Au Cœur de la transformation numérique

Cybersecurité, Big Data, Intelligence Artificielle et bien plus encore…

Au Cœur de la transformation numérique

Cybersecurité, Big Data, Intelligence Artificielle et bien plus encore…

Avec la montée en puissance des satellites de télécommunications numériques, des systèmes d’observation en capacité de collecter des données de plus en plus volumineuses, les maîtres d’œuvres se doivent de protéger et sécuriser davantage leurs systèmes, trouver des moyens pour traiter des données très importantes tout en garantissant la flexibilité nécessaire afin d’adresser des nouveaux marchés en rupture technologique. C’est tout l’objet de la transformation numérique de notre société, qui incorpore de nouvelles compétences en matière de cyber sécurité, Big Data, Intelligence Artificielle, cloud computing ainsi que bien d’autres technologies disruptives.

Cyber Sécurité et plateforme digitale

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© iStock

La multiplication des tentatives de cyber attaques, qu’elles soient individuelles ou étatiques, n’est plus un secret pour quiconque. Les systèmes satellitaires pourraient devenir des proies vulnérables, aussi est-il vital de les sécuriser au maximum pour les protéger contre toutes failles potentielles.

La cyber sécurisation des systèmes spatiaux est un paramètre qu’il faut anticiper dès la phase de conception des composantes sol et bord, en particulier lorsqu’il s’agit de systèmes entièrement numériques.

La réponse de Thales Alenia Space pour faire face aux cyber attaques potentielles réside dans la mise en place des outils et processus les plus modernes et les plus appropriés qui seront utilisés pendant les phases d'ingénierie, de conception et de support aux opérations en orbite. La « cyber security » ne doit pas se limiter à une seule composante mais bien prendre en considération l’intégralité du système, de bout en bout. Au niveau de la phase de conception du segment spatial, en respectant la même approche standard de cybersécurité que celle du segment sol, nous intégrons la ségrégation des domaines physiques et logiques à bord pour garantir un contrôle sécurisé du satellite tout en permettant une indépendance totale entre les opérations de la charge utile, mais aussi un contrôle d'intégrité du logiciel à la demande dans chaque domaine pour détecter immédiatement si un logiciel embarqué est corrompu afin de pouvoir y remédier très rapidement.

Pour la protection du segment sol, nous utilisons une architecture de cybersécurité générique basée sur les meilleures pratiques de cyberdéfense ainsi qu’un ensemble de modules de protection et de détection comprenant des produits et solutions spécifiques du groupe Thales.

En combinant l'expertise de Thales Alenia Space pour la fourniture de solutions satellitaires de haute technologie et les capacités technologiques de Thales en matière de cybersécurité, nous proposons une offre globale en la matière afin de protéger les segments sol et bord du système spatial. En capitalisant sur la complémentarité des deux expertises, nous intégrons les composants spécifiques aux satellites dans les produits standard de Thales Cybersecurity. Cela peut être illustré par le capteur de détection d'intrusion de Thales, adapté pour prendre en compte les protocoles spécifiques à l'espace, ou par la plateforme « tout-en-un » Thales Cybel Analytics, pour une détection, une analyse et une réponse avancées basées sur l'Intelligence Artificielle.

Garantir la protection et l’intégrité d'un système est un véritable défi au quotidien, en raison des nouvelles vulnérabilités et menaces qui peuvent affecter un système. Thales Alenia Space fournit ainsi un service de maintenance sécuritaire pour détecter, analyser, développer des corrections et les déployer sur un système actif. Cette solution s'appuie sur des équipes dédiées d'experts en cybersécurité, sur des outils développés en interne afin de pouvoir réagir rapidement contre des cyber menaces.

Intelligence Artificielle et Big Data

Image of big data
© Pixabay

L’Intelligence Artificielle et le traitement de données extrêmement volumineuses – le Big Data – sont deux technologies qui sont intrinsèquement liées l’une à l’autre. Si l’on n’avait pas recours à l’intelligence artificielle, comment pourrions-nous en effet traiter, analyser, exploiter des données aussi conséquentes ? L’IA s’est infiltrée dans de nombreux domaines d’activités, l’activité spatiale n’y fait pas exception.

Ces nouvelles capacités technologiques, alliées à la cybersécurité, nous permettront de valoriser les données du système, au bénéfice de nos clients.

L’IA permettra, à titre d’exemple, d’effectuer un travail de traitement ou d’analyse sur des données images, de détecter des anomalies potentielles, d’obtenir des informations relatives à la trajectographie d’une plateforme, d’analyser des signaux de télécommunications permettant la détection de brouillage. S’appliquant aux domaines de l’observation de la terre, de la navigation par satellite ou des télécommunications, l’IA offre un champs applicatif exponentiel. L’Intelligence Artificielle va contribuer à l’optimisation de l’intelligence du satellite. Les futurs satellites, embarquant des technologies basées sur l’intelligence artificielle, pourront effectuer des tâches relatives à l’auto détection d’anomalies, la maintenance prédictive, l’analyse de causes racines jusqu’à la prise de décision. L’IA offre une passerelle unique vers l’autonomie du satellite.

Image of Space Inspire Paysage
Space INSPIRE © Thales Alenia Space

Par ailleurs, sur le marché des télécommunications, les opérateurs ont tendance à acquérir de plus en plus des satellites numériques, extrêmement flexibles, dirigés par logiciels et reprogrammables en orbite. Chez Thales Alenia Space, en l’espace de 6 mois, trois grands opérateurs – SES, Intelsat, Arabsat – ont porté leur choix sur la solution Space INSPIRE de Thales Alenia Space. Ce type de satellites est enclin à être de plus en plus autonome à l’avenir. Dans les constellations du futur, l’Intelligence Artificielle sera utilisée pour pouvoir contribuer au traitement de données volumineuses ; l’IA sera utilisée pour définir les algorithmes appropriés, contribuer à l’optimisation du satellite ainsi qu’à l’allocation des ressources.

Quelques exemples concrets d’utilisation de l’IA dans nos solutions satellitaires

De l’intelligence artificielle embarquée à bord du satellite OPS-SAT

OPS-SAT © ESA

Lancé en décembre 2019, OPS-SAT est un démonstrateur technologique de l’agence spatiale européenne dont l’objectif est de démontrer les améliorations de capacités de missions qui verront le jour lorsque les satellites seront équipés de calculateurs embarqués aussi puissants que ceux qui existent aujourd’hui sur Terre. Véritable « laboratoire volant », ce cubesat permet de tester et valider de nouvelles techniques liées au contrôle de mission et aux systèmes embarqués. Le programme a été conduit sous la maîtrise d’œuvre de l’Université de technologie de Graz, en Autriche, en coopération avec des partenaires européens.

Thales Alenia Space, associé à ses partenaires au sein de l’IRT Saint-Exupéry, a coordonné et financé le projet « Chaîne Image Autonome et Réactive » (CIAR). Ce projet vise à étudier des technologies permettant de déployer de l’Intelligence Artificielle pour le traitement de l’image sur des systèmes embarqués (robots, satellites, drones…).

A l’issue d’un appel à candidatures, le projet a été retenu pour réaliser des démonstrations en orbite dans le cadre de la mission OPS-SAT. Dans le courant de l’année 2021, le consortium CIAR a réussi, en coopération avec l’ESA, à télécharger un réseau de neurones sur du matériel FPGA (circuit intégré logique pouvant être programmé à distance) embarqué dans ce satellite. Un tel déploiement de réseau de neurones sur ce type de matériel en orbite n’avait jamais été effectué auparavant.

OPS-SAT est doté d’un calculateur de bord ainsi que d’une petite caméra d’une résolution de 50 mètres. Tous les cas d’utilisations de l’IA ne sont pas envisageables à cette résolution. L’un des services identifiés par l’équipe CIAR est celui de la détection de nuages dans les images. En effet, les pixels recouverts par des nuages sont des pixels inexploitables pour, par exemple, dresser des cartes ou suivre l’évolution d’un théâtre d’opération. En identifiant les pixels nuageux avec un bon niveau de fiabilité, il est tout à fait envisageable de les supprimer à la source afin de préserver la mémoire et la bande passante du satellite. C’est ce qui a pu être testé sur OPS-SAT.

L’Intelligence Artificielle embarquée à bord de satellites est la porte d’entrée vers un champ d’applications exceptionnel. En matière de surveillance de l’environnement, cette nouvelle technologie permet de lever des alertes en temps réel en cas de départs de feux, de pollutions marines, et bien plus encore. Dans le domaine de la défense, elle peut également être utilisée pour localiser en quelques secondes des objets d’intérêt répartis sur un vaste théâtre d’opération.

Un pionnier en matière de « Space Edge Computing »

Image of ISS
ISS © NASA

En avril 2022, Thales Alenia Space et Microsoft ont signé un protocole d’accord pour explorer le développement de nouvelles capacités dans les systèmes embarqués de traitement informatique SEC (Space Edge Computing), les outils d’observation géospatiale basés sur l’intelligence artificielle (DeeperVision) et le Segment sol numérique.

Thales Alenia Space prévoit de fournir avec Microsoft des solutions avancées de connectivité, d’analyse et de calcul dans l’espace grâce à la capacité embarquée de traitement informatique SEC (Space Edge Computing). Dans cette optique, les deux entreprises démontreront et valideront des technologies et les potentialités de calcul en orbite à bord de la Station spatiale internationale en 2023. Notre société déploiera à bord de l’ISS un puissant calculateur, un cadre d’application et des capteurs haute performance d’observation de la Terre, afin de créer de nouvelles applications de traitement de données climatiques en orbite, afin de mieux protéger notre planète. Thales Alenia Space travaillera avec Microsoft Research dans les domaines de la télédétection, de la vision par ordinateur et de la climatologie pour démontrer le potentiel du calcul embarqué de prochaine génération pour l’observation de la Terre. Cette capacité SEC devrait permettre de recueillir de façon plus rapide et ciblée des données immédiatement applicables à la surveillance, à la compréhension et à la protection de notre planète.

Image of ISS

ISS © Thales Alenia Space/Master Image Programmes

De même, Thales Alenia Space et Microsoft renforceront la coopération entamée en avril 2021 dans le domaine des outils d’observation géospatiale basés sur l’intelligence artificielle (IA), avec l’intégration de DeeperVision, un logiciel d’analyse de données d’observation de la Terre de Thales Alenia Space, sur la plateforme Azure Orbital de Microsoft. DeeperVision est un service digital indispensable pour exploiter massivement, immédiatement et systématiquement les images provenant des satellites d’observation de la Terre. Les clients peuvent ainsi combiner les capacités de DeeperVision pour traiter les flux de données et générer des informations en temps opportun, avec les capacités cloud d’Azure Orbital. De plus, DeeperVision est l’un des logiciels destinés à être exploités à bord de l’ISS à l’aide des capacités SEC. Thales Alenia Space souhaite ainsi démocratiser avec Microsoft l’observation géospatiale en commercialisant des outils d’observation de la Terre basés sur l’IA (comme DeeperVision) accessibles aux développeurs.

Enfin, Thales Alenia Space entend accélérer le déploiement de stations sol et étendre la couverture de connectivité avec l’appui de Microsoft, en concevant et commercialisant une offre conjointe de services gérés pour fournir un modèle de logiciel-service de segment sol virtualisé.

Innovations et Transformation Numérique chez Thales Alenia Space

Photo of a scientist in a lab
© Thales Alenia Space

Dans ce domaine hyper compétitif qu’est celui des satellites, il est aujourd’hui vital de fabriquer « plus », « plus vite », « moins cher». Les nouvelles technologies constituent un levier devenu résolument incontournable pour pouvoir fabriquer davantage de satellites dans un environnement industriel en pleine mutation. L’usine du futur vise à ce titre à introduire des technologies à la pointe de l’innovation et compétitives dans son dispositif de production, qui s’intègrent pleinement dans la transformation numérique de l’entreprise.

De nombreuses innovations ont vu le jour ces dernières années, notamment la fabrication additive, la réalité virtuelle et augmentée, les objets connectés et l'introduction de robots et de cobots (robots collaboratifs conçus pour travailler en collaboration avec un opérateur). Thales Alenia Space est à l’avant-garde de ces tendances, avec le déploiement de solutions « Usine 4.0 » telles que le système d'assemblage robotisé SAPHIR à Cannes (France), le robot collaboratif CRATOS à L'Aquila (Italie) et le nouveau site de production automatisée en Belgique. L'innovation est résolument au cœur de notre ADN.

La fabrication additive, la réalité virtuelle et augmentée, le BIG DATA, le cloud, l'Intelligence Artificielle, la robotique, la cobotique TWIN-X, SOLAR, COLROBOT et Digital Twins, font partie intégrante de la stratégie de Thales Alenia Space, qui s’appuie sur l'innovation et la transformation numérique pour façonner l'usine du futur… Souvent galvaudé, le mot « Innovation » a pris toute sa dimension chez Thales Alenia Space !