Principaux types de SONARS (sur Bâtiments de Surface ou Hélicoptères)
utilisés par les Marines Mondiales :
En passif, le bruit rayonné par un sous-marin est recherché et écouté avec la plus grande attention par les récepteur linéaires (sous forme de flutes trainées à immersion variable, elles aussi pour profiter des meilleures conditions de propagation du moment ( ces conditions peuvent changer très vite, à l'échelle de 20 à 50 Km, soit 1 à 2 heures de navigation à 10 / 15 Noeuds) . Ce bruit (continu en durée) est surtout provoqué par l'écoulement de l'eau sur la structure du Sous-Marin , par les moteurs, et par les battements des pales des hélices aux vitesses moyennes; aux vitesses élevées, un phénomène de cavitation assez bruyant a lieu (claquements des bulles d'air auto-générées par les pales de l'hélice, très caractéristiques et reconnaissables de loin); à des vitesses plus réduites, on pourra entendre les moteurs des auxiliaires (aération, pompes électriques), le niveau de bruit global ayant bien diminué. Si le SONAR passif s'intéresse aux bruits transitoires, l'opérateur SONAR de la frégate ASM ou du SM peut entendre les portes des tubes lance-torpille s'ouvrir, le bruit du lancement (chasse brutale d'air) , celui des hélices de la torpille qui part, et celui de la porte du tube qui se referme brutalement..., ou encore le Sous-Marin chasser l'air de ses ballast pour plonger, ce qui peut donner des indications exploitables directement en opérations ASM ... |
Ce qu'on appelle "SONAR" est un équipement complexe d'un navire, constitué d'éléments acoustiques, électriques, électroniques, et informatiques.
A bord des navires, on trouve , dans le "Central ASM" toute l'électronique et l'informatique des commandes du SONAR et des traitements appliqués aux signaux émis par le SONAR (Fréquences Pures ou Fréquences Modulées) et à ceux en provenance des cibles.
A bord des navires, on trouve , dans le "Central ASM" toute l'électronique et l'informatique des commandes du SONAR et des traitements appliqués aux signaux émis par le SONAR (Fréquences Pures ou Fréquences Modulées) et à ceux en provenance des cibles.
Entre le navire et l'eau, se trouve la partie "mouillée" du SONAR, interface entre le bord et le milieu marin : c'est à dire son antenne
(+ les treuils et câbles pour les flutes trainées), qui permet l' émission d'une impulsion sonore (pour les SONARs actifs seulement) et , dans tous les cas, la réception des échos de cibles et des bruits de toutes provenances (parasites et menaces).
(+ les treuils et câbles pour les flutes trainées), qui permet l' émission d'une impulsion sonore (pour les SONARs actifs seulement) et , dans tous les cas, la réception des échos de cibles et des bruits de toutes provenances (parasites et menaces).
En général, lorsqu'on parle de SONAR, c'est de tout l'ensemble qu'il s'agit, commande/visualisation + traitements Emission/Réception + partie acoustique trempée (transducteurs) et les systèmes d'émission (électricité de puissance en kW) et de mise à l'eau et remorquage d'antennes (et donc souvent plusieurs tonnes de matériel, au total !).
Le Milieu de Propagation : Mers et Océans du Monde
Rayons et Profils de célérité du son : comme déjà décrit dans la page précédente d' initiation à l' ASM , les rayons sonores émis par un SONAR actif (ou une cible bruyante) se propagent dans l'eau de mer en s' incurvant (dans le plan vertical principalement) vers le haut ou vers le bas, selon l'influence des variations de célérité du son dans l'eau. Il est assez rare qu' il se propage en ligne droite (mais cela arrive parfois, surtout en "petits fonds isothermes", comme par exemple en Mer de Chine du Sud, ou en Manche selon la saison -influence de l'atmosphère oblige-), et les divergences que l'on peut observer dans certains cas créent des zones d'ombre, où cibles et chasseurs se cachent provisoirement.
Lorsque, par rapport à l'immersion où le rayon sonore se trouve à un moment donné, la célérité du son augmente si l'on remonte vers la surface, les rayons sont déviés vers le fond. Symétriquement en immersion, si la célérité du son augmente lorsque l'on descend, les rayons sonores vont avoir tendance à remonter vers la surface ... d'où l'existence des "chenaux de propagation" privilégiés, concentrant les rayons sonores (comme une fibre optique pour la lumière) parfois sur de grandes distances, et propageant les chants des baleines sur plusieurs centaines de Km !
A l'inverse, si la célérité du son diminue au dessus de l'immersion considérée, alors le son va remonter vers la surface directement; et si elle diminue en dessous, ce même rayon ira directement frapper le fond (et s'affaiblir lors du choc, comme énoncé plus loin).
A l'inverse, si la célérité du son diminue au dessus de l'immersion considérée, alors le son va remonter vers la surface directement; et si elle diminue en dessous, ce même rayon ira directement frapper le fond (et s'affaiblir lors du choc, comme énoncé plus loin).
Nature des fonds : Comme on peut le voir sur le premier dessin de l'article , certains rayons sont réfléchis par le fond (lorsque le profil de célérité du son est globalement négatif ) avant d'atteindre la cible; dans ce cas, le signal va être affaibli plus ou moins, selon la pénétrabilité acoustique et la rugosité du fond.
Ce sont les fonds de vase qui atténuent le plus les rayons sonores, tandis que les sables réfléchissent une grande partie de l'énergie reçue, comme les fonds de gravier et de roches. Dans ce dernier cas, la réverbération (retour du pulse sonar émis après réflexion sur le fond / la surface / le volume d'eau traversé) est plus forte, et dans certains cas, très gênante.
Ce sont les fonds de vase qui atténuent le plus les rayons sonores, tandis que les sables réfléchissent une grande partie de l'énergie reçue, comme les fonds de gravier et de roches. Dans ce dernier cas, la réverbération (retour du pulse sonar émis après réflexion sur le fond / la surface / le volume d'eau traversé) est plus forte, et dans certains cas, très gênante.
Bruit ambiant : En tout endroit de l'Océan, on perçoit sur tout récepteur acoustique, du BRUIT, contrairement à l' idée reçue d'un "Monde du silence" !
Ce bruit est en général constitué du bruit de mer (fait par les vagues en surface, en relation directe avec les vents), du bruit de trafic lointain (selon la distance au "rail de trafic maritime" le plus proche), et des bruits d'origine biologique (crevettes "claqueuses", clics de localisation des dauphins et chants des baleines, claquements des valves des coquillages, vibrations des vessies natatoires et claquements des dents des poissons), ou tectoniques (craquements de la croûte terrestre et mouvements de plaques continentales, en très basses fréquences). Le bruit d'un navire proche, gênant pour la détection passive des autres cibles, est plûtot considéré comme un bruit parasite, provenant d'une direction précise, à éliminer par le filtrage adapté à la situation, que comme un bruit ambiant de nature omnidirectionnelle (comme le bruit de mer).
Ce bruit est en général constitué du bruit de mer (fait par les vagues en surface, en relation directe avec les vents), du bruit de trafic lointain (selon la distance au "rail de trafic maritime" le plus proche), et des bruits d'origine biologique (crevettes "claqueuses", clics de localisation des dauphins et chants des baleines, claquements des valves des coquillages, vibrations des vessies natatoires et claquements des dents des poissons), ou tectoniques (craquements de la croûte terrestre et mouvements de plaques continentales, en très basses fréquences). Le bruit d'un navire proche, gênant pour la détection passive des autres cibles, est plûtot considéré comme un bruit parasite, provenant d'une direction précise, à éliminer par le filtrage adapté à la situation, que comme un bruit ambiant de nature omnidirectionnelle (comme le bruit de mer).
Les cibles ont en général des caractéristiques passives et actives qui varient fortement selon la fréquence. Ce critère doit être pris en compte pour la définition des SONARs (ils doivent être capables d'entendre toutes les fréquences émises par les cibles/menaces possibles) et leur utilisation pratique (cf les exercices de détection en Bande Large et en Bande étroite sur l'antenne sphérique passive de proue du SNA américain type Los Angeles 688i que l'on peut trouver dans le simulateur sur PC "688i hunter-killer".
Un exemple de bruit (pour SONAR PASSIF) produit par chaque type de cible est donné pour illustrer le tableau ci-dessus : Cliquez simplement sur les photos pour l'écouter.
Un exemple de bruit (pour SONAR PASSIF) produit par chaque type de cible est donné pour illustrer le tableau ci-dessus : Cliquez simplement sur les photos pour l'écouter.
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