Détection de drones par le son : Joanneum Research présente le réseau de microphones JR-IcoDome32

L’objet hémisphérique exposé sur le stand de l’institut graziote Joanneum Research à « DroneVation & Defence 2026 » a une allure futuriste. Mais il montre surtout une chose : ce dispositif n’a absolument rien à voir avec la forme et la taille d’un éventuel produit final. Il sert à la recherche sur la détection acoustique avancée de drones, c’est-à-dire la détection, la localisation et la classification de drones au moyen de réseaux de microphones et de l’intelligence artificielle (IA).

Dans son état actuel, la demi-sphère du JR-IcoDome32 mesure un mètre de diamètre. Le réseau est équipé de 32 microphones omnidirectionnels : 26 sont montés sur la demi-sphère, 6 sur la plaque de base.

Comment fonctionne la détection acoustique de drones

Grâce à une formation de faisceaux (beamforming) fondée sur un GMM (modèle de mélange gaussien), l’appareil estime, dans la bande de fréquences de 300 à 2 300 hertz, la direction d’où proviennent plusieurs sources sonores (direction d’arrivée, DOA). Pour simplifier, les microphones étalonnés mesurent les temps de propagation du son, dont on peut déduire la direction d’une source. Si les signaux des microphones sont retardés de manière ciblée puis superposés, le réseau peut être « orienté » électroniquement dans des directions précises, ce qui amplifie le son provenant de la direction souhaitée.

Grâce à une technologie rapide, cette opération se répète plus de dix fois par seconde, pour jusqu’à 1 000 directions spatiales dans la bande de fréquences mentionnée. Les groupes sonores détectés sont modélisés mathématiquement et suivis dans le temps. Les signaux sont ensuite extraits et transmis à une IA qui les classe – par exemple comme « bruit de multicoptère ».

Portées, limites et futur produit

L’acoustique a toutefois ses limites. En terrain dégagé, les petits drones jouets peuvent être détectés à 100 à 150 mètres, les quadricoptères photo plus grands à 300 mètres au maximum. Pour un grand drone en vue à la première personne (FPV), un hexacoptère ou un octocoptère, la limite se situe entre 500 et 600 mètres. Les grands drones à moteur thermique peuvent être détectés à plus d’un kilomètre selon le modèle. L’un des avantages est que le système fonctionne de manière entièrement passive et ne peut donc pas être localisé. Le produit final envisagé n’aura aucune ressemblance avec le système expérimental actuel.

Il doit alors utiliser des microphones MEMS (systèmes microélectromécaniques) miniaturisés sur un circuit imprimé, tels qu’on les connaît par exemple dans les téléphones mobiles.

En fonctionnement réel, la transmission des signaux doit nécessiter le moins de bande passante possible. Les données brutes ne sont donc pas diffusées en continu ; tout le traitement du signal s’effectue localement sur le système, et seules les alarmes et les messages d’événement sont transmis.

Un emploi fixe comme mobile est prévu. Lors d’essais mobiles, le système expérimental a fait ses preuves à des vitesses de 40 à 50 kilomètres par heure. En mouvement, la portée tombe toutefois jusqu’à un tiers de la valeur obtenue à l’arrêt.

Le système expérimental nécessite une puissance d’environ 100 watts. Le produit final, avec microphones MEMS et unité de calcul intégrée, devra consommer moins de 50 watts.