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La supériorité aérienne au risque du déterminisme

Un F-22 vu à travers un IRST de Su-35 en Syrie. La 5e génération est fondée sur capacités d'engagement à longue portée au détriment du dogfight. Reste que la structure d'un conflit donné importe, par l'imbrication : si c'était un F-35, il serait virtuellement mort.

Par Joseph Henrotin, chargé de recherche au CAPRI, article publié dans DSI hors-série n°42, juin-juillet 2015.

En publiant son étude sur l’évolution du combat aérien, John Stillion a fait œuvre utile. De fait, la littérature s’est essentiellement consacrée aux aspects strictement techniques ou encore humain du combat air-air. En travaillant sur une base de données et en la recadrant historiquement, le chercheur américain offre ainsi de nouvelles perspectives utiles à la conception d’appareils de combat ou encore de missiles. Mais il ouvre également la voie à une certaine forme de déterminisme susceptible de réduire les options stratégiques s’offrant aux forces aériennes.

L’auteur remonte ainsi aux origines de la guerre aérienne pour montrer à quel point la problématique est d’abord celle de la plateforme et de ses limites[1]. Les premiers appareils de combat sont ainsi contraints par leurs limitations, principalement en termes de puissance et de motorisation, d’user de tactiques spécifiques (« boom and zoom » impliquant de se positionner dans le soleil) dans des engagements se produisant à portée de mitrailleuse – lorsque son usage est permis[2]. Dès la Première Guerre mondiale, les paramètres du combat aérien se définissent par la recherche de surprise, de la masse et un positionnement favorable. Dans les années 1920 et 1930, la technique apparaît comme un facteur d’accroissement de la liberté de manœuvre des chasseurs mais les principes élémentaires du combat ne changent que plus tard.

L’adoption du tandem radar-GCI (Ground Controlled Interception) augure ainsi de tactiques plus complexes permettant aux intercepteurs de dépasser la seule limitation naturelle de la vision des pilotes. Le champ d’engagement des défenseurs s’ouvre ainsi considérablement. De nouvelles questions se posent alors. Face à la masse des bombardiers allemands attaquant la Grande-Bretagne, la question est celle du volume d’engagement optimal, entre tactique des « petits paquets » préservant les forces sur le long terme mais condamnant les appareils engagés et barrage massif[3]. D’autres questions se posent en termes de conception des appareils ou encore de tactiques les plus appropriées. Surtout, la combinaison entre stations radars, GCI, chasse et défense aérienne/DCA se généralise et constitue l’embryon des IADS (Integrated Air Defense Systems) contemporains. De fait, la supériorité aérienne ne s’acquiert plus uniquement en cherchant l’attrition de la force aérienne adverse par des combats tournoyants.

Au-delà, la DCA draine ainsi des ressources considérables et montre que l’attrition vient aussi du sol – y compris lorsque les pilotes s’approprient des logiques d’embuscades aériennes visant à attirer les chasseurs ennemis face aux canons. De même, les prémices de l’invasion de la Pologne, des Pays-Bas, de la Belgique ou de la France montrent ainsi des attaques sur les bases aériennes – cherchant à détruire au sol les avions et les installations dont ils dépendent par des frappes OCA (Offensive Counter-Air), avec des résultats certains. En ce sens, la réduction de la menace des chasseurs ennemis ne peut se comprendre que sous un angle large. Sur le front du combat air-air stricto sensu, si les plateformes évoluent considérablement en termes de vitesse, d’endurance/autonomie, de plafond de puissance de feu ou encore de manoeuvrabilité, la distance à laquelle les combats sont menés reste de l’ordre des 200 m, à peine 100 de plus que durant la guerre mondiale précédente. Même durant la guerre de Corée, lorsque les premiers appareils à réaction sont engagés au combat, les distances d’engagements restent du même ordre.

Manoeuvrabilité et combat aérien

Au-delà, comme le théorisera plus tard John Boyd, le combat aérien est affaire d’énergie qui se gagne et se perd au cours du combat : celui parvenant à en conserver la quantité la plus importante en dépit des manœuvres conduites est celui qui a le plus de chances de l’emporter[4]. Le rapport poids/puissance devient ainsi fondamental, tout comme les taux de virage. Inversement, faire dégrader l’énergie de l’adversaire sans lui laisser la possibilité de la regagner permet de littéralement l’épuiser. Aussi, à suivre la théorie de Boyd, le potentiel d’énergie d’un appareil est égal à sa puissance moins sa traînée sur sa masse, l’ensemble étant multiplié par la vitesse[5]. Il en découle que « le meilleur chasseur » n’est pas le plus gros, le mieux armé ou le plus rapide mais bien le plus manoeuvrant. Cette vision du combat aérien n’est théorisée qu’assez tardivement – vers 1962 – mais elle permet de comprendre pourquoi le F-86 américain s’est avéré supérieur au MiG-15 soviétique, alors pourtant que les spécifications classiques de ce dernier lui donnaient l’avantage.

D’autres facteurs, de nature cognitive, interviennent également et vont de fait former le pilier sur lequel la théorie américaine du combat air-air sera construite dans les soixante années qui suivront, ce que montre bien J. Stillion. C’est en particulier le cas du « voir en premier, tirer en premier, tuer en premier »[6]. Elle détermine toute la conception des chasseurs américains, jusqu’au F-35, et implique que la combinaison de capteurs et de missiles guidés, aboutissant à la mise à distance de l’adversaire (en tant que mesure défensive mais aussi offensive) est la clé du combat air-air. Les prémices sont cependant balbutiantes : le premier combat air-air est mené au-dessus du détroit de Taiwan en 1958. Plusieurs missiles AIM-9B Sidewinder se fichent sans exploser dans les tuyères d’appareils chinois, d’autre faisant exploser leur cible[7]. Surtout, le missile n’apparaît pas alors comme convainquant : il est limité dans sa portée, comme dans l’angle au regard de la source thermique adverse.

Il faut cependant attendre 1965 et l’opération Rolling Thunder pour voir la généralisation de l’emploi de missiles mais entre 1965 et 1969, plus de 60 % des appareils abattus – soit un peu plus de 400 – le sont encore au canon, un peu plus de 20 % l’étant par des AAM de courte portée. Il faut cependant considérer ici que la donne des engagements change en profondeur. C’est certes le cas du point de vue de la défense aérienne – avec la généralisation des batteries SAM mais, par ailleurs, les appareils en service sont nettement plus rapides que ceux utilisés en Corée, distendant les distances d’engagement. Surtout, ces années sont celles de la mise au point de nouveaux types de missiles : si Israël n’en utilise aucun pendant la guerre des Six jours, l’AIM-54 Phoenix est alors en cours de développement depuis cinq ans. De même, l’AIM-7 Sparrow est en service depuis 1958[8]. Mais force est de constater, pour une série de raisons, son inefficacité : 612 sont tirés mais ne permettent d’abattre que 56 appareils… dont deux seulement en BVR (Beyond Visual Range – au-delà de la portée visuelle). La prospective technique se trompe également : dès la fin des années 1950, le « tout missile » implique un abandon des canons embarqués, notamment sur des F-4 qui devront être dotés de pods externes[9]. Au demeurant, les avantages du combat en BVR sont susceptibles d’être exploités du fait de l’introduction, au milieu des années 1960, des premiers systèmes IFF[10] mais aussi de systèmes d’identification visuelle à grande distance (10 nautiques pour un appareil de combat)[11].    

La guerre des missiles

De 1970 à 1979, un peu plus de 500 appareils sont abattus en combat aérien mais la proportion de tirs canon diminue : 40 %, contre 50 % à l’AAM de courte portée à engagement arrière. C’est la guerre du Kippour qui montre la véritable rupture, avec 79 appareils abattus sur 164 du fait de missiles. Cette dernière guerre est également extrêmement coûteuse pour la force aérienne israélienne qui perd un nombre considérable d’appareils face aux SAM égyptiens : Israël perd 115 appareils au long de la guerre mais 80 durant les trois premiers jours, forçant à réduire la pression sur les têtes de pont égyptiennes sur le canal de Suez. Les années 1970 sont aussi celles de la diffusion du missile BVR : le F-14, doté du puissant radar AWG-9 peut engager ses cibles à plus de 100 nautiques, cinq fois plus que les AIM-7 de première génération et trois fois plus que les Sparrow plus récents qui équipent les nouveaux F-15. De même, dans le domaine de la courte portée, l’apparition de l’AIM-9L Sidewinder signe la suprématie de l’engagement tous-aspects – un domaine qui ne cessera d’ailleurs pas d’évoluer jusqu’aux engagements « off boresight »[12]. A la fin des années 1980, une zone de bataille aérienne fait de l’ordre des 100 nautiques, 94 de plus que durant la guerre du Vietnam.

De fait, de 1980 à 1989, le canon n’intervient plus que pour moins de 5 % des victoires enregistrées durant un peu plus de 400 combats aériens. Comparativement, plus de 20 % environs des « kills » sont dû à des AAM de courte portée à engagement arrière, 40 % environ à des AAM « tous aspects » et plus de 25 % des engagements sont BVR. Des 400 victoires, 290 ont été obtenues durant la guerre Iran-Irak et plus de 200 l’ont été à l’avantage des Iraniens, dont 62 avec des AIM-54 Phoenix. La période est également celle du perfectionnement des systèmes de contre-mesure électronique mais aussi du développement des techniques de furtivité radar. Au vrai, les premiers travaux sur la question ont été lancés en 1965 et donnent lieu, à la fin des années 1970 au Have Blue, démonstrateur de ce que sera le F-117. Si les appareils d’attaque (F-117, B-2) en bénéficient en premier, les chasseurs, plus contraints aérodynamiquement, doivent attendre la fin des années 1980 et des percées informatiques pour en bénéficier. En 1989, c’est chose faite : l’YF-22 et l’YF-23 sont tous deux optimisés pour une réduction de leur signature radar. 

Reste que, de 1990 à 2002, le nombre d’engagement air-air s’effondre, avec à peine plus de 50 occurrences. L’engagement BVR domine, avec plus de 60 %, le reliquat étant essentiellement le fait d’AAM à courte portée et à engagements tous aspects. Surtout, les concepts mis au point durant la guerre froide – entraînements réalistes, appareils de détection avancée – produisent leurs effets. Durant la dernière opération aérienne d’ampleur, « Desert Storm », 34 victoires air-air sont comptabilisées, dont 33 au bénéfice des coalisés et une seule à celui des Irakiens. Dans 27 cas sur 33, les cibles ont été détectées et identifiées par des AWACS, souvent alors qu’elles étaient à plus de 70 nautiques – et donc largement hors de danger pour les appareils coalisés. Seuls quatre engagements par dogfight ont eu lieu, la détection s’étant systématiquement produite par radar alors que les coalisés étaient à plus de 5 nautiques de leur cible. Par ailleurs, 16 des 33 engagements ont été menés BVR, avec une détection par les radars des appareils s’effectuant en moyenne à 42 nautiques et un tir se produisant en moyenne à 10 nautiques[13]. Si les systèmes de détection/identification ont joué un grand rôle dans ces résultats, c’est également le cas des missiles, nettement plus fiables que durant le Vietnam (cinq fois plus pour l’AIM-7, quatre fois plus pour le Sidewinder).

Réseaux pour tous ?

L’examen de ces données laisse à penser que le chasseur classique est virtuellement mort. Dans une sorte de déterminisme historique, ce qui importerait relèverait moins de l’appareil et de son pilote que des réseaux fournissant les informations, les capteurs, les armements et la fusion des données provenant de tous ces systèmes, permettant au pilote de prendre la bonne décision au moment opportun. Le chasseur devient ainsi une plateforme de défense aérienne où des facteurs classiques comme la vitesse et la manœuvrabilité seraient absents. De fait, l’une des autres leçons de « Desert Storm » était qu’aucun appareil n’a engagé de cible au-delà de Mach 1,03. La véritable manoeuvrabilité serait alors cognitive : celui qui détecte en premier sa cible a le plus de probabilité de l’emporter – en particulier du fait du rythme auquel les engagements sont conduits – si du moins l’ensemble des capteurs et des effecteurs fonctionnent.

Cette vision rejoint en fait celle de l’US Navy lorsqu’elle développe le F-111B puis le F-14 : une plateforme peu manoeuvrante mais disposant d’une forte puissance de feu, tirée à grande distance, sur base d’information données par des radars puissants. Mais cette logique répond aussi au contexte particulier de l’attaque de saturation par de gros missiles antinavires, qu’ils soient tirés de bombardiers, de navires de surface ou de sous-marins. Et de fait, lorsque l’US Navy constate la montée en puissance de l’aéronavale embarquée soviétique, elle voit dans le F/A-18 non seulement le remplaçant de l’A-7 mais aussi un chasseur en bonne et due forme. Les forces aériennes sont quant à elles dans une autre position : elles doivent certes intercepter des bombardiers[14] mais aussi des appareils de combat à plus court rayon d’action. Opérant au-dessus du sol, elles doivent également pouvoir éviter la défense sol-air et pouvoir manœuvrer dans des missions air-sol.  

Surtout, un déterminisme technique qui ne serait fondé que sur l’utilisation du radar – qu’il soit installé sur l’appareil ou dans des AWACS – et de missiles à très longue portée pourrait être hasardeux, à plusieurs égards. Premièrement, cela présuppose que les porteurs de radars soient immunisés. Or, un AWACS est particulièrement vulnérable. Peu nombreux sur les théâtres d’opération, ils pourraient être les premières victimes de missiles BVRAAM tirés en masse ; ou encore d’attaques menées par des moyens divers sur les bases aériennes les abritant. Sans AWACS, les chasseurs doivent utiliser leur propre radar et sont donc susceptibles d’être plus facilement détectés, même en ayant une faible signature radar et même si la signature des radars AESA peut être plus faible que des radars plus classiques. Il convient ici de comprendre que la dilatation de l’espace de bataille provient plus de l’AWACS que du radar des chasseurs qui lui sont subordonné. Cet espace est donc susceptible de se contracter, augmentant également les probabilités de détection par l’adversaire. C’est d’autant plus le cas, deuxièmement, que les moyens de détection adverses se sont étoffés, avec des IRST à grand angle, éventuellement couplés à des radars opérant sur des bandes moins utilisées, comme la L. C’est également le cas de l’usage de réseaux radars dits passifs, utilisables pour la protection d’un territoire et utilisant les antennes des réseaux GSM, par exemple. Il faut y ajouter l’inclusion de systèmes de guerre électronique dont le SPECTRA installé sur le Rafale est un bon exemple et qui est un capteur de premier plan.

Deuxièmement, la manoeuvrabilité reste nécessaire dans l’évitement des tirs adverses, rendus plus probables par la contraction de la zone de bataille. Contre-mesures électroniques, leurres (éventuellement tractés) voire à terme systèmes DIRCM[15] utilisant des lasers de puissance sont des mesures efficaces, mais « bouger » rapidement dès la détection d’une attaque est également utile. C’est d’autant plus le cas que la contraction des forces aériennes occidentales implique d’augmenter la cadence des missions, voire la vitesse à laquelle elles sont menées afin de compenser la perte de l’effet de masse. Or, la vitesse est un facteur important en matière de détection par IRST : sans même parler de la signature du moteur, le frottement de l’air induit une signature thermique au niveau des becs de bord d’attaque ou des entrées d’air.  

Troisièmement, la meilleure façon d’acquérir la supériorité aérienne est peut-être de ne pas engager les chasseurs adverses directement. En 1967, l’essentiel de l’aviation égyptienne a été détruite au sol. De même, nombre de pertes américaines au Vietnam et en Afghanistan ou encore des pertes sri-lankaises face aux tamouls ou libyennes face aux Tchad sont dues à des attaques de bases aériennes par la voie terrestre. De même, la densification des défenses aériennes par la mise en œuvre de systèmes SAM « double digit » (au-delà du SA-20) est problématique. De ces différents points de vue, la masse permet de compenser d’éventuelles pertes liées à des destructions non liées à des combats aériens mais cette masse ne peut être obtenue que par un prix d’achat raisonnable des appareils de combat. Or, tout porte à croire que les appareils de cinquième génération ont des coûts supérieurs notamment du fait de leur dépendance aux logiciels de fusion de données ou encore aux matériaux permettant de réduire les signatures radar.   

Quatrièmement, on peut également s’interroger sur la cyber-vulnérabilité d’appareils dont les systèmes de combat sont ultra-dépendants de l’informatique. Au-delà des bugs propres au système, la question se posant est celle d’une pénétration, que ce soit par un accès lors de sessions logistiques, ou même lors du combat. L’une des propriétés des radars AESA est de pouvoir être utilisé dans des missions d’attaque électronique. Si elles peuvent prendre la forme d’un « aveuglement » – toute l’énergie est concentrée sur le radar adverse – elles peuvent également utiliser le radar pour injecter un virus. En pratique, le radar fonctionne alors comme une liaison de données, un système comme Sutter permettant ensuite de mener des actions entre guerre électronique et cyberguerre sur le système adverse[16].

Si les radars classiques ne sont pas à l’abri de tels types d’attaques, la plus grande dépendance à l’informatique maximise le risque. C’est d’autant plus le cas lorsque le logiciel ne peut être partagé, à l’instar de ce que font les Américains pour le F-35, et que les acheteurs ne peuvent donc le développer « en open source ». En théorie, le risque d’une dissémination volontaire ou non du fait des alliés des Etats-Unis est contré par un processus ultra-centralisé en logistique logicielle, qui confine à une logique de « boîte noire » réduisant le nombre de personnes y ayant accès. En pratique, si un Etat parvenait à avoir accès à ce logiciel il serait en mesure de menacer tous les appareils de l’ensemble des clients… Certes, cela implique un effort de renseignement considérable mais le nombre d’appareils impliqués comme le nombre de personnes susceptibles d’avoir accès aux logiciels, multipliés par les quarante ans de durée de vie des systèmes de frappe actuellement conçu appellent à la prudence.

Si l’intégrité de ces logiciels était menacée au cours d’une guerre et que les AWACS venaient dans le même temps à ne plus assurer qu’une couverture intermittente, la logique d’engagement à des distances toujours plus importantes permises par les réseaux volerait immanquablement en éclat. Il est dès lors évident que les logiques plus traditionnelles prendraient le dessus. Mais, entre-temps, priorité aurait été donnée à des appareils moins manoeuvrant et la formation continuée du pilote se serait concentrée sur les engagements BVR et l’usage des systèmes de fusion de données, au détriment des engagements à courte distance ou d’un entraînement centré sur l’usage concomitant et « en parallèle » de plusieurs systèmes de capteurs. De même, le coût de ces appareils aurait eu des conséquences sur la masse disponible, plaçant les forces aériennes les utilisant en situation d’infériorité qualitative et quantitative. Il y aurait, immanquablement là une menace de premier à la sécurité nationale comme une véritable faillite d’un modèle déterministe reposant sur le pari d’une inadaptation de l’adversaire.

 

[1] John Stillion, Trends in Air-to-Air Combat. Implications for Future Air Superiority, CSBA, Washington, 2015, 62 p.

[2] Ce qui n’ira de soi qu’avec la synchronisation de la mitrailleuse et de l’hélice.

[3] Sur ces questions, voir Jérôme de Lespinois, La bataille d’Angleterre. Juin-octobre 1940, Tallandier, Paris, 2011.

[4] Voir  la série d’articles que nous consacrions à John Boyd dans DSI n°103, 104, 105 et 106.

[5] En pratique, l’affaire est bien plus complexe : la masse d’un appareil varie en permanence. Elle dépend de son armement, de sa consommation de carburant dans les différentes phases de vol, etc. De même, sa traînée dépend de son attitude dans les trois dimensions, la vitesse n’étant elle-même pas constante. Comme il faut être deux pour combattre, l’équation est rendue d’autant plus ardue. S’il est possible en théorie de déterminer un potentiel énergétique optimal, il n’a cependant aucun sens, trop de variables entrant en ligne de compte et ce potentiel ne serait optimal qu’un à un moment bien précis, dans une configuration bien précise et face à un adversaire qui serait lui-même dans une configuration spécifique.

[6] « See first, Shoot first Kill first ». En pratique, cette vision est historiquement allemande : l’installation de radar sur des chasseurs de nuits dotés de missiles filoguidés X-4 devait permettre, en une seule passe, de traiter plus de bombardiers alliés. Mais si le missile X-4 a été testé, il n’est jamais entré en service.

[7] Ils seront expédiés en URSS, donnant naissance à l’AA-2 Atoll, premier AAM soviétique.

[8] Les premiers travaux sur le Sparrow I commencent à la fin des années 1940.

[9] Le F-4E verra quant à lui un retour au canon.

[10] Et des IFF soviétiques. Les Etats-Unis ont ainsi reçu des Israéliens des SRO-2, de sorte qu’ils ont été capables de répliquer le système (programme Combat Tree). Son utilisation passive permettait ainsi de détecter un appareil d’origine soviétique jusqu’à 60 nautiques.   

[11] A l’instar du AN/TSX-1 TISEO (Target Identification System Electro-Optical).

[12] Dans ce cas (AIM-9X, Python 5), l’avion adverse, quelque soit l’aspect sous lequel il se présente, ne doit même plus être face à l’avion tireur. Le viseur de casque du pilote, naturellement mobile, joue ce rôle. 

[13] John Stillion, op cit.

[14] Raison pour laquelle la RAF hésite un temps entre le F-14 et ce qui deviendra le Tornado F3.

[15] Directed Infra-Red Counter Measures. Les systèmes actuels obscurcissent les autodirecteurs de missiles à guidage IR. L’US Air Force travaille sur des lasers plus puissants, capables de détruire les missiles à guidage radar assaillants en vol mais les problèmes sont considérables. 

[16] Voir Joseph Henrotin, « Conséquences tactiques du hacking radar », DSI, n°89, février 2013.

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