Sonar tracté - Towed array sonar

Le sonar tracté DUBV 43C de La Motte-Picquet (D 645) .

Un sonar à réseau remorqué est un système d' hydrophones remorqués derrière un sous - marin ou un navire de surface sur un câble. Le fait de traîner les hydrophones derrière le navire, sur un câble pouvant atteindre des kilomètres de long, éloigne les capteurs du réseau des propres sources de bruit du navire, améliorant considérablement son rapport signal/bruit , et donc l'efficacité de la détection et du suivi des contacts faibles, tels que comme des menaces sous-marines silencieuses et émettant peu de bruit, ou des signaux sismiques.

Un réseau remorqué offre une résolution et une portée supérieures par rapport au sonar monté sur coque. Il couvre également les baffles , l'angle mort du sonar monté sur coque. Cependant, l'utilisation efficace du système limite la vitesse d'un navire et des précautions doivent être prises pour protéger le câble contre les dommages.

Histoire

Pendant la Première Guerre mondiale, un réseau de sonar remorqué connu sous le nom d'« anguille électrique » a été développé par Harvey Hayes, un physicien de la marine américaine. Ce système est considéré comme la première conception de réseau de sonar remorqué. Il utilisait deux câbles, chacun avec une douzaine d'hydrophones attachés. Le projet a été abandonné après la guerre.

La marine américaine a repris le développement de la technologie des réseaux remorqués au cours des années 1960 en réponse au développement de sous-marins à propulsion nucléaire par l'Union soviétique.

Utilisation actuelle des réseaux remorqués

Sur les navires de surface, les câbles de réseau remorqués sont normalement stockés dans des tambours, puis enroulés derrière le navire lorsqu'ils sont utilisés. Les sous-marins de l'US Navy stockent généralement des réseaux remorqués à l'intérieur d'un tube extérieur, monté le long de la coque du navire, avec une ouverture sur la queue tribord. Il y a aussi des équipements situés dans un ballast (zone inondable libre) tandis que l'armoire utilisée pour faire fonctionner le système est à l'intérieur du sous-marin.

Les hydrophones dans un système de réseau remorqué sont placés à des distances spécifiques le long du câble, les éléments d'extrémité suffisamment éloignés les uns des autres pour acquérir une capacité de base à trianguler sur une source sonore. De même, divers éléments sont inclinés vers le haut ou vers le bas, ce qui permet de trianguler une profondeur verticale estimée de la cible. En variante, trois matrices ou plus sont utilisées pour faciliter la détection en profondeur.

Sur les premières centaines de mètres de l' hélice du navire, il n'y a généralement pas d'hydrophones, car leur efficacité serait réduite par le bruit (bruits de cavitation et d'écoulement de coque), les vibrations et les turbulences générées par la propulsion - qui répéteraient les mêmes problèmes de tableaux. Les systèmes de capteurs à réseau remorqué de surveillance utilisés par les navires de surface ont un réseau de sonars monté sur un câble, qui tire un véhicule télécommandé (ROV) à profondeur réglable . Un autre câble lesté peut traîner du connecteur ROV, laissant tomber le réseau remorqué à une profondeur inférieure. Les longues flûtes sismiques ont des paravanes intermédiaires sur toute leur longueur qui peuvent être utilisées pour ajuster la profondeur du réseau en temps réel.

La modification de la profondeur d'un ROV permet à un réseau remorqué d'être déployé dans différentes couches thermiques , donnant à un navire de guerre anti-sous-marine (ASW) de surface une vue au-dessus et au-dessous de la couche. Cela compense les différences de densité et de température, qui conduisent le son au-dessus ou au-dessous d'une couche thermique par réflexion. En laissant tomber la « queue » du réseau sous la couche, une plate-forme ASW de surface peut mieux détecter un contact silencieux et immergé se cachant dans l'eau froide sous une couche supérieure chaude. Un sous-marin peut également surveiller les combattants de surface en faisant flotter la queue de son réseau au-dessus d'une couche thermique tout en se cachant en dessous.

Lorsqu'il n'est pas déployé, le réseau remorqué d'Akula est stocké dans un conteneur en forme de larme monté sur le dessus de l'aileron vertical

Les hydrophones du réseau peuvent être utilisés pour détecter des sources sonores, mais la vraie valeur du réseau est que la technique de traitement du signal de formation de faisceau et d' analyse de Fourier peut être utilisée non seulement pour calculer la distance et la direction d'une source sonore, mais aussi pour identifier le type de navire par la signature acoustique distinctive des bruits de ses machines. Pour cela, il faut connaître les positions relatives des hydrophones, ce qui n'est généralement possible que lorsque le câble est en ligne droite (stable), ou lorsqu'un système d'auto-détection (voir jauges de contrainte ) ou GPS ou d'autres méthodes embarquées dans le câble , et rapportant la position relative des éléments de l'hydrophone, est utilisé pour surveiller la forme du réseau et corriger la courbure.

Utilisation en géophysique

Les systèmes de réseaux remorqués sont également utilisés par l'industrie pétrolière et gazière pour l'exploration sismique des formations géologiques sous le fond marin. Les systèmes utilisés sont similaires dans leur concept à ceux de la marine, mais sont généralement plus longs et avec plus de banderoles dans un réseau donné (6 ou plus dans certains cas). L'espacement typique des hydrophones le long de chaque flûte est de l'ordre de deux mètres, et chaque flûte peut mesurer jusqu'à 10 km de long. Parfois, les streamers volent à différentes hauteurs, pour donner un soi-disant tableau 3D.

Limites

L'utilisation efficace du système de réseau remorqué nécessite qu'un navire maintienne une trajectoire rectiligne et horizontale sur un intervalle d'échantillonnage de données. Une manœuvre ou un changement de cap perturbe le réseau et complique l'analyse du flux de données échantillonné. Ces périodes d'instabilité sont testées de près lors d'essais en mer et connues des officiers de l'équipage et des sonars enrôlés. Les systèmes modernes compensent en auto-mesurant constamment les positions relatives du réseau, élément à élément, en rapportant des données qui peuvent être automatiquement corrigées pour les courbures par les ordinateurs dans le cadre du traitement mathématique de formation de faisceau.

Un navire doit également limiter sa vitesse de pointe globale pendant qu'un réseau remorqué est déployé. La traînée hydrodynamique augmente en fonction du carré de la vitesse et pourrait déchirer le câble ou endommager son matériel d'amarrage. De plus, une vitesse minimale peut devoir être établie en fonction de la flottabilité du réseau remorqué (les réseaux militaires sont lestés pour couler, les réseaux géophysiques sont supposés avoir une flottabilité neutre à environ 10 m). Le réseau pourrait également être endommagé par contact avec le fond marin ou si le navire fonctionne en propulsion arrière , ou peut même être endommagé s'il se plie trop fortement.


Voir également

Les références

Liens externes