Brevet FR2124285A1 — publié le 19720922

2l2^Zû5 Jusau'a présent l'examen du lit marin portant sur les couches sub-océaniaues et sur des ob jets enterrés dans le sous-sol marin était particulièrement difficile en raison du fait que des radiations acoustiques à haute-fréauence sont nécessaires pour 5 obtenir des diagrammes de faisceau étroit à haute résolution, et aue ces fréauences élevées, ou bien tendent à être réfléchies par la première interface entre les eaux de l'océan et les couches subocéaniques telles que du sable ou du gravier présents au fond de l'océan, ou bien sont rapidement affaiblies à mesure qu'elles se 10 propagent à travers ces couches. En conséquence, il est difficile, sinon impossible, d'obtenir des données de haute définition relatives aux couches du sous-sol marin ou à des objets enterrés dans celui-ci. Par contre, des rayonnements acoustiques à basse fréauence pénètrent aisément dans les couches du sous-sol marin en con-15 servant suffisamment d'énergie pour être réfléchis par des objets submergés tels que des tubes enterrés. Toutefois, un problème se pose pour l'utilisation de tels rayonnements acoustiques à basse fréquence étant donné qu'il est, généralement, peu pratiaue de réaliser un transducteur présentant des dimensions suffisantes 20 pour qu'il engendre un faisceau d'un tel rayonnement d'une largeur suffisamment faible pour permettre un examen à haute résolution du fond de l'océan. Suivant l'invention, il est prévu un moyen qui permet d'engendrer un étroit faisceau de rayonnement à basse fréauence en utili-25 sant un transducteur à haute fréauence de dimensions relativement petites ou une antenne rayonnante. Le transducteur est excité par de l'énergie à des première et seconde fréauences élevées. Le transducteur étant linéaire, il transmet deux faisceaux de dimensions presaue identiques d'énergie à haute fréquence, l'un de ces 30 faisceaux ayant un digramme de directivité associé à la longueur d'onde de l'énergie qui est à la première fréquence élevée et le second de ces faisceaux ayant un diagramme de directivité associé à la longueur d'onde du rayonnement à la seconde fréquence élevée. Les deux faisceaux se propagent à travers un milieu non linéaire; 35 en l'occurrence, il s'agit de deux faisceaux d'énergie acoustioue se propageant à travers une région des eaux de l'océan et oui coopèrent entre eux pour engendrer de l'énergie qui est rayonnée vers l'extérieur à partir de la région d'interaction, à une fréquence égale à la différence entre les première et seconde fréquences 40 élevées. Tout se passe comme si la région d'interaction, qui est 72 02837 212U2&5 plusieurs fois plus grande aue le transducteur, était capable de former un faisceau de rayonnement étroit, en raison de la dimension relativement grande de cette région devant la longueur d'onde du rayonnement à basse fréauence. En conséauenee, on obtient un 5 étroit faisceau à basse -fréauence de rayonnement acoustioue oui pénètre dans le fond de l'océan et est ainsi capable d'extraire des données à haute résolution relatives aux couches du sous-sol marin et à des objets enterrés que le son vient frapper. Les réflexions provenant de ces objets sont reçues par un moyen conve-10 nable tel au'un hydrophone et sont présentées sur un indicateur analogue à celui qui est utilisé dans les systèmes sonar pour obtenir une représentation graphiaue du fond de l'océan et des objets submergés. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront au 15 cours de la description qui va suivre. Aux dessins annexés donnés uniauement à titre d'exemple : la Fig. 1 est une représentation imagée stylisée d'un navire portant un dispositif suivant l'invention pour recueillir des données relatives au fond de l'océan; 20 la Fig. 2 est un S3héma symboliaue du dispositif suivant l'invention ; la Fig. 3 est une image type d'un profil du fond de l'océan obtenue au moyen d'un système sonar suivant l'invention ; la Fig. 4 est un schéma symbolique détaillé d'un récepteur-25 corrélateur utilisé suivant l'invention, et la Fig. 5 est un schéma symbolique d'un mode de réalisation de l'invention. On va tout d'abord examiner la Fig. 1, sur laquelle est donnée une représentation imagée stylisée du système de transmission 10 30 qui utilise un milieu non linéaire 12, en l'occurrence les eaux de l'océan, pour convertir de l'énergie rayonnante de fréauences relativement élevées indiquée par les flèches 14 en énergie rayonnante de basse fréquence indiquée par les flèches 16. Un navire 18 porte un générateur de signaux 20 représenté en trait interrompu 35 un transducteur d'émission 22 pour transmettre de l'énergie haute fréauence dans le milieu non linéaire 12 et un transducteur de réception 24 pour recevoir l'énergie à basse fréquence réfléchie par des couches du sous-sol marin ou par un objet tel qu'un tube 26 submergé à l'intérieur du fond de l'océan stratifié 28. Un indi-40 cateur 30, partiellement visible à travers un hublot sur le pont 72 02837 3 2124285 du navire 18, présente un enregistrement visuel de signaux acous-tiaues réfléchis par les diverses couches d'eau 32A et 32B de l'océan 32, par l'interface 34 contre l'océan 32 et Te fond de l'océan 28, par des animaux marins 36 et, plus particulièrement 5 par le tube 26. L'indicateur peut égaglement représenter des couches du sous-sol marin utiles pour la prospection géologique. La position du navire 18 peut être déterminée par des moyens bien connus tels qu'un dispositif de navigation à inertie ou bien, comme représenté sur la figure, par une série de stations 38 im-10 plantées sur le rivage 40 et oui émettent des signaux vers l'antenne 42 du navire et reçoivent des signaux de cette antenne pour permettre une opération de triangulation qui contrôle de façon continue la position du navire l8. Cette information déposition est utilisée d'une manière bien connue par l'indicateur 15 30 pour établir une carte du fond de l'océan 28 et pour donner une représentation imagée du tuyau 26 et indiquer son emplacement. On va maintenant examiner la Fig, 2 sur laquelle est représenté un schéma symbolique du générateur de signaux 20 et de ses interconnexions avec letransducteur d'émission 22, le transducteur 20 de réception 24 et l'indicateur 30. Le générateur de signaux 20 fournit de l'énergie électrique à deux fréquences, indiauées à titre d'exemple comme étant, respectivement, égales à 19-4 kHz sur le conducteur 44 et à 206 kHz sur le conducteur 46, fréquences qui sont ensuite totalisées paipn circuit de sommation 48 et am-25 plifiées par un amplificateur 50 jusquïà un niveau de puissance convenant pour une conversion en énergies acoustiques à ces deux fréquences au moyen du transducteur d'émission 22. L'énergie électrique appliquée au conducteur 44 est fournie par une source de signaux 52, en l'occurrence un générateur sinusoïdal d'ondes 30 entretenues à 194 kHz, par l'intermédiaire d'une porte 5^ commandée oar un dispositif de minutage 56. Le dispositif de minutage 56 ouvre et ferme périodiauement la porte 54 pour appliouer un signal d'ondes entretenues puisées sur le conducteur 44. Le signal puisé provenant de la porte 54 et un second signal d'ondes entretenues 35 à 46? kHz provenant de la source de signaux 58 sont combinés dans un multiplicateur 60 oui peut être un circuit modulateur en pont bien connu pour fournir del'énergie électrioue à plusieurs fréauences dont l'une, égale à 66l kHz, est transmise par un filtre 62 à un multiplicateur analogue 64. Une troisième source, 40 la source de signaux 66, fournit un signal d'onde entretenue à 72 02837 2124285 12 kHz qui est appliqué à un multiplicateur 68 analogue au multiplicateur 60. Si l'on se rappelle que le transducteur d'émission 22 émet de l'énergie acoustioue à des fréquences de 194- kHz et 206 kHz dans le milieu non linéaire 12, on voit que l'interaction de ces signaux acoustioues à haute fréquence dans le milieu non linéaire 12 produit un signal acoustique à basse-fréquence d'ufte valeur de 12 kHz qui est réfléchi par le tube 26 pour être reçu par le transducteur de réception 24. On voit donc que la fréquence, de 12 kHz, du signal capté par le transducteur de réception 24 est égale à la fréquence de la source de signaux 66. Les signaux des sources 58 et 66 sont appliqués au multiplicateur 68 qui fournit del'énergie électrique à plusieurs fréquences dont l'une, 455 kHz, est transmise par un filtre 70 à un multiplicateur 64. Les signaux transmis par les filtres 62 et 70 sont traités d'une manière analogue par le multiplicateur 64 et un filtre 72 pour fournir le signal à 206 kHz qui apparaît sur le conducteur 46. On remarquera que le signal apparaissant sur le conducteur 46 est continuellement appliqué par le circuit de sommation 48 et l'amplificateur 50 à un transducteur d'émission 22, alors que le signal du conducteur 44 est puisé . En conséquence, le signal à basse fréquence à 12 kHz dirigé vers le tube 26 est un signal puisé ayant la même largeur d'impulsions que le signal du conducteur 44. Les signaux reçus du transducteur de réception 24 sont appliqués par un récepteur 73 (qui sera décrit plus loin) et par un commutateur 74 à l'indicateur 30. L'indicateur 30 est déclenché d'une manière bien connue par les signaux apparaissant sur le donducteur 76 et provenant du dispositif de minutage 56, de sorte que les retards subis par des signaux qui se propagent à partir du transducteur d'émission 22 à travers l'océan 32, comme représenté sur la Fig. 1, apparaissent sur l'indicateur 30 sous, forme d'indications des distances entre le navire l8 et l'inerface 34 et entre le navire 18 et le tube 26. Les passages successifs du navire 18 au-dessus du tube 26 permettent d'établir la carte précitée du fond de l'océan d'après les données de position 78 du navire (obtenues par triangulation ou au moyen d'un dispositif de navigation à inertie) et grâce à la relation entre les données de position j8 du navire et -l'indicateur 30. Il peut également être souhaitable de moduler le signal acoustique à basse fréquence dirigé vers le tube 26. Gette 72 02837 5 2124285 opération est assurée par le modulateur 80 aui applique ion signal de tension d'une forme d'onde prédéterminée à la source de signaux 66. Ainsi, par exemple, si la source de signaux 66 est un oscilla- -teur accordable en tension, la phase ou la fréauence du signal de 5 la source 66 peut être modulée en phase ou en fréquence pour assurer l'obtention par exemple d'un signal de grésillement FM ce oui se traduit par l'introduction d'une modulation de grésillement FM analogue dans le tube 26. Les filtres 70 et 72 sont prévus d'une manière bien connue avec une largeur de bande suffisante pour lais-10 ser passer la modulation du signal. Dans ce cas, on obtient les données représentant la distance entre le tube 26 et le navire 18 en mettant en corrélation le signal présent au transducteur de réception 24 avec une répliaue mémorisée 84 du signal modulé-, dans le corrélateur 82, comme'décrit plus loin à propos de la Fig. 3-15 On assure l'affichage de l'information en actionnant le commutateur 74 de manière à laisser passer les données provenant du corrélateur 82 jusqu'à l'indicateur 30. La Fig. 3 représente une carte type du fondds l'océan représentant un objet submergé et reposant sur celui-ci. Les interfaces 20 entre les eaux de l'océan, le premier fond et les couches du sous-sol marin sont indiquées par la référence 86 et l'objet submergé est indiqué par la référence 88. La profondeur de l'océan ou distance entre le navire 18 (Fig. l) et l'objet submergé 88 est indi-cuée par l'axe vertical 90 et la distance le long du fond de 25 1*.océan est indiauée par l'axe horizontal 92. On va maintenant examiner la Fig. 4 sur laquelle est représenté un schéma symbolique détaillé du récepteur 73 et du corrélateur 82 de la Fig. 2 y compris leurs interconnexions avec d'autres éléments du système de la Fig. 2. Le récepteur 73 comprend un 30 additionneur 100, un amplificateur 102, un multiplicateur 104, un filtre 106 et un limiteur 108. Un signal provenant du transducteur de réception 24 est transrris, par l'intermédiaire de l'additionneur 100, à l'amplificateur 102 qui amplifie ce signal jusqu'à un niveau convenant pour son traitement par le multiplicateur 104. Le multi-35 plicateur 104 est, par exemple, un circuit modulateur bien connu • à pont de diodes nui combine un signal de référence 110 d'une fréauence de 15»5 kHz avec le signal à 12 kHz fourni par l'amplificateur 102 pour produire-un signal à 3*5' kHz. Le filtre 106 présente une bande passante suffisamment large et centrée sur 3*5 kHz, pour 40 laisser passer le signal, oui est. une sinusoïde puisée modulée en COPV 72 02837 6 2124285 fréquence, jusqu'au liraiteur 108 qui assure alors un effet d'é-crêtage symétrique du signal en transformant ainsi celui-ci en un signal apparaissant sur le conducteur 111 et présentant une forme d'onde sensiblement trapézoïdale ou rectangulaire. 5 L'amplificateur 50, représenté sur les Fig. 2 et 4, qui fournit le signal de grande puissance au transducteur d'émission 22, comporte également une seconde sortie sur le conducteur 112, sortie qui transmet une r^iique à faible puissance du signal appliqué au transducteur démission 22. Le signal du conducteur 112 10 peut être obtenu, par exemple, par extraction d'une partie du signal de sortie de l'amplificateur 50 par l'intermédiaire d'un fort atténuateur (non représenté). Le signal du conducteur 112 est utilisé, comme décrit plus loin, pour introduire dans le corrélateur 82 une réplique du signal à 12 kHz venant frapper le tube 26 15 de la Fig. 2. Etant donné que la fréquence du signal à basse fréquence venant frapper le tube 26 est égale à la différence entre les deux fréquences élevées des signaux appliqués au transducteur d'émission 22, les signaux du conducteur 112 sont appliqués à un élément non linéaire 114 tel qu'une diode, ce qui se traduit par 2C l'apparition d'un signal à basse fréquence à 12 kHz qui est tram: mis par un filtre 116 dont la largeur de bande est au moins égaie à celle du filtre 106, le long du conducteur 117, à l'additionneur 100. En conséquence, antérieurement à la réception de l'écho provenant du tube 26 par le transducteur de réception 24, une répli-25 que à 12 kHz, obtenue par l'intermédiaire de l'élément non linéaire 114, est appliquée à l'amplificateur 102 d'où il résulte que le récepteur 73 fournit maintenant initialement une réplique du signal à basse fréquence venant frapper le tube 26, réplique qui est suivie ultérieurement d'un écho du signal à basse fréquence 3C provenant de ce tube. Si l'on revient maintenant à la Fig. 2, on voit que la source de signaux 66 comprend un oscillateur à fréquence variable centrée sur 3,5 kHz (non représenté sur les Fig.) ainsi qu'un multiplicateur et un filtre analogues au multiplicateur 104 et 35 au filtre 106 pour convertir le signal de la fréquence de 3,5 kHz à une fréquence de 12 kHz par mélange du signal à 3,5 kHz avec le signal de référence 110 d'une manière bien connue. On utilise la fréquence de signal de 3,5 kHz en raison du fait qu'elle correspond à la fréquence des données du système de 3,5 kHz. Il est, 40 en outre, évident, comme on peut le voir en se référant à la 72 02837 ' 2124285 Fig. 4, que la réplique à 12 kHz fournie par le filtre 116 peut être obtenue, selon une variante et d'une manière plus simple, en connectant la sortie de la source de signaux 66 de la Fig. 2 directement à l'additionneur 100; toutefois, la réplique fournie 5 par le filtre 116 est plus avantageuse en ce sens qu'elle peut être plus aisément rendue à peu près identique au signal à basse fréquence ce qui vient effectivement frapper le tube 26 de la Fig. 2. Le corrélateur 82 peut être d'un type standard tel que 10 décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 2.958.039 ou dans le brevet des E^-ats-Unis d'Amérique N° 3-488.635.» ou bien, comme représenté sur la fFig. 4, il peut comprendre un échantil-lonneur 118 qui échantillonne le signal fourni par le limiteur 108 à une fréquence d'échantillonnage Relativement élevée, par exemple 15 de 20 kHz, un compresseur de temps de référence 120 rendu sensible au signal de réplique présent sur le conducteur 117 au moyen d'une porte 122, un compresseur de durée de signal 124 sensible à tous les signaux transmis par l'amplificateur 102, un détecteur de coïncidence 126 pour indiquer la présence simultanée d'échantillons 20 identiques de signaux comprimés dans le-; deux compresseurs temporels 120 et 124 et un intégrateur 128 se présentant sous la forme d'un filtre passe-bas capable de laisser passer un signal à 3*5 kHz, pour intégrer les impulsions de sortie du détecteur de coïncidence 126 en une forme d'onde sinusoïdale modulée en amplitude à 3,5 kHz, 25 dont l'amplitude représente le degré de corrélation entre le signal de réplique et le signal d'écho. Le compresseur de temps de référence 120 comprend un registre à décalage 130 qui assure la mémorisation en série de 1032 bits et un commutateur 132 permettant d'appliquer sélectivement au registre à décalage 130, soit un 30 signal de sortie de ce registre lui-même, soit un s5gnal d'entrée présent sur le conducteur 134, le compresseur en temps 124 comprend d'une manière similaire, un registre à décalage 136 fournissant en série 1031 bits d'emmagasinage et un commutateur 138 pour appliquer sélectivement au registre à décalage 136, soit un signal 35 de sortie du registre à décalage 136, soit un signal d'entrée sur le conducteur 134 délivré par 1'échantillonneur 118. On va maintenant examiner à la fois les Fig. 2 et 4: la largeur des impulsions du signal a basse fréquence venant frapper le tube 26 a, par exemple, une valeur de 50 millisecondes détermi-40 née par la porte 54 en fonction des signaux provenant du dispositif 72 02837 o 2124285 de minutage 56. Au moment où la porte 54 est rendue conductrice, la porte 122 est ouverte d'une manière analogue par des signaux appliqués par le conducteur 76 et provenant du dispositif de minutage 56, de sorte que le signal de réplique présent sur le conducteur ^ 117 peut être introduit par l'intermédiaire de l'échantillonneur 118, dans le compresseur de temps de référence 120. Les portes 54 et 122 sont simultanément rendues non conductrices par le dispositif de minutage 56 de sorte qu'ensuite des signaux tels que du bruit ou des échos pénétrant dans le transducteur de réception 10 24 sont empêchés par la porte 122 de pénétrer dans le compresseur de temps de référence 120. La fréquence d'échantillonnage de 20 kHz de l'échantillonneur 118 est suffisamment élevée par rapport à la fréquence centrale de 3,5 kHz des impulsions du signal présent sur le conducteur 111 pour que plusieurs échantillons du signal soient extraits par l'échantillonneur 118 au cours d'une seule période du signal.Chacun de ces échantillons se présente sous la forme d'une impulsion étroite dont la largeur est de l'ordre de quelques nanosecondes . Les deux compresseurs de temps 120 et 124 fonctionnent 20 sensiblement de la même manière, de sorte qu'il suffira de décrire ici le fonctionnement du compresseur de durée de signal 124. Chacune des impulsions-échantillons du conducteur 134 est transmise., par l'intermédiaire du commutateur 138, au registre à décalage 136. Une impulsion appliquée à l'entréé du registre à déca-25 lage 136 est ensuite décalée séquentiellement le long de celui-ci en réponse aux impulsions de rythme du conducteur 76 fournies par le dispositif de minutage 56. Le commutateur 138 est commandé d'une manière analogue par des impulsions de rythme provenant du dispositif de minutage 56. L'échantillonneur 118 fournit un 30 échantillon d'un seul bit dont la valeur "l" représente une partie positive de la forme d'onde du conducteur 111 et dont la valeur "0" représente une partie négative de cette forme d'onde. On obtient ainsi une séquence de nombres digitaux d'un seul bit émanant de l'échantillonneur 118. Chacun de ces échantillons d'un bit est 35 appliqué à l'entrée du registre à décalage 136 puis est décalé le long de celui-ci à un rythme beaucoup plus rapide que la cadence d'apparition de ces signaux d'un bit sur le conducteur 134. Ces signaux d'un bit sont décalés d'un étage à l'autre dans le registre à décalage 136 à une cadence d'horloge de l'ordre de 20 MHz. 40 II est facile de îaoir que pour un signal d'une largeur de 50 tes 72 02837 2124285 millisecondes présent sur le conducteur 111-, la fréquence d'échantillonnage de 20 kHz fournit 1000 échantillons de ce signal, la largeur du signal de réplique présent sur le conducteur 117 et la fréquence d'échantillonnage sont ajustées de telle façon qu'on 5 obtienne un total de 1032 échantillons pour chacun des signaux de réplique du conducteur 117. En conséquence, le registre à décalage 130 est complètement rempli avec les échantillons obtenus par échantillonnage du signal de réplique du conducteur 117, tandis que le registre à décalage 136, qui comprend un étage de mémori-10 sation de moins, permet au premier échantillon de déborder, ce qui se traduit par une avance des données mémorisées dais le registre à décalage 136 par rapport aux données mémorisées dans le registre à décalage 130. Cette avance est facilitée par le commutateur 138 qui ramène normalement des échantillons de la sortie du 15 registre à décalage 136 à son entrée mais qui est momentanément actionné pour admettre un échantillon sur le conducteur 134 en supprimant ainsi dans la mémorisation un échantillon admis 1031 échantillons plus tôt. Le temps nécessaire pour quln échantillon effectue un cycle de circulation complet à travers les registres 20 à décalage 136 et 130 est inférieur à l'intervalle entre échantillons d'un temps sensiblement égal à la largeur d'un échantillon de sorte qu'un nouvel échantillon pr-ésent sur le conducteur 134 peut pénétrer dans le registre k décalage 136 immédiatement après la remise en circulation dans le registre à décalage 136 de .25 l'échantillon précédent par l'intermédiaire du commutateur 138. A la fréquence d'échantillonnage d'environ 20 kHz, environ 50 mi -crosecondes sont prévues par échantillon. Pour 1032 échantillons, la largeur des impulsions-échantillons sur le conducteur 134 doit être inférieure à 50 nanosecondes et être comprise, par exemple; 30 dans la gamme de 30 à 40 nanosecondes. Après le remplissage du registre à décalage 130, des échantillons d'information binaire sont appliqués par le conducteur 140 au détecteur de coïncidence 126 à une fréquence de 23 MHz. D'une manière analogue, le registre à décalage 136, qui a également été 35 rempli initialement avec les données provenant du signal de réplique du conducteur 117 applique des échantillons d'information binaire apparaissant sur le conducteur 142, à une fréquence de 20 MHz, ..au détecteur de coïncidence 126. Etant donné que les deux registres à décalage 136 et 130 ont été chargés de données identi-40 ques au même instant, les signaux présents sur les conducteurs 72 02837 v 10 2124285 140 et 142 sont en phase, de sorte que le détecteur de coïncidence 126 fournit des signaux de sortie binaires à une fréquence de 20 MHz à l'intégrateur 128, chaque signal binaire étant un 1 losqu'il y a coïncidence entre les échantillons d'information respectivement présents sur les conducteurs 140 et 142 ou lorsque ces échantillons respectifs sont en phase, et un 0 lorsque les signaux respectivement présents sur les conducteurs 140 et 142 sont déphasés. En conséquence, il est clair qu'initialement, au moment du replissage total des registres à décalage 130 et 136, le détecteur de coïncidence 126 fournit une séquence de 1. Ultérieurement, après la fin du signal de réplique du conducteur 117, du bruit et des réverbérations provenant de l'océan 32 de la Fig. 1 apparaissent sur le conducteur 111 et sont échantillonnés par l'échantillonneur 118, de sorte que Ses échantillons se succè -dant d'une manière aléatoire apparaissent à l'entrée du compresseur de durée de signal 124. En raison de l'avance des deux compresseurs de temps 120 et 124 l'un par rapport à l'autre et en raison, en outre, du: fait que les données mémorisées dans le compresseur de durée dé signal 124 sont lentement remplacées par des échantillons aléatoires, les coïncidences entre les signam: présents sur les conducteurs 140 et 142 se produisent également de façon aléatoire, de sorte que les 0 et les 1 apparaissent à la sortie du détecteur de coïncidence 126 commencent également à se succéder d'une manière aléatoire. Un signal de faible amplitude résultant apparaît à la sortie de l'intégrateur 128 en réponse aux impulsions d'entrée se succédant Eté façon aléatoire appliquées à l'intégrateur 128 tandis qu'un signal résultant d'amplitude relativement grande apparaît à la sortie de l'intégrateur 128 en réponse à une séquence de 1 émanant du détecteur de coïncidence 126. Il est clair également qu'un cycle d'avance complet se produit au cours d'un intervalle de temps égal à la largeur d'un signal de réplique du conducteur 117. En conséquence, un décalage complet d'un écho reçu par rapport à la réplique mémorisée dans le compresseur de temps de référence 120 s'effectue au cours d'un intervalle de temps égal à la durée d'un tel signal de réplique. Etant donné que tous les échantillons d'information sont des échantillons d'un.seul bit; l'utilisation du détecteur de coïncidence 126 équivaut rigoureusement à une multiplication de chaque échantillon par chacun des autres au cours d'un cycle d'avance et l'intégrateur 128 assure la sommation de ces termes pour fournir 72 02837 " 2124285 un facteur de corrélation rigoureusement équivalent à la définition mathématique bien connue de la corrélation. Le temps qui s'écoule entre la corrélation initiale élevée et une valeur élevée ultérieure de corrélation se produisant lorsqu'un écho est reçu représente la 5 profondeur d'un objet submergé. Le signal du conducteur 144 et le signal appliqué au limiteur 108 sont analogues, en ce sens que chacun d'eux est une sinusoïde d'une fréquence de 3*5 kHz et d'une amplitude fonction de l'intensité d'un écho obtenu à partir du fond de l'océan £8 ou du tube 26 de la Pig. 1. Par contre, ces deux 10 signaux différent en ce que le signal du conducteur 144 présente un rapport signal/bruit très élevé par rapport à celui du signal du conducteur 146( provenant du filtre 106) dans les cas où l'intensité du signal d'écho est faible devant l'environnement de bruit. La présence du signal sinusoïdal d'une fréquence de 3*5 15 kHz à la sortie de l'intégrateur 128 peut s'expliquer comme suit : compte tenu du fait que, comme on s'en souvient, un cycle d'avance complet se produit au cours de la durée d'un signal de réplique du conducteur 117, le nombre d'inversions de phase entre les signaux des conducteurs 140 et 142 est égal au nombre de cycles du signal 20 du conducteur 146 se produisant au cours de la durée d'un signal de réplique du conducteur 117. Le nombre de cycles d'inversion de phase est égal au produit de la fréquence de la sinusoïde;par la largeur des impulsions et, en conséquence, la fréquence d'apparition de cette inversion de phase est égaie au quotient du nombre de 25 cycles par la largeur d'impulsions, quotient qui est simplement la fréquence de 3,5 kHz. En conséquence, même s'il y a corrélation parfaite, il se produit encore une apparition périodique de groupes de 1 et de 0 à la sortie du détecteur de coïncidence 126, ce qui se traduit par l'apparition de la sinusoïde à la fréquence de 3,, 5 30 kHz à la sortie de l'intégrateur 128. On va maintenant examiner la Pig. 5 sur laquelle est représenté un schéma symbolique d'un générateur de signaux 210 qui représente un autre mode de réalisation du -générateur de signaux 20 des Fig. 1 et 2. Le générateur de signaux 21C utilise deux formes 35 d'onde sinusoïdales de fréquences F-^ et qui sont additionnées par un additionneur 212 et appliquées par 1'intermédiaire d'un amplificateur 114, au transducteur d'émission £2. Le signal d'onde entretenue sinusoïdal à la fréquence P^ est fourni par une source 216 tandis que le signal d'onde entretenu sinusoïdal à la fréquence 72 02337 12 2124285 est fourni par une source 218 en combinaison avec un multiplica teur de fréquence bien connu 220. Comme représenté à titre d'exemple sur la Fig. 4 une source 218 fournit une fréquence F^/4 et le multiplicateur de fréquence 220 présente un facteur de multlplica-5 tion de 4 qui peut être aisément réalisé dans la pratique au moyen d'un réseau de diodes non linéaire dans lequel on obtient le quatrième harmonique ou, selon une variante, au moyen d'une paire de circuits doubleurs de fréquence montés en série. La source 216 est modulée par des signaux de modulation fournis par un modulateur 10 222 de façon qu'on obtienne , par exemple, line forme d'onde de grésillement FM centrée sensiblement sur la fréquence F^. Une fréquence-différence Fp = F^ - F^ formée par les interactions entre les signaux aux fréquences F-^ et F^ dans l'eau de l'océan 32 est réfléchie par le tube 26 au fond de l'océan 28 et est reçue par 15 le transuducteur de réception 24. Etant donné que la modulation de fréquence du signal à F^ est centrée autour de la fréquence F^, il est clair que la fréquence-différence F^ passe par zéro à un certain moment. On voit donc que, dans un signal à la fréquence-différence F^, la fréquence varie d'une valeur maximale jusqu'à une 20 valeur nulle puis reprend sa valeur maximale tandis que la phase du signal subit un déphasage de 180 degrés au moment où il passe par le point de fréquence zéro. En conséquence, la largeur de bande du signal à la fréquence-différence est sensiblement égale au double de la fréquence moyenne ou centrale, le terme " sensiblement " 25 étant utilisé ici étant donné qu'aux fréquences voisines de zéro, l'efficacité de la conversion par l'eau de F^ et F„ en F est mi- 12 33 nimale, de sorte que, dans un système pratique, le contenu énergétique de signaux à une fréquence-différence voisine de zéro est trop faible pour être utilisable. 30 Pour assurer une utilisation maximale du contenu énergétique du signal à la fréquence-différence, un corrélateur 224 met en corrélation le signal reçu par le transducteur 24 avec une référence ou réplique appliquée de la manière suivante. Le signal reçu par le transducteur 24 est échantillonné dans un échantillonneur 35 d'un seul bit 226 qui préserve l'information relative aux passages par zéro de ce signal et mémorise cette information dans un registre à décalage 228. Pour faciliter l'échantillonnage aux fréquences relativement basses, le signal provenant du transducteur de réception 24 est tout d'abord mélangé dans un mélangeur 230 avec une référence présente Sur le conducteur 232 et ayant une valeur de 72 02837 2124285 fréquence de F^/4 , de sorte que le signal pénétrant dans l'échantillonneur 226 est centré autour de la fréquence F-^/4. D'une manière analogue, un échantillonnage par l'échantillonneur 234 d'un signal de réplique est assuré au moyen de mélangeurs 236 et 238 et d'un registre à décalage 240. Le mélangeur 236 fournit les signaux 5 aux fréquences F^/4 et F^ pour assurer l'obtention d'un signal à une fréquence de (3/4)F^ qui, après avoir été mélangé par le mélangeu 238 avec les signaux de la source 216, fournit à l'échantillonneur 234 un signal modulé en fréquence centré autour d'une fréquence de F^/4. Les échantillonneurs 226 et 234, les registres à décalage 228 10 et 240, le corrélateur 224 et un indicateur 242 sont coordonnés d'une manière bien connue par des signaux fournis par une horloge 244. L'indicateur 242 est analogue à l'indicateur 30 des Fig. 1 et 2 et assure une présentation graphique du fond de l'océan 28 et du tube 26 en fonction du temps ou de la distance parcourue par le navire 15 18 de la Fig. 1. Il est intéressant de noter, tant en ce qui concerne le mode de réalisation de la Fig. 2 que celui de la Fig. 5, qv.e la réception d'un signal à une fréquence inférieure aux fréquences*transmises assure un diagramme directionnel plus large de l'énergie 20 acoustique reçue que de l'énergie acoustique émise en supposant que Des transducteurs d'émission et de réception 22 et 24 de la Fig. 1 soient de mêmes dimensions. Ceci est avantageux en particulier dans le cas où le navire 18 tout en transportant les deux transducteurs 22 et 24, subit un mouvement de tangage et/ou de roulis produit par 25 les vagues de l'océan 32. Le diagramme directionnel relativement large du transducteur de réception 24 facilite la réception d'échos tels que ceux qui sont réfléchis par le tube 26 lorsqu'un mouvement de roulis du navire 18 modifie momentanément l' orientation des transducteurs 22 et 24 après une transmission d'énergie acoustique vers 30 le tube 26. De même, tant en ce qui concerne le mode de réalisation de la Fig. 2 que celui de la Fig. 5, l'utilisation de la modulation de fréquence peut fournir une information relative au fond de l'océan 28 de la Fig. 1 et au tube 26, information qui pourrait ne 35 pas être obtenue aussi aisément avec de l'énergie acoustique reçue d'une fréquence constante. Comme il est bien connu, une telle modulation peut constituer un indicatif pour les échos reçus, ce qui peut faciliter l'identification d'un objet réflecteur. 72 02837 2124285 REVENDICATIONS 1 - Dispositif de transmission à basse fréquence d'énergie caractérisé en ce qu'il-'comprend des moyens de transMssion de signaux à plusieurs fréquences dans un milieu assurant une interaction non linéaire entre un signal transmis à une première fréquence 5 et un signal transmis à une seconde fréquence pour former un faisceai d'énergie rayonnante propageant un signal à une fréquence égale à la différence entre une première des fréquences de la série précitée et une seconde de ces fréquences et des moyens capables, en réponse à cette énergie, de mettre en corrélation le signal à la fréquence -10 différence avec une référence. 2 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, des moyens pour indiquer visuellement les instants d'arrivée auxdits moyens de corrélations d'énergie à 2 dite fréquences-différence pour visualiser les points de réflexion 15 dans un milieu à travers lequel ladite énergie se propage. 3 - Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de transmission comprennent des moyens de modulation d'un signal d'entrée assurant la production de l'un des signaux de relèvement de données précités. 20 4 - Dispositif de transmission acoustique caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'émission et des moyens de réception de signaux d'énergie acoustique transmis dans un milieu non linéaire, lesdits moyens d'émission fournissant de l'énergie acoustique à des première et seconde fréquences et lesdits moyens de réception 25 étant sensibles à de l'énergie d'une fréquence égale à la différence entre lesdites première et seconde fréquences, une source fournissant un signal d'une fréquence égale à ladite fréquence-différence et des moyens pour combiner ledit signal à ladite fréquence-différence avec une source d'énergie à des fréquences plus élevées 30 pour fournir des signaux destinés à être transmis par lesdits moyens d'émission. 5 - Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, des moyens pour moduler le signal de fréquence-différence précité et des moyens pour indiquer visuelle- 35 ment les emplacements de réflexions de ladite énergie à la fréquence différence à partir de points de réflexion dans un milieu à travers lequel ladite énergie se propage. 6 - Source de signaux propageant un signal d'énergie rayonnante à travers vm milieu éloigné de ladite source, caractérisée en ce 40 que ce signal a une largeur de bande spectrale sensiblement égale 72 02837 2124285 au double de sa fréquence centrale. 7 - Dispositif de transmission à basse fréquence d'énergie rayonnante, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour transmettre des signaux à une série de fréquences dans un milieu de grande 5 étendue comportant une caractéristique de propagation non linéaire et qui convertit au moins une partie de ces signaux en un signal ayant au moins une fréquence différente des fréquences de transmission, des moyens couplés avec ledit milieu pour recevoir ledit signal de fréquence différente et des moyens pour comparer une référence 10 avec ce signal. 8 - Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce qué les moyens de transmission comprennent des moyens de modulation desdits signaux. 9 - Dispositif de transmission à basse fréquence d'énergie 15 rayonnante, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de propagation de premiers signaux à travers un premier milieu présentant une caractéristique de propagation non linéaire pour convertir ces premiers signaux en au moins un autre signal et des moyens de réflexion de signaux, lesdits moyens réflecteurs étant situés à l'intérieur 20 d'un second milieu couplé avec le premier et présentant un pouvoir de transmission relativement grand dudit autre signal et un pouvoir de transmission relativement faible desdits premiers signaux pour permettre auxdits moyens réflecteurs de réfléchir sélectivement ledit autre signal tout en excluant la réflexion desdits premiers si-25 gnaux. 10 - Dispositif de transmission à basse fréquence d'énergie rayonnante, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de transmission d'au moins un faisceau directif d'énergie rayonnante à une série de fréquences dans un milieu à caractéristique non linéaire 30 qui convertit au moins une partie de ladite ériergié rayonnante en énergie rayonnante d'une fréquence inférieure aux fréquences &3 ladAlv série,des moyens pour transporter lesdits moyens de transmission à t:,j vers ledit milieu de manière à irradier successivement diverses parties de celui-ci et des moyens couplés avec ledit milieu pour recevoir 35 au moins une partie de ladite énergie rayonnante de fréquence inférieure, lesdits moyens récepteurs présentant un diagramme de directivité plus large à ladite fréquence inférieure que le diagramme de directivité desdits moyens de transmission aux fréquences émises par ceux-ci. 40 11 - Dispositif suivant la revendication 10, caractérisé en ce qu'une partie de l'énergie rayonnante à ladite fréquence infé 72 02837 2124285 rieure est réfléchie vers les moyens récepteurs précités. 12 - Dispositif suivant la revendication 11, caractérisé en ce que lesdits moyens récepteurs sont également transportés par les dits moyens de transport, le diagramme de directivité plus large 5 précité des moyens récepteurs permettant la réception d'énergie rayonnante pendant le déplacement du faisceau d'émission au cours dudit transport. 13 - Dispositif de transmission à basse fréquence d'énergie rayonnante, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour trans- 10 mettre de l'énergie à une série de fréquences dans des premiers et second milieux, ledit premier milieu présentant une caractéristique non linéaire qui convertit ladite énergie en énergie d'une fréquence résultant d'une combinaison de plusieurs fréquences faisant partie de ladite série, tandis que ledit second milieu contient un réflec-15 teur de l'énergie à la fréquence résultant de ladite combinaison pour permettre à un écho d'énergie à cette fréquence d'émaner dudit réflecteur et des moyens capables, en réponse audit écho, d'indiquer l'emplacement dudit réflecteur par rapport aux moyens de transmission. 14 - Dispositif suivant la revendication 13, caractérisé en 20 ce que lesdits moyens indicateurs comprennent des moyens de réception dudit écho occupant une position prédéterminée par rapport aux moyens de transmission et des moyens pour mesurer l'instant de réception dudit écho par lesdits moyens récepteurs par rapport à l'instant d'émission de l'énergie à la série de fréquences précitée. 25 15 - Dispositif suivant la revendication 13, caractérisé- en ce qu'il comprend, en outre, des moyens de transport pour lesdits moyens de transmission et des moyens pour indiquer l'emplacement desdits moyens de transmission par rapport à un point connu pour permettre d'établir une carte desdits milieux. 3° 16 - Dispositif de transmission à basse fréquence d'énergie rayonnante, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de transmission de signaux à une série de fréquences dans un milieu contenant un réflecteur capable de réfléchir une partie de l'énergie de ces signaux, ce milieu présentant une caractéristique non linéaire qui 35 permet une conversion de ces signaux en au moins un autre signal d'une fréquence résultante tirée d'une combinaison de plusieurs fréquences faisant partie de ladite série, des moyens de réception de signaux à ladite fréquence résultante réfléchis par ledit réflecteur et des moyens connectés auxdits moyens de transmission pour assurer une modulation de ladite fréquence résultante en vue d'identifier ledit réflecteur. 72 02837 17 2124285 17 - Dispositif suivant la revendication 16, caractérisé en ce qu'il comprend en outre, des moyens connectés auxdits moyens récepteurs pour visualiser les signaux reçus à ladite fréquence résultante. 18 - Dispositif suivant la revendication 17, caractérisé en ce que les moyens récepteurs comprennent des moyens permettant de comparer une réplique de ladite modulation avec lesdits signaux reçus à ladite fréquence résultante.