Comment fonctionne le brouillage GPS et comment s’en prémunir
Ce mercredi 24 septembre, Margarita Robles, ministre de la Défense espagnole, se rendait en Lituanie sur une base de l’OTAN où sont positionnés des militaires espagnols. Selon l’agence de presse Europa Press, son avion, un Airbus A330, aurait subi une tentative de perturbation de son système GPS lors du survol de l’enclave russe de Kaliningrad.
Le commandement de bord a minimisé l’incident, expliquant que ce type d’événement était fréquent à proximité de Kaliningrad. Par ailleurs, la tentative de désactivation du GPS a échoué, le système sécurisé de l’avion de l’Armée de l’air espagnole recevant son signal d’un satellite militaire.
Cet épisode fâcheux fait suite, à moins de trois semaines d’intervalle, au supposé brouillage du système GPS de l’avion transportant Ursula von der Leyen, la présidente de la Commission européenne, en Bulgarie. Le pilote a été obligé de se poser manuellement. Dans les deux cas, la Russie a été pointée du doigt.
La seconde tentative de brouillage du GPS est toutefois sujette à caution. Sur X, le site de suivi de vols FlightRadar24 démonte, carte à l’appui, la version médiatique d’une heure d’attente en survol du Falcon 900 qui transportait Mme von der Leyen. Par ailleurs, il note que « le transpondeur de l’avion a signalé une bonne qualité du signal GPS du décollage à l’atterrissage ».
Dans une vidéo, Pierre-Henri Chuet, pilote d’avion et fondateur du cabinet D.Brief, analyse tous les événements du vol. Connaissant un dysfonctionnement de son système GPS, l’équipage a dû changer de procédure d’approche, ne pouvant bénéficier du guidage radar de la tour de contrôle. Dans le cas présent, l’ingérence russe ne peut être avérée et le Falcon a pu rencontrer un problème de réception GPS comme cela arrive fréquemment dans cette zone de l’Europe de l’Est. La Bulgarie a d’ailleurs rapidement annoncé qu’elle n’ouvrirait pas d’enquête.
« Le GPS a été introduit dans l’aviation civile dans les années 2000, rappelle Olivier Dujardin, consultant indépendant et chercheur au Centre Français de Recherche sur le Renseignement (CF2R), alors que les avions volent depuis 120 ans. Un pilote doit savoir lire une carte et se poser en mode manuel. »
La guerre en Ukraine a généralisé le brouillage militaire
Ces deux événements médiatisés auront eu, au moins, pour mérite de faire connaître au grand public l’existence de techniques de brouillage d’un signal GNSS (Global Navigation Satellite System). Le phénomène n’est pas nouveau dans l’aviation civile. Sur son site, l’Agence nationale des fréquences (ANFR) cite un nombre de cas de brouillage avérés affectant les aéroports de Nantes (2017), de Lyon-Bron (2018) ou de Marignane (2019).
Dans le domaine militaire, la guerre en Ukraine a mis en exergue la généralisation du brouillage GNSS. Les deux belligérants utilisent cette technique de guerre électronique pour détourner des drones ou des missiles de leur trajectoire.
La perturbation peut déborder des zones de guerre. Dans un communiqué, la startup lituanienne Astrolight reprend les observations du bureau des communications électroniques de Lettonie. Ce dernier affirme que la Russie perturbe les systèmes de navigation par satellite à partir de trois sites permanents dans les oblasts de Kaliningrad, Leningrad et Pskov, créant « des risques généralisés pour l’aviation civile et les infrastructures critiques dans la région de la mer Baltique. »
Le transport maritime est également affecté. Dans le détroit d’Ormuz, le brouillage perturbe les GPS de centaines de navires qui naviguent chaque jour dans cette zone stratégique où transite environ 20 % du pétrole mondial. La multiplication des erreurs de positionnement complique leur navigation et la rend incertaine. En juin, deux pétroliers sont entrés en collision nous apprend Courrier International.
Achat de brouilleur sur les sites d’e-commerce
Le brouillage, dont la couverture peut s’étendre de quelques mètres à quelques dizaines de kilomètres, n’est pas l’apanage des seuls acteurs étatiques. Tout à chacun peut acheter un brouilleur de la taille d’une clé USB depuis des sites d’e-commerce grand public. Branché sur l’allume-cigare, il peut mettre en échec le GPS du véhicule qui l’héberge mais aussi celui des engins environnants.
Des chauffeurs poids lourds, des livreurs ou des représentants de commerce utilisent ce type de gadget pour empêcher le « mouchard » de leur employeur de fonctionner et donc de les géolocaliser. Un voleur de véhicule peut également utiliser un brouilleur pour arrêter le suivi du traceur GPS. Bien sûr, sa possession et son utilisation sont strictement interdites. Selon l’article L. 39-1 du Code des postes et des communications électroniques, le contrevenant s’expose à une peine maximale de six mois de prison et 30 000 euros d’amende.
Le brouillage peut être involontaire. Un appareil de télécommunication défectueux, comme un routeur wifi ou une antenne relais, peut émettre hors de sa fréquence de fonctionnement et déborder sur la bande empruntée par un signal GNSS. Une box internet, détenue par une dame âgée, a ainsi brouillé les équipements d’un industriel voisin, rapporte l’ANFR.
Déni de service, spoofing et meaconing
Les techniques de brouillage concernent tous les systèmes de géolocalisation qu’ils soient américain (GPS), européen (Galileo), russe (Glonass) ou chinois (Beidou). « Le plus simple consiste à émettre du « bruit » dans la bande de fréquence occupée par le GNSS, explique Alexandre Vervisch-Picois, directeur d’études à Télécom SudParis. Le signal radio se surajoute à celui du système de géolocalisation et perturbe son fonctionnement. »
Cette technique de brouillage entraîne un déni de service, le récepteur ne parvenant plus à calculer la position de l’utilisateur. Selon un article publié par The Conversation, elle est rendue possible par la très faible puissance des signaux émis par les satellites. « Un brouilleur situé à plusieurs kilomètres émettant quelques milliwatts, soit l’ordre de grandeur de la puissance d’un émetteur wifi, suffit, poursuit Alexandre Vervisch-Picois. C’est le meilleur rapport simplicité efficacité. »
Autre technique usuelle : le spoofing. Il ne s’agit pas à proprement parler de brouillage puisqu’elle consiste à générer de faux signaux GNSS, reprenant les mêmes caractéristiques techniques que les vrais. Amplifiés, ils vont surpasser les signaux authentiques. Trompé, le récepteur affiche une position erronée pouvant être située à des dizaines de kilomètres de la réalité.
« Tout signal GNSS est vulnérable au spoofing sauf le signal crypté réservé aux forces pays membres de l’OTAN et nécessitant une clé de déchiffrement », précise Olivier Dujardin. Variante du spoofing, le meaconing consiste à capturer et retransmettre des signaux GPS authentiques avec un décalage dans le temps créant une erreur de positionnement.
Des outils de contre-mesure coûteux
La principale parade à ces interférences repose sur les antennes à diagramme de rayonnement contrôlé ou CRPA (Controlled Radiation Pattern Antenna). Développé par des acteurs comme Thales, ce type de dispositif est embarqué sur des avions militaires, des hélicoptères, des drones, des navires ou des équipements civils sensibles. Il exploite des techniques avancées de traitement du signal spatial pour maintenir la réception des signaux satellites en environnement hostile.
Sur le principe, les différentes antennes d’un réseau CRPA reçoivent des signaux GNSS légitimes. Un traitement électronique combine ces signaux venant des satellites pour les renforcer et affaiblir les signaux parasites provenant d’autres directions. Reproduisant fidèlement les signaux GNSS légitimes, les attaques sophistiquées de spoofing rendent toutefois plus difficiles la distinction entre signaux authentiques et malveillants.
« Les autres techniques combinent navigation optique et réseaux GMS pour se relocaliser et ne pas se perdre complètement, complète Olivier Dujardin. Elles proposent un service en mode dégradé avec une perte de précision. » Un système de navigation multi-récepteurs peut, par exemple, croiser des données GPS avec ceux de la navigation inertielle (INS, Inertial navigation system), basée sur les capteurs d’accélération et de rotation d’un aéronef.
« Quelle que soit la contre mesure mise en place, le brouilleur finit toujours par gagner même si les signaux militaires résistent mieux », estime fataliste Alexandre Vervisch-Picois. Par ailleurs, ces dispositifs de contre-mesure présentent des contraintes de taille, de poids et d’encombrement qui limitent leur intégration sur certains équipements.
Sans compter le surcoût qu’il représente. « Il est d’autant plus élevé que le niveau de menace est sophistiqué, observe Alexandre Vervisch-Picois. C’est une équation technique et économique à prendre en compte en fonction de la criticité de l’usage. Un géomètre dans le génie civil n’a pas besoin, a priori, d’utiliser un dispositif antibrouillage. »
Ce surcoût peut expliquer que les smartphones du commerce ne soient pas équipés de système anti-interférence. « Cela multiplierait d’un facteur de 10 à 100 le coût d’une puce GPS de base qui revient de l’ordre d’un dollar », poursuit l’expert. Sans compter l’espace occupé par le dispositif et sa consommation de ressources de calcul qui viendrait d’autant réduire l’autonomie du terminal.