sonar

Le sonar est un système acoustique actif ou passif qui détecte et localise des objets sous l'eau en transmettant des ondes sonores et en analysant leurs réflexions, ou en écoutant les sons déjà présents dans l'eau. Le terme vient de l'anglais « sound navigation and ranging ». Une installation sonar active typique se compose d'un transducteur qui convertit les signaux électriques en impulsions acoustiques, d'hydrophones qui reçoivent les échos de retour, et d'un équipement de traitement qui interprète le délai et la force du signal pour calculer la portée, le relèvement et les caractéristiques de la cible.

Le sonar actif émet une impulsion sonore, généralement dans la gamme de fréquences de 10 à 40 kilohertz pour les applications navales, bien que les fréquences puissent varier de quelques kilohertz à plus de 100 kilohertz selon l'application. Le son se propage dans l'eau de mer, se réfléchit sur une cible et retourne aux hydrophones récepteurs. Le temps de trajet aller-retour révèle la distance; le décalage Doppler dans la fréquence de retour indique le mouvement relatif. Le sonar passif ne nécessite aucune transmission et détecte plutôt le bruit rayonné par les cibles : vibrations de machines, cavitation d'hélice ou autres signatures acoustiques. Les systèmes passifs sont silencieux et indétectables, ce qui les rend précieux pour la surveillance, mais ils ne peuvent pas déterminer directement la portée d'une cible.

Variantes et configurations

Les systèmes sonar à élément unique utilisent une paire transducteur-hydrophone. Le sonar à réseau phasé utilise de nombreux petits transducteurs et hydrophones disposés en grille ou sur une surface courbe; en contrôlant la synchronisation de la transmission et de la réception entre les éléments, le réseau peut orienter son faisceau acoustique électroniquement sans déplacer l'antenne physique. C'est la norme dans les navires navals et commerciaux modernes. Le sonar à balayage latéral remorque un corps en forme de poisson le long ou derrière un navire, transmettant des impulsions sonores perpendiculairement à la direction du déplacement et créant une image acoustique détaillée du fond marin et des objets qui s'y trouvent. Le sonar à balayage avant, ou sonar d'évitement d'obstacles, fonctionne à des fréquences plus élevées et à des portées plus courtes pour détecter les dangers devant un navire en mouvement.

La portée et la résolution effectives du sonar dépendent de la fréquence, de la puissance, des conditions de l'eau et des caractéristiques de la cible. Les fréquences plus élevées offrent une meilleure résolution mais s'atténuent sur des distances plus courtes. L'eau plus froide, plus profonde et plus salée conduit le son plus loin que l'eau chaude, peu profonde et douce. Les cibles avec des surfaces dures réfléchissent fortement le son; les matériaux biologiques mous, la boue et les poches de gaz le dispersent ou l'absorbent. Les performances du sonar se dégradent dans les zones de bruit ambiant élevé, comme les ports peu profonds avec un trafic intense ou près des cascades et des zones récifales.

Le sonar est un équipement standard sur les navires de guerre, les sous-marins, les navires de pêche, les navires d'étude hydrographique et les navires de soutien à la construction sous-marine. Les marines l'utilisent pour la détection des menaces et la navigation sous la glace. Les flottes de pêche commerciales l'utilisent pour localiser les bancs de poissons. Les opérations pétrolières et gazières offshore l'utilisent pour l'inspection des infrastructures sous-marines et les relevés de pipelines. La technologie soutient également la recherche marine, les contre-mesures anti-mines et les opérations de sauvetage. Malgré sa puissance, le sonar ne remplace pas l'observation visuelle, le radar et la navigation électronique; c'est un outil essentiel dans une approche multicouche de la connaissance et de la sécurité maritimes.