Les débats éthiques liés à l'usage de drones de combat par les États-Unis, dans le cadre d'opérations militaires au Pakistan, en Afghanistan, en Somalie et au Yémen, se sont principalement concentrés ...sur le cas des frappes dites de « personnalité », dont le propos affiché est d'éliminer à distance des hauts responsables d'organisations « terroristes ». La majorité des frappes menées par les drones américains, pourtant, ne vise pas des personnes préalablement connues des services secrets, mais des individus anonymes « identifiés » sur la base de leur comportement, observé depuis le ciel, perçu comme présentant une menace. Les cibles de ces frappes, dites de « signature », n'apparaissent donc aux opérateurs des drones qu'à travers certains signes qu'il s'agit non seulement de détecter, mais aussi d'interpréter collectivement. En tirant parti des données disponibles sur le sujet, et notamment de la transcription intégrale d'une attaque menée en Afghanistan par l'armée américaine en février 2010, cet article tente d'examiner dans le détail par quel processus des cibles invisibles en viennent à être identifiées comme telles par les drones de combats américains.
Les drones armés passent pour illégaux au regard du droit international humanitaire. Ils ne sont, en réalité, que les instruments nouveaux de guerres qui s'opèrent de plus en plus à distance de ...l'adversaire; et ils permettent même sans doute des frappes plus discriminées que des armes plus classiques. Leur automatisation croissante pose, par contre, nombre de questions que de nouvelles réglementations internationales se doivent de prendre en compte. Armed drones are regarded as illegal in the eyes of international humanitarian law. In reality, they are simply new instruments of war, operated at greater distance from the opponent and which permit more discriminating attacks than traditional arms. Their increasing autonomy raises many questions which must be taken into account by new international regulations.
Nous n'en sommes qu'au début des révolutions introduites dans la guerre par la robotique. Les instruments automatisés sont plus faciles d'usage, plus autonomes, la palette de leurs utilisations ...s'élargit. Mais ces instruments posent de multiples questions : ils peuvent être « retournés » et soulèvent des problèmes de doctrine et de stratégie. Ils génèrent aussi des problèmes juridiques et interrogent le rapport du système de gouvernement et de la population à l'acte de guerre. We are just at the very beginning of the revolution in warfare brought about by robotics. Automatic arms are easier to use, are more autonomous and the range of their applications is widening. But these instruments raise many questions: they can be turned against the original user, and they create problems with doctrine and strategy. They also give rise to legal issues and cause us to question the relationship between government and electorate with regards to the act of war.
Les drones sont utilisés depuis une cinquantaine d'années mais se développent surtout depuis 2001, date de la première mise en œuvre opérationnelle d'un drone armé. Leurs progrès rapides ouvrent de ...nouvelles perspectives stratégiques. Les drones permettent en particulier d'« occuper la terre par les cieux » en minimisant les risques de pertes pour l'assaillant. Leur utilisation ne présente toutefois pas que des avantages et les décideurs politiques auraient tort d'en user à la légère. Drones have been in use for around 50 years, but have developed rapidly since 2001, the year of the first operational armed drone flight. Their swift progress has opened up new strategic horizons. In particular, drones allow "aerial occupation of the ground" whilst minimizing risks and losses for the offensive force. Their use, however, does not only present advantages and political decision makers would be wrong to make light use of them.
Ce travail de thèse traite du développement d’une antenne microphonique compacte et d’une chaîne de traitement du signal dédiée, pour la reconnaissance et la localisation angulaire de cibles ...aériennes. L’approche globale proposée consiste en une détection initiale de cible potentielle, la localisation et le suivi de la cible, et une détection affinée par un filtrage spatial adaptatif informé par la localisation de la cible. Un algorithme original de localisation goniométrique est proposé. Il utilise l’algorithme RANSAC sur des données pression-vitesse large bande 100 Hz - 10 kHz, estimées en temps réel, dans le domaine temporel, par des différences et sommes finies avec des doublets de microphones à espacements inter-microphoniques adaptés à la fréquence. L’extension de la bande passante de l’antenne en hautes fréquences est rendue possible par l’utilisation de différences finies d’ordre élevé, ou de variantes de la méthode PAGE (Phase and Amplitude Gradient Estimation) adaptées à l’antenne développée. L’antenne acoustique compacte ainsi développée utilise 32 microphones MEMS numériques répartis dans le plan horizontal sur une zone de 7.5 centimètres, selon une géométrie d’antenne adaptée aux l’algorithmes de localisation et de filtrage spatial employés. Des essais expérimentaux de localisation et de suivi de trajectoire contrôlée par une sphère de spatialisation dans le domaine ambisonique ont montré une erreur de localisation moyenne de 4 degrés. Une base de données de signatures acoustiques de drones en vol a été créée, avec connaissance de la position du drone par rapport à l’antenne microphonique apportée par des mesures GPS. L’augmentation des données par bruitage artificiel, et la sélection dedescripteurs acoustiques par des algorithmes évolutionnistes, ont permis de détecter un drone inconnu dans un environnement sonore inconnu jusqu’à 200 mètres avec le classifieur JRip. Afin de faciliter la détection et d’en augmenter la portée, l’étape de détection initiale est précédée d’une formation de voies différentielle dans 4 directions principales (nord, sud, est, ouest), et l’étape de détection affinée est précédée d’une formation de voies de Capon informée par la localisation et le suivi de la cible à identifier.
This thesis deals with the development of a compact microphone array and a dedicated signal processing chain for aerialtarget recognition and direction of arrival (DOA) estimation. The suggested global approach consists in an initial detection ofa potential target, followed by a DOA estimation and tracking process, along with a refined detection, facilitated by adaptivespatial filtering. An original DOA estimation algorithm is proposed. It uses the RANSAC algorithm on real-time time-domainbroadband 100 Hz - 10 kHz pressure and particle velocity data which are estimated using finite differences and sums ofsignals of microphone pairs with frequency-dependent inter-microphone spacings. The use of higher order finite differences, or variants of the Phase and Amplitude Gradient Estimation (PAGE) method adapted to the designed antenna, can extend its bandwidth at high frequencies. The designed compact microphone array uses 32 digital MEMS microphones, horizontally disposed over an area of 7.5 centimeters. This array geometry is suitable to the implemented algorithms for DOA estimation and spatial filtering. DOA estimation and tracking of a trajectory controlled by a spatialization sphere in the Ambisonic domain have shown an average DOA estimation error of 4 degrees. A database of flying drones acoustic signatures has been set up, with the knowledge of the drone’s position in relation to the microphone array set out by GPS measurements. Adding artificial noise to the data, and selecting acoustic features with evolutionary programming have enabled the detection of an unknown drone in an unknown soundscape within 200 meters with the JRip classifier. In order to facilitate the detection and extend its range, the initial detection stage is preceded by differential beamforming in four main directions (north, south, east, west), and the refined detection stage is preceded by MVDR beamforming informed by the target’s DOA.
La présente étude vise à développer des approches non invasives pour la caractérisation du parc Quémont-2, et plus particulièrement pour les résidus miniers. Ce site, propriété de Glencore Fonderie ...Horne, est situé à Rouyn-Noranda au Québec. D'une superficie d'environ 102 ha, le parc à résidus présente des enjeux environnementaux particuliers en raison de la nature de ses rejets, mais aussi de sa proximité au périmètre urbain de la Ville de Rouyn-Noranda et du lac Dufault. L'objectif général du projet est de développer des approches géophysiques, de télédétection et de modélisation numérique pour l'étude des processus hydrologiques du site Quémont-2. Les simulations numériques, réalisées en employant les composantes SEEP/W et TEMP/W de la suite Geoslope 2021, permettront d'améliorer la compréhension du comportement hydrogéologique et thermique des résidus miniers et des zones périphériques. Les résultats des travaux de laboratoire ont permis de développer une équation empirique locale décrivant la variation de la teneur en eau volumique en surface en fonction de la constante diélectrique des résidus. Ces travaux ont montré que l'élaboration d'une équation de calibration spécifique pour chaque type de sol est nécessaire pour évaluer sa teneur en eau volumique, avec les valeurs les plus proches possible de celles du terrain. Un Géoradar (ci-après GPR) a été employé en mode Common Mid-Point (CMP) afin d'estimer la vitesse de propagation des ondes électromagnétiques (OEM) dans les résidus. Cette démarche a permis l'estimation des teneurs en eau en surface sur la base de relations établies entre la vitesse de propagation des OEM, la constante diélectrique des résidus et leur teneur en eau. Les résultats illustrent le potentiel des méthodes non invasives pour l'obtention d'information sur des propriétés physiques comme la teneur en eau de surface. Des travaux de résistivité électrique ont de surcroît permis de documenter l'architecture des unités géologiques et des résidus et d'évaluer certaines propriétés physiques et hydrauliques des résidus. En effet, l'application de la loi d'Archie a permis d'établir une cartographie en coupe de la distribution de la porosité au sein des résidus à partir de l'exploitation des résultats de résistivité électrique. Cette dernière propriété a aussi été exploitée, en la combinant avec l'équation de Kozeny-Carman, pour construire une cartographie en coupe de la conductivité hydraulique des résidus miniers. Les résultats issus des données de résistivité électrique tendent à indiquer une forte hétérogénéité spatiale de la porosité et de la conductivité hydraulique des résidus. Pour caractériser les résidus miniers à l'échelle locale, un essai d'arrosage contrôlé a été réalisé en utilisant l'imagerie thermique par drone et des sondes de teneur en eau volumique in situ. En documentant la teneur en eau à la surface des résidus, l'imagerie thermique par drone a permis d'illustrer l'hétérogénéité du processus d'infiltration et l'influence des fissures sur l'écoulement dans la tranche supérieure de la zone non saturée. Une approche combinant le GPR et l'imagerie thermique par drone a été déployée pour évaluer les discontinuités physiques au sein des digues ceinturant les résidus ainsi que les gradients thermiques à la surface de ces dernières. Le GPR a été utilisé en modes réflexion et CMP pour identifier des anomalies susceptibles d'indiquer le niveau d'étanchéité des digues. L'utilisation de l'imagerie thermique a permis de comparer la position des gradients thermiques mesurés à la surface des digues avec celles des discontinuités souterraines détectées sur les profils radar. Pour la caractérisation du secteur localisé entre l'ancien parc à résidus et le lac Dufault, deux techniques de prospection ont été appliquées, soit la résistivité électrique et l'imagerie thermique par drone. Les résultats des profils de résistivité électrique réalisés dans la zone située à proximité de l'ancien parc à résidus ont permis de bonifier le modèle géologique préalablement établi sur la base de données ponctuelles issues de forages. Les profils collectés près du lac Dufault ont suggéré la présence d'une discontinuité structurale au sein du roc. Les images thermiques acquises par drone dans ce secteur n'ont pas permis de déceler de gradients thermiques associés à l'exfiltration d'eau souterraine au niveau de la potentielle discontinuité structurale. Les résultats de simulations sur le modèle en coupe représentant le système d'écoulement entre le parc Quémont-2 et le lac Dufault montrent que le niveau piézométrique est très sensible à la conductivité hydraulique dans les résidus miniers et à l'effet des digues. Le modèle numérique développé est une première étape visant à documenter les processus d'écoulement de l'eau souterraine au site d'étude. L'intégration des données terrain et de modélisation a permis d'émettre des recommandations sur les pistes d'amélioration du modèle numérique. Étant non invasives, les approches géophysiques et de télédétection développées dans le cadre de ce projet sont transposables aux sites miniers actifs et abandonnés, et pourraient constituer des outils essentiels pour optimiser la caractérisation de sites et la restauration de passifs environnementaux.
Utiliser une interface visuo-tactile peut être une gêne lorsqu'il est nécessaire de rester mobile et conscient de son environnement. Cela s'avère particulièrement problématique en milieu hostile ...comme pour la commande d'un drone militaire de contact.Dans ces travaux nous faisons l'hypothèse que le geste est une modalité de commande moins contraignante puisqu'elle n'impose pas de visualiser ni de manipuler une interface physique.Ainsi, différents travaux nous ont permis de confirmer d'une part, les avantages pratiques, et d'autre part, la faisabilité technique de la commande d'un robot mobile par geste.Tout d'abord, l'étude théorique du geste a permis de construire un modèle d'interaction. Celui-ci consiste en l'activation de commandes automatiques par la réalisation de gestes sémaphoriques normalisés. Des messages sonores permettent de renseigner l'opérateur et un mécanisme de confirmation sécurise l'interaction.Ensuite, le dictionnaire des gestes à utiliser a été constitué. Pour cela, une méthodologie a été proposée et appliquée : des utilisateurs proposent puis élisent les gestes les plus pertinents.Notre modèle d'interaction et le vocabulaire gestuel ont ensuite été évalués. Une étude en laboratoire nous a permis de montrer que l'interaction gestuelle telle que proposée est simple à apprendre et utiliser et qu'elle permet de conserver une bonne conscience de l'environnement.Un système interactif complet a ensuite été développé. Son architecture a été déduite du modèle d'interaction et une brique de reconnaissance gestuelle a été mise en oeuvre. En marge des méthodes classiques, la brique proposée utilise un principe de description formelle des gestes avec une grammaire régulière.Finalement, ce système a été évalué lors de tests utilisateurs. L'évaluation par des participants militaires a confirmé notre hypothèse de la pertinence du geste pour une interaction visuellement et physiquement moins contraignante.
Using a visuo-tactil interface may be restrictive when mobility and situation awareness are required. This is particularly problematic in hostile environment as commanding a drone on a battlefield.In the work presented here, we hypothesize that gesture is a less restrictive modaility as it doesn't require to manipulate nor to look at a device.Thus we followed a user-centered approach to confirm practical advantages and technical feasibility of gestural interaction for drones.First, the theoretical study of gestures allowed us to design an interaction model. It consists on activating commands by executing standardized semaphoric gestures. Sound messages inform the user and a confirmation mechanism secure the interaction.Second, a gestural vocabulary has been built. To do so, a methodology has been proposed and used : end users elicited then elected the most appropriate gestures.Then, the interaction model and the selected gestures have been evaluated. A laboratory study showed that they are both easy to learn and use and helps situation awareness.An interactive system as then been developed. It's architecture has been deducted from our interaction model and a gesture recognizer as been buit. Different from usual methods, the recognizer we proposed is based on formal description of gestures using regular expressions.Finaly, we conducted a user testing of the proposed system. The evaluation by end-users confirmed our hypothesis that gestures are a modality less distractive both visualy and physicaly.
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