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Interférences GPS : menaces pour la société moderne


Le système de positionnement global (GPS) constitue la base de nombreuses applications de notre quotidien. De la navigation à l’optimisation agricole en passant par la synchronisation des transactions financières, le GPS est un élément essentiel de la technologie moderne. Toutefois, l’utilisation croissante des systèmes basés sur le GPS expose ces technologies à des perturbations telles que le brouillage (jamming) et l’usurpation de signal (spoofing), pouvant avoir des conséquences graves sur leur sécurité et leur efficacité. Un rapport d’Allianz Commercial indique : « L’aviation connaît une augmentation significative des incidents de spoofing et de jamming GPS, notamment en période de tensions géopolitiques accrues. »
(Source : Allianz Commercial).
Récemment, une démonstration utilisant un appareil HackRF One a montré à quel point il est facile de falsifier des signaux GPS. Un pirate a même utilisé des données de la NASA pour manipuler la position d’un récepteur GPS. De telles méthodes soulignent l’urgence de mettre en œuvre des solutions de sécurité. L’EASA (Agence européenne de la sécurité aérienne) a identifié ces menaces comme un risque sérieux :
« Les interférences intentionnelles avec les signaux GNSS, comme le brouillage et l’usurpation, représentent des dangers majeurs pour l’aviation et nécessitent des mesures de protection renforcées. »
Une analyse approfondie de l’EASA révèle que ces perturbations surviennent principalement dans les zones de conflit ou sur des corridors stratégiques de trafic aérien.
Impacts sur les applications civiles et les infrastructures
La menace du brouillage GPS
Le brouillage GPS désigne la perturbation intentionnelle ou le blocage des signaux GPS par des signaux radio plus puissants émis sur la même fréquence. Ses effets sont multiples : les véhicules peuvent recevoir des indications erronées, entraînant des embouteillages ou des accidents. Cette situation est particulièrement critique dans l’aviation, où elle peut gravement nuire à la navigation précise. Dans le domaine de la logistique, le brouillage peut retarder les livraisons, interrompant ainsi les chaînes de production.
Selon un bulletin d’information sur la sécurité publié par l’EASA en novembre 2023 (https://ad.easa.europa.eu/ad/2022-02R3), des perturbations inhabituelles des signaux GPS ont été signalées en mer Baltique et dans d’autres zones maritimes européennes. Ces perturbations seraient en grande partie dues à la Russie, qui utilise des dispositifs de brouillage GPS à grande échelle.
Raphael Monstein, un expert en guerre électronique, met en garde : « Les perturbations GPS croissantes dues au spoofing peuvent gravement compromettre la sécurité du trafic aérien. » Monstein note une augmentation des incidents où des avions ont été induits en erreur par de faux signaux GPS.
L’aviation est particulièrement touchée : des équipages rapportent des pannes GPS répétées dans des zones de conflit, comme dans la région de la mer Noire. Lors d’un vol à proximité de l’Ukraine, un Airbus A320 a subi un brouillage massif, mettant hors service des systèmes de navigation essentiels. Le capitaine a décrit comment l’équipage a dû basculer sur le système de navigation inertielle (INS) pour sécuriser la trajectoire de vol.
Des incidents publics, tels que des spectacles de drones en Chine perturbés par le brouillage, où les drones se sont écrasés, illustrent clairement les risques. En 2023, des vols entre Istanbul et Moscou ont subi des pannes GPS répétées près de la mer Noire, obligeant les pilotes à vérifier manuellement les données de position.
GPS-Spoofing : un danger lié aux signaux falsifiés
Le spoofing GPS est encore plus insidieux que le brouillage. Il consiste à émettre de faux signaux GPS, amenant les récepteurs à calculer des positions ou des heures incorrectes. Cette technique est exploitée par des criminels pour détourner des véhicules, des cargaisons ou des avions sur de fausses routes.
Un exemple alarmant s’est produit en 2024, lorsqu’un avion s’est écrasé en raison d’un spoofing GPS. Sur le plan militaire, le spoofing est utilisé pour manipuler des drones ennemis. Dans le secteur financier, des horodatages GPS falsifiés pourraient perturber les processus de trading, causant des pertes considérables.
Dans l’aviation civile, des pilotes ont signalé que le spoofing a généré de fausses alertes de collision avec des montagnes alors que l’avion évoluait en toute sécurité. Le spoofing perturbe souvent les systèmes d’alerte avancée de proximité du sol (EGPWS), distrayant considérablement les équipages.
Les drones sont également ciblés, des données GPS falsifiées les détournant vers des coordonnées erronées. Une perturbation particulièrement préoccupante a été enregistrée dans l’espace aérien indien, avec 316 vols affectés par le spoofing en un seul mois.
En 2022, des cas de spoofing GPS ont été signalés lors de vols au Moyen-Orient, notamment près de l’espace aérien saoudien. Ces incidents ont conduit à des erreurs de navigation nécessitant une surveillance manuelle constante par les pilotes.
Un incident survenu en Californie en 2023 a montré comment un véhicule autonome, induit en erreur par du spoofing, a reçu de fausses données et a été impliqué dans un accident. Un vol Tallinn-Londres a également été détourné en 2023 en raison du spoofing, obligeant les pilotes à recourir à des aides à la navigation traditionnelles comme le VOR/DME (VHF Omnidirectional Range/Distance Measuring Equipment) pour garantir la sécurité.
Rien qu’en 2023, plus de 1 100 incidents par jour ont été signalés, principalement dans des zones de conflit telles que l’Ukraine, la Russie et le Moyen-Orient. Cette menace ne se limite pas aux avions civils mais affecte également les opérations militaires, où le spoofing est utilisé pour détourner des drones et des missiles, augmentant les risques pour les avions civils dans ces régions. Les pilotes reçoivent désormais des briefings spécifiques pour gérer ces situations.
Impacts sur les applications civiles et les infrastructures
Le GPS est essentiel non seulement pour l’aviation et la navigation maritime, mais aussi pour de nombreuses applications civiles. Par exemple, il joue un rôle crucial dans la synchronisation des transactions financières. Les banques et les traders dépendent du GPS pour synchroniser précisément leurs systèmes. Une panne de GPS pourrait provoquer un chaos sur les marchés boursiers et compromettre la stabilité des systèmes financiers mondiaux.
De même, les réseaux électriques modernes dépendent fortement des signaux GPS. Une panne de GPS pourrait entraîner des coupures de courant généralisées dans de vastes régions du globe.
Dans le secteur de la logistique, les systèmes modernes de gestion des flottes utilisent le GPS pour coordonner efficacement les livraisons et suivre les marchandises. Cependant, des criminels exploitent le brouillage GPS pour dissimuler des véhicules ou des cargaisons volés.
Les interventions de secours peuvent également être retardées en cas de panne GPS, mettant ainsi des vies en danger. Les compagnies maritimes signalent de plus en plus souvent que le spoofing GPS conduit à des informations de position erronées, provoquant l’acheminement de conteneurs vers de mauvais ports.
Mesures technologiques et solutions innovantes
Les menaces croissantes liées aux perturbations du GPS exigent des solutions innovantes :
- Récepteurs GPS modernes : Capables de détecter et de filtrer les tentatives de falsification des signaux, ils renforcent la sécurité des utilisateurs.
- Système Galileo : Le système européen offre une sécurité supplémentaire grâce à des signaux d’authentification garantissant que les données reçues sont authentiques et non manipulées.
- Systèmes de navigation inertielle (INS) : Ces systèmes mesurent les accélérations et les mouvements de rotation pour permettre une navigation précise, indépendante des GNSS, particulièrement utile dans des secteurs critiques comme l’aviation.
- Récepteurs multifréquences : En combinant les signaux de plusieurs systèmes de satellites (GPS, Galileo, BeiDou), ces récepteurs augmentent la robustesse des systèmes de navigation et réduisent les risques d’interférence.
- Données augmentées : Des signaux correctifs terrestres ou satellitaires peuvent améliorer la précision des données GPS. Cependant, ces systèmes nécessitent des protections supplémentaires, car ils peuvent aussi devenir des cibles d’attaques.
- GNSS-Probes : Des solutions comme celles de GPSPATRON combinent surveillance en temps réel et algorithmes avancés pour détecter les anomalies, contribuant ainsi à améliorer la sécurité et la résilience des infrastructures GNSS.
L’avenir de la navigation : capteurs quantiques et systèmes alternatifs
Pour réduire la vulnérabilité aux perturbations GPS, le Sandia National Laboratory aux États-Unis a mis au point une innovation révolutionnaire : un capteur quantique capable de mesurer les mouvements avec une précision inégalée.
Cette technologie, qualifiée de « mère de tous les capteurs de mouvement », repose sur l’interférométrie atomique et permet une navigation précise, indépendante du GPS. Ce capteur est particulièrement utile dans des zones de conflit comme l’Ukraine, où les perturbations GPS dues à la guerre électronique sont fréquentes.
Un composant clé de cette technologie est un modulateur photonique en silicium haute performance, qui réduit considérablement les fréquences indésirables. Cette miniaturisation rend la technologie non seulement plus précise mais aussi plus accessible et adaptée à une production de masse.
Les applications futures incluent des systèmes de navigation indépendants du GPS pour l’aviation et le secteur militaire, garantissant sécurité et efficacité même dans des environnements perturbés électroniquement. Les États-Unis prévoient d’intégrer cette technologie dans leurs systèmes de munitions pour assurer leur précision et réduire leur dépendance au GPS.
Les experts considèrent cette avancée comme un pas décisif vers le renforcement de la sécurité nationale et la minimisation des risques dans les conflits modernes.
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