Systemes radar - AN/APG-81 vs. AN/APG-85

¶ 4. Systemes radar – AN/APG-81 vs. AN/APG-85

¶ Le bond technologique : GaAs vers GaN

La transition prevue de l'AN/APG-81 vers l'AN/APG-85 marque un changement technologique fondamental dans la base semi-conductrice des modules emetteur-recepteur [20] :

Sources : Analyse GaN/GaAs Qorvo [21], Military Embedded Systems [22]

¶ AN/APG-85 – Ameliorations operationnelles

L'AN/APG-85, egalement developpe par Northrop Grumman, est prevu pour le F-35 Lot 17 et les lots de production suivants [23] :

• Portee de detection : Augmentation estimee d'environ 50% par rapport a l'APG-81
• Resolution SAR : Capacite sous-metrique grace au fonctionnement ultra-large bande
• Guerre electronique : Capacite de burn-through massivement accrue
• LPI : L'etalement ultra-large bande reduit la densite spectrale de puissance

¶ Dependance au TR-3

Le plein potentiel de l'AN/APG-85 depend de l'integration reussie de l'infrastructure informatique Technology Refresh 3 (TR-3). La stabilisation du logiciel TR-3 se poursuivra au moins jusqu'en 2026 [24].

¶ Contexte strategique

Le J-20 chinois dispose du radar AESA Type 1475 avec environ 2'000–2'200 TRM dans une plus grande ouverture [25]. L'AN/APG-85 est la reponse a ce desavantage physique : puisque le F-35 ne peut pas agrandir son cone avant, il doit augmenter la puissance par module.

¶ Implication pour la Suisse

Les F-35A suisses seront livres, selon les connaissances actuelles, avec l'AN/APG-81 et non avec l'AN/APG-85 [26]. Cela se traduit par une portee de premiere detection estimee inferieure d'environ 33% par rapport aux allies equipes de l'APG-85.

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¶ Le radar explique simplement

¶ Que fait un radar d'avion de combat ?

Le radar est le systeme de capteurs le plus important d'un avion de combat moderne – comparable aux yeux et aux oreilles du jet. Il emet des ondes electromagnetiques et analyse leurs reflexions pour detecter, suivre et identifier les avions ennemis, les navires, les vehicules et les objets au sol. Les radars modernes d'avions de combat peuvent simultanement suivre des dizaines de cibles, cartographier le sol et meme brouiller les radars ennemis [19].

¶ Technologie AESA : Des milliers de mini-emetteurs au lieu d'une grande antenne

L'AN/APG-81 et l'AN/APG-85 sont tous deux des radars AESA (Active Electronically Scanned Array). Avec cette technologie, l'antenne radar ne se compose pas d'un seul grand emetteur a commande mecanique, mais d'environ 1'600 modules emetteur-recepteur minuscules et independants (TRM). Chacun de ces modules fonctionne comme une mini-station radar autonome [9].

L'avantage : le faisceau radar peut etre dirige electroniquement dans n'importe quelle direction en microsecondes – sans mouvement mecanique. Ainsi, le radar peut pratiquement accomplir plusieurs taches simultanement : suivre des cibles aeriennes, cartographier le sol et brouiller les systemes radar ennemis [10].

¶ AN/APG-81 : La generation actuelle

L'AN/APG-81 de Northrop Grumman est le radar standard de tous les F-35 produits jusqu'a present. Il est base sur des semi-conducteurs en arsenure de gallium (GaAs) – un materiau eprouve depuis les annees 1980 pour les applications micro-ondes haute performance [12]. L'AN/APG-81 represente un bond de performance considerable par rapport aux systemes predecesseurs (comme l'AN/APG-68 du F-16) et maitrise les modes suivants [19] :

• Air-air : Detection longue portee avec Track-While-Scan
• Air-sol : Cartographie SAR et suivi de cibles terrestres (GMTI)
• Guerre electronique : Energie dirigee pour brouiller les radars ennemis
• Mode LPI : Agilite en frequence pour eviter la detection propre

Les limites de l'AN/APG-81 sont determinees par les proprietes physiques de l'arsenure de gallium : la densite de puissance du GaAs est d'environ 1,5 W/mm, ce qui limite la puissance d'emission maximale et donc la portee de detection [13].

¶ AN/APG-85 : La prochaine generation

L'AN/APG-85 utilise du nitrure de gallium (GaN) sur des substrats de carbure de silicium – une technologie de semi-conducteurs qui offre des avantages fondamentaux par rapport au GaAs. Le GaN permet une augmentation de 3 a 8 fois la densite de puissance (5–12 W/mm) tout en offrant une efficacite plus elevee (plus de 50% contre 25–40% pour le GaAs) [13, 14].

En pratique, cela signifie :

• Environ 50% de portee en plus : Les avions ennemis sont detectes beaucoup plus tot [6]
• Meilleure resolution d'image : Resolution sous-metrique pour la cartographie du sol – les types de vehicules individuels peuvent etre distingues a grande distance [28]
• Capacite de brouillage renforcee : La puissance d'emission plus elevee permet de surmonter les systemes radar ennemis a distance de securite (burn-through) [22]
• Plus difficile a detecter : Le signal peut etre etale sur une bande de frequences plus large, ce qui rend la detection par la reconnaissance ennemie plus difficile [20]

¶ Pourquoi la Suisse recoit l'AN/APG-81

Les F-35A suisses seront livres, selon les connaissances actuelles, avec l'AN/APG-81 et non avec l'AN/APG-85 [26]. Il y a plusieurs raisons a cela :

• Attribution du lot de production : Les avions suisses proviennent de lots de production anterieurs a l'integration complete de l'APG-85 (Lot 17+)
• Restrictions a l'exportation : La technologie GaN pour applications militaires est soumise a des controles d'exportation americains stricts [7]
• Priorisation : Les forces armees americaines et les allies proches (Five Eyes) recoivent les nouvelles technologies en premier

La Suisse recoit ainsi un radar qui, bien que largement superieur au systeme predecesseur F/A-18, ne correspond deja plus a la technologie la plus recente lors de la livraison. La portee de premiere detection estimee contre des cibles conventionnelles est d'environ 150 km pour l'AN/APG-81 contre environ 225 km estimes pour l'AN/APG-85 – un desavantage d'environ 33% [6].

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¶ Mission Data Files – Le cerveau du F-35

¶ Que sont les Mission Data Files ?

Les Mission Data Files (MDF) sont des bases de donnees volumineuses et tres complexes qui expliquent a l'ordinateur de bord du F-35 ce que ses capteurs percoivent. Ils constituent le centre sensoriel et cognitif de l'avion [27]. Sans MDF actuels, le F-35 est massivement limite dans son efficacite dans un champ de bataille electronique moderne : il peut voler, mais il ne peut pas distinguer de maniere fiable l'ami de l'ennemi, ne peut pas classifier les menaces et ne peut pas deployer efficacement ses contre-mesures electroniques [27].

¶ Quelles signatures contiennent les MDF ?

Les MDF contiennent des donnees parametriques – appelees signatures electroniques – sur une variete de systemes ennemis et allies [27, 29] :

• Systemes radar : Bandes de frequences, taux de repetition d'impulsion, motifs de balayage des radars sol et aeriens ennemis
• Systemes de missiles sol-air : Profils radar de guidage et de conduite de tir (par ex. S-300, S-400, Patriot)
• Missiles air-air : Caracteristiques de tete chercheuse et signatures de guidage
• Missiles de croisiere et drones : Signatures radar et IR des missiles de croisiere et UAV
• Systemes EKF : Systemes de guerre electronique et leurs profils de frequence
• Donnees IFF : Codes d'identification ami-ennemi des forces alliees

¶ Pourquoi les MDF sont-ils decisifs ?

L'AN/ASQ-239 Barracuda – le systeme de guerre electronique du F-35 – et la fusion de capteurs de l'avion dependent entierement de MDF actuels. Sans eux, l'ordinateur de bord manque de la base de donnees de reference pour classer les signaux recus. Cela a des consequences operationnelles concretes [27] :

• Pas de classification automatique des menaces (le pilote voit des signaux mais ne peut pas les classer)
• Pas de guerre electronique efficace (les contre-mesures necessitent des reactions specifiques a la signature)
• Pas de planification optimisee d'itineraire a travers l'espace aerien ennemi

¶ La "Blue Line" : Route optimale a travers l'espace aerien ennemi

Les MDF definissent la "Blue Line" – la route et la tactique optimales avec lesquelles l'avion peut penetrer l'espace aerien ennemi sans etre detecte. Ce calcul d'itineraire est base sur la fusion d'une grande quantite de facteurs : portees de detection des radars ennemis, leurs motifs de balayage, les lacunes dans la couverture et les propres caracteristiques furtives du F-35 dans differentes attitudes de vol [27].

¶ F/A-18 vs. F-35 – La difference decisive dans l'integration des signatures

La flotte suisse existante de F/A-18 et le F-35 different fondamentalement sur la question de savoir qui peut integrer les signatures electroniques dans la bibliotheque de menaces :

Cette difference est d'importance centrale pour un Etat neutre : le F/A-18 peut continuer a fonctionner de maniere autonome en cas de crise avec des donnees de menaces actualisees, le F-35 non.

¶ Hierarchie des partenaires : La Suisse est en fin de file d'attente

Au sein du programme F-35, il existe une hierarchie claire dans l'acces aux ressources MDF [27, 30] :

1. Forces armees americaines (USAF, USN, USMC) : Priorite absolue, laboratoires de reprogrammation propres
2. Partenaires ACURL (Australie, Canada, Royaume-Uni) : Exploitent un laboratoire de reprogrammation propre avec du personnel en Floride ; ont un certain degre d'autonomie [32]
3. Partenaires NIRL (Norvege, Italie) : Capacites de reprogrammation nationales en construction [32]
4. Clients FMS (Suisse, Finlande, Pologne, etc.) : Recoivent des paquets MDF standardises ; pas de capacites de reprogrammation propres [30]

La Suisse, en tant que cliente FMS, tombe dans la categorie la plus basse. Elle recoit des paquets de donnees standardises, mais n'a aucune influence sur leur priorisation, leur contenu ou leur rythme de mise a jour.

¶ Seul Israel a sa propre autonomie MDF

Seul Israel a obtenu, grace a une pression politique massive et a son partenariat strategique particulier avec les Etats-Unis, le droit d'exploiter une infrastructure cyber parallele propre et de modifier les MDF de maniere independante [27]. La Suisse n'a pas cette possibilite. Le DDPS soutient certes que la Suisse recevra les memes normes que tous les autres partenaires – mais "meme norme" signifie dans ce contexte : meme dependance a la base de donnees americaine et aucune autonomie nationale dans la guerre electronique [29].

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¶ Consequences en cas d'arret du soutien americain

¶ Processus de degradation

Le F-35 est concu comme une "plateforme definie par logiciel" – il depend d'une connexion permanente a l'infrastructure du fabricant. En cas de retrait du soutien americain, la degradation suivante se produirait [27, 33] :

¶ Fuite d'informations et transparence forcee

Pour creer des MDF sur mesure pour la Suisse, les Etats-Unis doivent savoir exactement contre quoi la Suisse veut se defendre. La Suisse doit donc divulguer ses donnees de reconnaissance, ses scenarios de menaces strategiques et ses doctrines operationnelles au pays fabricant [27]. Pour un Etat neutre qui devrait garder sa planification de defense confidentielle vis-a-vis de toutes les parties, cela est problematique.

¶ Filtres politiques

Les Etats-Unis pourraient theoriquement refuser l'inclusion de certaines cibles dans les MDF suisses – par exemple s'il s'agit de systemes d'allies americains. La question de savoir si le F-35 reconnaitrait l'avion d'un partenaire OTAN comme une menace si les Etats-Unis ne l'ont pas programme reste ouverte et est d'importance critique pour un Etat neutre [27].

¶ Retard dans les mises a jour MDF

La creation et la validation de nouveaux MDF peuvent prendre des mois selon les rapports de la US Navy et du GAO [31]. Dans un conflit qui s'aggrave rapidement, les forces aeriennes suisses dependent de la priorisation par l'US Air Force. La Suisse – en tant que cliente FMS sans capacites de reprogrammation propres – se trouve-t-elle sur la liste de priorites derriere les forces armees americaines, Israel ou l'OTAN ?

¶ Precedents historiques

Le fait que les Etats-Unis utilisent la cooperation en matiere d'armement comme moyen de pression politique n'est pas une consideration theorique, mais une realite historique [27, 34] :

• Turquie (2019) : En tant que partenaire de niveau 3 du programme F-35, la Turquie a ete completement exclue du programme apres l'achat du systeme russe S-400. Les livraisons ont ete annulees, l'acces au systeme bloque, l'industrie turque retiree de la chaine d'approvisionnement.
• Emirats Arabes Unis : Les Etats-Unis ont suspendu la vente de F-35 en raison de preoccupations concernant la technologie Huawei 5G et la proximite avec la Chine. Les EAU ont rompu les negociations en invoquant des restrictions souveraines inacceptables.
• Pakistan (F-16) : Bien que le Pakistan possede des jets F-16, ceux-ci sont soumis a des restrictions d'utilisation strictes et a des controles de destination finale qui limitent leur utilisation contre certaines cibles.

¶ F/A-18 vs. F-35 en cas de crise

La comparaison illustre la difference fondamentale dans la capacite d'action :

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¶ Bibliographie

[6] Radartutorial: AN/APG-85 – Specifications techniques
[7] Lockheed Martin: Block 4 Capabilities Sharpen the F-35's Edge
[9] Active Electronically Scanned Array – Apercu technologique
[10] Qorvo: X-Band Radar – Driving Defense Applications with Beamforming
[12] Elite RF: GaN vs GaAs – Key Differences in RF Power Amplifiers
[13] RayPCB: GaAs vs. GaN Radar – What is the Difference
[14] MSE Supplies: Differences Between GaN and GaAs RF Power Amplifiers
[19] Northrop Grumman: AN/APG-81 AESA Fire Control Radar
[20] Military Embedded Systems: GaN Technology in AESA Radar Systems
[21] Qorvo: X-Band Radar: Driving Defense Applications with GaN and GaAs Technology
[22] Military Embedded Systems: GaN vs. GaAs for Next-Gen AESA Radar
[23] Northrop Grumman: Developing the Next Generation Radar for the F-35. 2023
[24] Defense News: Key tests for latest F-35s will begin in 2026. 2025
[25] Air University / CASI: A Look at the J-20 AESA Radar. 2025
[26] Breaking Defense: Eyeing risk of radar delays, Lockheed proposes new F-35 fuselage design. 2025
[27] The War Zone: You Don't Need A Kill Switch To Hobble Exported F-35s. 2025
[28] Synthetic-Aperture Radar – Apercu technologique
[29] Lockheed Martin: Switzerland Can Use the F-35A Independently
[30] 350th Spectrum Warfare Wing: F-35 Partner Support Complex
[31] GAO-24-106703: F-35 Sustainment – Costs Continue to Rise While Planned Use and Availability Have Decreased
[32] Eglin AFB: RAF, RAAF reactivate squadron for F-35 reprogramming mission. 2024
[33] Aerospace Global News: The F-35 (probably) doesn't have a physical kill switch – but it doesn't need one! 2025
[34] Aerospace Global News: Why some countries are banned from buying F-35 fighter jets