'amélioration des performances de détection d'objets hypervéloces passe par l'exploitation d'informations complémentaires, nécessitant la mise en place d'une architecture de fusion de données basée sur des systèmes passifs exploitant des signaux d'opportunité disponibles (4G, LTE450, DVB-T, FM, DAB+, satellitaire, etc.) dans un environnement semi-urbain multi-émetteurs exploitant la diversité spectrale et le multiplexage par polarisation. Une telle approche permet de couvrir un spectre fréquentiel plus large tout en s'affranchissant des contraintes liées à la disponibilité de chacun d'entre eux et en combinant leur apport vis-à-vis de la SER des objets, variables pour chaque type d'UAV et pour chacune des fréquences exploitables.