J’ai utilisé un Raspberry Pi pour suivre les avions autour de chez moi

Je suis un grand fan de Flightradar24. Dès que j’entends un avion avec un bruit inhabituel, ou que j’en vois un voler plus bas que d’habitude, j’ouvre souvent la carte pour voir de quoi il s’agit et où il va. Après des années à faire ça, j’ai commencé à me demander comment ces sites collectent toutes ces données, et si un Raspberry Pi pouvait jouer un rôle là-dedans.

Un récepteur ADS-B est un petit dispositif qui capte les données de position diffusées par les avions à proximité. Avec un Raspberry Pi, une clé USB SDR et le bon logiciel, ces données peuvent être décodées, affichées sur une carte locale et partagées avec des services de suivi de vols en ligne.

Dans cet article, je vais vous montrer la configuration que j’ai utilisée, ce qui a bien fonctionné chez moi, et comment envoyer les données à FlightAware ou Flightradar24 afin d’obtenir votre accès premium gratuitement sur ces sites.

Si vous débutez avec Raspberry Pi ou Linux, j’ai quelque chose qui peut vous aider !
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C’est quoi l’ADS-B et comment ça marche ?

Avant de construire le récepteur, c’est utile de comprendre ce qu’on fait concrètement.

ADS-B signifie Automatic Dependent Surveillance-Broadcast. C’est un système utilisé par les avions pour diffuser des informations sur eux-mêmes : leur position, leur altitude, leur vitesse, leur direction et leur identification.

Le principe est simple : l’avion sait où il se trouve, principalement grâce au GPS et aux autres systèmes de navigation embarqués. Il diffuse ensuite ces informations régulièrement, pour que les stations au sol, les autres avions et les services de suivi de vols puissent les recevoir.

La plupart des avions équipés ADS-B émettent sur 1090 MHz. C’est là que ça devient intéressant pour nous : ces messages sont diffusés en clair dans l’air, sans aucun chiffrement. Donc avec une petite antenne et une clé USB SDR connectée à un Raspberry Pi, on peut capter exactement les mêmes signaux.

Les messages bruts ne sont pas lisibles tels quels. Ils sont encodés dans un format spécifique, donc le Raspberry Pi a besoin d’un logiciel pour les décoder.

C’est là qu’intervient Dump1090. Cet outil écoute la fréquence 1090 MHz, décode les messages ADS-B et les transforme en données exploitables qu’on peut afficher sur une carte.

Pas besoin de comprendre chaque détail du format des paquets ADS-B pour suivre ce tutoriel. Le protocole est intéressant et ça vaut le coup d’y jeter un œil si vous êtes curieux, mais les outils open source font la majorité du travail à notre place.

Une fois les messages décodés, on peut les utiliser en local pour voir les avions à proximité sur sa propre carte.

On peut aussi partager les données avec des services comme Flightradar24 ou FlightAware. C’est comme ça que ces sites améliorent leur couverture : des milliers de personnes dans le monde font tourner de petits récepteurs comme celui-ci et leur envoient des données d’avions en temps réel.

C’est aussi une des raisons pour lesquelles j’avais envie de tester ce projet. J’utilise Flightradar24 régulièrement, donc construire un récepteur était une bonne façon de comprendre d’où viennent les données et de contribuer un peu au réseau.

Il y a aussi un bonus pratique : certains services offrent des fonctionnalités premium quand vous leur partagez des données. Par exemple, FlightAware peut upgrader votre compte si vous alimentez leur réseau via PiAware. Ce n’est pas obligatoire pour le projet, mais c’est sympa si vous utilisez déjà ces outils.

Le matériel nécessaire

Un récepteur ADS-B peut sembler intimidant au premier abord quand on voit tous les composants impliqués, mais le montage est en réalité assez simple si on utilise la bonne clé USB.

En gros, la chaîne du signal ressemble à ça :

Voici rapidement le rôle de chaque élément :

• L’antenne capte les signaux ADS-B diffusés par les avions à proximité.
  Pour de bons résultats, elle doit être accordée sur 1090 MHz, la fréquence utilisée par la plupart des messages ADS-B. On peut techniquement essayer avec une autre petite antenne, mais les performances seront généralement mauvaises. Une antenne dédiée ADS-B est un bien meilleur choix.
  
• Le filtre passe-bande élimine les signaux en dehors de la plage 1090 MHz.
  C’est important car le spectre radio est bruyant, surtout en ville ou près d’émetteurs puissants. Sans filtre, le récepteur peut capter trop de bruit parasite.
  
• L’amplificateur faible bruit booste le signal avant qu’il atteigne le récepteur.
  Les signaux ADS-B peuvent être faibles, surtout quand les avions sont loin. L’amplification améliore la portée et la fiabilité du montage.
  
• Le récepteur SDR convertit le signal radio en données numériques que le Raspberry Pi peut traiter.
  SDR signifie Software-Defined Radio. Au lieu d’utiliser un matériel radio dédié à une seule tâche, une clé SDR laisse le logiciel décider comment interpréter le signal.
  
• Enfin, le Raspberry Pi fait tourner le logiciel de décodage, comme Dump1090, et peut transmettre les données d’avions à des services comme Flightradar24 ou FlightAware.

La bonne nouvelle, c’est qu’on n’a pas besoin d’acheter et de connecter tous ces éléments séparément.

Pour ce projet, j’utilise le FlightAware Pro Stick Plus, qui combine le filtre, l’amplificateur et le récepteur SDR dans une seule clé USB. On la branche sur le Raspberry Pi, on connecte une antenne, et on installe le logiciel.

C’est pour ça que je recommande cette option pour un premier montage. Ça évite de se perdre dans les comparatifs de filtres, d’amplificateurs et de modèles SDR avant même de démarrer le projet.

Il existe aussi une version moins chère, le FlightAware Pro Stick orange. La principale différence, c’est qu’il n’inclut pas le filtre intégré. Il peut fonctionner correctement dans un environnement radio calme, mais le Pro Stick Plus bleu est généralement le choix le plus sûr si vous habitez en ville ou près d’émetteurs radio puissants.

Si vous avez déjà une clé RTL-SDR compatible, vous pouvez aussi l’utiliser. Elle sera peut-être moins performante que les modèles FlightAware, surtout sans filtre ni amplificateur, mais c’est suffisant pour tester le projet et voir si vous captez des avions à proximité.

Comment installer un récepteur ADS-B sur Raspberry Pi

Il existe plusieurs façons de mettre en place un récepteur ADS-B sur un Raspberry Pi.

On peut partir de n’importe quelle distribution Linux, installer les drivers SDR manuellement, puis ajouter les outils nécessaires pour décoder les données d’avions et les envoyer aux services souhaités.

Mais pour un premier montage, la solution la plus simple que j’ai trouvée, c’est d’utiliser l’image PiAware fournie par FlightAware. C’est un système prêt à l’emploi avec tous les outils ADS-B déjà inclus, ce qui permet de mettre le récepteur en ligne beaucoup plus vite.

C’est la méthode qu’on va utiliser dans ce tutoriel. On commence avec PiAware, on le lie à un compte FlightAware, puis on ajoute Flightradar24 ensuite si vous voulez aussi lui envoyer des données.

Installer PiAware sur le Raspberry Pi

Avec l’image PiAware, l’installation est vraiment simple :

• Téléchargez la dernière image depuis le site FlightAware.
  Voici le fichier que j’ai utilisé, mais je vous recommande de vérifier cette page pour obtenir la dernière version, car l’image peut être mise à jour. Le téléchargement se fait sous forme de fichier ZIP.
• Extrayez-le d’abord, car Raspberry Pi Imager a besoin du fichier .img à l’intérieur.
  Ne flashez pas le fichier ZIP directement, sinon le Raspberry Pi ne bootera pas.
• Flashez le fichier .img sur votre carte SD avec Raspberry Pi Imager.
  Consultez notre tutoriel ici si vous avez besoin d’aide, mais ce sont les mêmes étapes qu’avec une image personnalisée.
  Sélectionnez votre modèle de Raspberry Pi, choisissez « Use Custom » dans la liste des OS, et sélectionnez le fichier .img que vous venez d’extraire du ZIP.
  
  Sélectionnez votre carte SD dans la liste des supports, cliquez sur Suivant puis sur Écrire pour lancer le processus.

Après quelques minutes, la carte SD est prête. Vous pouvez fermer Raspberry Pi Imager et passer à la première étape de configuration.

Configurer le réseau avant le premier démarrage

Si vous comptez utiliser l’Ethernet avec le DHCP activé, vous pouvez probablement sauter cette étape. Le Raspberry Pi devrait obtenir une adresse IP automatiquement au premier démarrage.

Mais si vous voulez utiliser le Wi-Fi, je vous recommande de le configurer avant d’insérer la carte SD dans le Raspberry Pi :

• Une fois que Raspberry Pi Imager a fini d’écrire la carte SD, ouvrez la partition boot sur votre ordinateur. Si vous ne la voyez pas, éjectez la carte SD et rebranchez-la.
• Trouvez le fichier « piaware-config.txt ».
• Ouvrez-le avec n’importe quel éditeur de texte et repérez la section Wi-Fi :
  wireless-ssid MyWifiNetwork
wireless-password s3cr3t99
• Remplacez les valeurs d’exemple par votre propre nom de réseau Wi-Fi et votre mot de passe.
• Sauvegardez le fichier quand c’est fait.

Petit conseil : Pendant que vous êtes dans la partition boot, vous pouvez aussi créer un fichier vide nommé « ssh » pour que SSH soit activé automatiquement au premier démarrage.

Premier démarrage avec PiAware

Éjectez proprement la carte SD de votre ordinateur, insérez-la dans le Raspberry Pi, branchez la clé USB FlightAware, connectez l’antenne et mettez tout sous tension.

Laissez-lui quelques minutes pour démarrer. Si la configuration réseau est correcte, le Raspberry Pi devrait se connecter automatiquement à votre réseau et obtenir une adresse IP. Pas besoin de se connecter pour l’instant.

Une fois en ligne, ouvrez un navigateur et allez sur :http://IP
Remplacez « IP » par l’adresse IP de votre Raspberry Pi.
Dans mon cas, c’était http://192.168.222.11.

Si vous ne connaissez pas l’adresse, consultez cet article pour savoir comment trouver rapidement l’adresse IP du Raspberry Pi.

Vous devriez voir la page de statut PiAware. Si tout est vert, c’est bon signe.
Cliquez sur « Go to SkyAware Map » pour ouvrir la carte locale :

Si la clé USB et l’antenne fonctionnent, les avions devraient commencer à apparaître sur la carte. Cette page n’affiche que les avions détectés par votre propre récepteur, c’est donc un bon moyen de vérifier comment se comporte votre installation.

Par exemple, si vous ne voyez que des avions très proches de chez vous, ou surtout dans une direction, le problème vient probablement du placement de l’antenne plutôt que du Raspberry Pi lui-même. Déplacer l’antenne plus près d’une fenêtre, plus haut, ou loin des murs peut faire une grande différence.

C’est pour ça que je recommande de tester l’image PiAware en premier. Tout fonctionne directement sans configuration.

Mon premier essai avec Raspberry Pi OS ne s’est pas bien passé, et je n’arrivais pas à savoir si le problème venait du matériel, du placement de l’antenne, du driver ou d’autre chose. Cette solution est tellement plus simple !

Lier votre récepteur à votre compte

Cette étape est facultative, mais ça vaut le coup de la faire si vous voulez surveiller votre récepteur depuis le site FlightAware.

Créez un compte FlightAware si vous n’en avez pas encore, puis revenez sur la page de statut PiAware. Vous devriez voir un lien du type « Claim this feeder to associate it with your FlightAware account ».

Cliquez dessus et suivez les instructions. Le processus est simple, et votre récepteur devrait rapidement apparaître dans votre compte FlightAware.

Je n’utilise pas FlightAware comme site principal de suivi de vols, je préfère Flightradar24, mais j’ai quand même lié le récepteur. Ça me permet de voir les statistiques depuis leur site et d’être notifié si l’appareil passe hors ligne.

Autre bon point : FlightAware offre un accès premium aux utilisateurs qui alimentent leur réseau. Ce n’est pas obligatoire pour ce projet, mais si vous utilisez déjà FlightAware, c’est une bonne raison de revendiquer le récepteur.

Activer Flightradar24

Mon objectif de départ avec ce projet, c’était d’alimenter Flightradar24 en données. J’utilise leur carte tout le temps, donc contribuer et accéder à leurs fonctionnalités premium était un bonus appréciable.

La bonne nouvelle, c’est qu’on peut garder PiAware actif et ajouter Flightradar24 par-dessus. Une fois que le Raspberry Pi reçoit des avions avec PiAware, le reste n’est qu’une installation logicielle.

Connectez-vous en SSH au Raspberry Pi et suivez ces instructions :

• Pour activer SSH, vous pouvez utiliser raspi-config comme d’habitude (consultez cet article), ou créer un fichier vide « ssh » dans la partition boot depuis votre ordinateur si vous l’utilisez en headless.
• Une fois SSH activé, connectez-vous au Pi avec votre client SSH préféré.
  L’utilisateur par défaut est « pi » et le mot de passe est « flightaware ».
• Comme toujours, c’est une bonne idée de commencer par les mises à jour système, surtout si vous venez de l’installer :
  sudo apt update
sudo apt upgrade -y
• Ensuite, lancez le script FlightRadar24 pour tout installer :
  wget -qO- https://fr24.com/install.sh | sudo bash -s
• Suivez les instructions pour lier l’appareil à votre compte.
  
  Il vous demandera votre adresse e-mail et quelques questions de configuration. Vous pouvez généralement garder les valeurs par défaut pour une première installation.
• Le script vous l’expliquera, mais si vous voulez que l’application fonctionne et démarre automatiquement au boot, vous devrez aussi lancer ces commandes pour activer le service :
  sudo systemctl enable fr24feed
sudo systemctl restart fr24feed
• Votre radar devrait maintenant apparaître dans votre compte (ici), et le statut devrait passer à « Online ».

Si les commandes Linux ce n’est pas trop votre truc, n’hésitez pas à jeter un œil à cet article qui vous explique les commandes qu’il faut absolument connaître. Je vous donne aussi une antisèche à télécharger pour les avoir toujours sous la main !

Quelques heures plus tard, vous devriez recevoir un e-mail confirmant votre abonnement contributeur. FlightRadar24 propose aussi de jolis graphiques de statistiques pour suivre votre progression et vous comparer aux autres contributeurs.

Il n’y a pas de page web locale pour FlightRadar, mais vous pouvez utiliser cette commande pour vérifier que tout fonctionne :
fr24feed-status

Une fois votre récepteur en ligne, laissez-le tourner quelques heures et consultez vos statistiques sur Flightradar24 ou FlightAware. C’est vraiment satisfaisant de voir son propre Raspberry Pi alimenter la carte en données d’avions en temps réel.

Si vous testez ce projet, je serais curieux de savoir quelle portée vous obtenez et quel montage d’antenne fonctionne le mieux chez vous. Et si quelque chose ne marche pas comme prévu, n’hésitez pas à poser vos questions dans la communauté RaspberryTips.

Questions fréquentes

Pourquoi construire son propre récepteur ADS-B ?

Construire son propre récepteur ADS-B est une bonne façon de comprendre comment des sites comme Flightradar24 et FlightAware obtiennent leurs données.

Au lieu de seulement regarder des avions sur une carte, on reçoit les signaux soi-même et on contribue des données au réseau. C’est aussi un projet Raspberry Pi sympa parce qu’il mélange matériel, signaux radio, Linux et données en temps réel.

Les fonctionnalités premium gratuites offertes par certains services sont un bonus appréciable, mais le meilleur moment, c’est de voir des avions apparaître sur son propre récepteur en sachant exactement d’où viennent ces données.

Quelle portée peut-on espérer avec un récepteur ADS-B ?

Un bon montage ADS-B peut parfois détecter des avions à plusieurs centaines de kilomètres. Avec un bon placement d’antenne, 200 km (125 miles) ou plus est réaliste, et des configurations optimisées peuvent parfois dépasser 400 km (250 miles).

Cela dit, ne vous inquiétez pas si votre premier test affiche une portée bien plus courte. Avec une petite antenne intérieure, le résultat dépend beaucoup de l’endroit où l’antenne est placée et de ce qui l’entoure.

Comment améliorer la portée de réception ?

La réception ADS-B dépend principalement de la ligne de vue. L’amélioration la plus simple est de placer l’antenne plus haut et plus près d’une fenêtre.

Si possible, la placer à l’extérieur ou dans un grenier donnera généralement de meilleurs résultats que de la laisser sur un bureau à côté du Raspberry Pi. Essayez de l’éloigner des murs épais, des objets métalliques et des autres appareils électroniques. Les bâtiments, collines, arbres et bruits RF à proximité peuvent tous réduire la portée.

Une meilleure antenne peut aussi aider, surtout si elle est accordée sur 1090 MHz. Si vous éloignez l’antenne du Raspberry Pi, utilisez un bon câble coaxial et gardez-le aussi court que possible, car un câble long ou de mauvaise qualité peut affaiblir le signal avant qu’il atteigne le récepteur.

Comment déboguer un récepteur ADS-B qui ne détecte aucun avion ?

Commencez par les bases : vérifiez que l’antenne est connectée, que la clé USB est branchée, et que la page de statut PiAware affiche tout en vert.

Ensuite, ouvrez la carte SkyAware. Si le récepteur tourne mais qu’aucun avion n’apparaît, essayez de déplacer l’antenne plus près d’une fenêtre, plus haut, ou d’un autre côté de la maison. Un mauvais placement d’antenne suffit souvent à faire croire que le montage est cassé.

Vous pouvez aussi lancer lsusb sur le Raspberry Pi pour confirmer que la clé SDR est bien détectée. Si elle n’apparaît pas, vérifiez le port USB, la clé, l’alimentation ou la connexion.

Pour un débogage plus poussé, des outils comme GQRX peuvent afficher le spectre radio autour de 1090 MHz, mais je n’irais là que si les vérifications simples n’ont rien donné.

Est-ce légal de recevoir des signaux ADS-B ?

Dans de nombreux pays, recevoir des signaux ADS-B est autorisé car les avions diffusent ces informations ouvertement sur 1090 MHz.

C’est pour ça que des services comme Flightradar24 et FlightAware peuvent utiliser les données de milliers de récepteurs domestiques.

Les lois radio varient selon les pays, donc vérifiez vos règles locales si vous avez un doute. Ce projet se contente de recevoir des signaux, il n’émet rien. Émettre sur des fréquences aéronautiques ou radio sans autorisation est illégal et peut causer de sérieux problèmes.

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