Brevet FR2314546A1 — publié le 19770107

L'invention concerne les dispositifs pour détecter une intrusion dans une zone sous-marine, le mot "sous-marine" étant pris ici dans un sens tres large et désignant non seulement ce qui est sous la mer, mais aussi sous les fleuves, lacs, etc... Il est connu que pour interdir l'acces sous-marin a des ports, bras de mer, riviere, on peut faire usage de filets disposes de façon a barrer la section de la veine aqueuse d'une zone sous-marine delimitée par ces filets, le fond, la surface de l'eau et les rives. Par le choix de mailles, convenablement serres, le passage d'un intrus n'est possible que si une ou plusieurs mailles sont ouvertes. Te tels filets sont usuellement réalisés au moyen de filins d' acier dont la résistance est choisie suffisamment forte pour s' opposer au passage des intrus qui peuvent etre soit des plongeurs, soit des engins sous-marins. Cependant, ces filets presentent des inconvenients car ils sont évidemment franchissables par des intrus disposant de moyens assez puissants pour sectionner les filins qui le constituent. La presente invention a pour but de- pallier-cet inconvenient et- de realiser--- un dispositif pour detecter une intrusion dans une zone sous-marine, ce dispositif comportant des moyens pour localiser immédiatement toute tentative de franchissement ce qui permet a l'utilisateur alerte de prendre toute mesure d'intervention souhaitable dans les meilleurs conditions possibles. La presente invention a pour objet un dispositif pour detecter une intrusion dans une zone sous-marine, comportant un filet entourant ladite zone, ce filet comprenant des mailles fermees par nouages d'au-moins un filin, caractérisé par le fait que ledit filin comporte au moins un câble coaxial, et que ledit dispositif comporte un générateur d'impulsions dont les bornes de sortie sont connectees a une premiere extrémité dudit cable coaxial, et des moyens reliés audit générateur pour mesurer l'intervalle de temps entre le départ d'une impulsion et son retour a la premiere extremite dudit câble coaxial. La presente invention est decrite ci-dessus, a titre illustratif mais seulement limitatif, en regard du dessin annexe, dans lequel les figures I a 3 représentent respectivement trois modes de réalisation du dispositif selon l'invention. Sur la figure, est représenté un filet I destiné a être immerge pour obstruer par exemple l'accès sour-marin a un port. Bien qu'un tel filet puisse être réalise au moyen d'un seul filin, le filet 1 représenté comporte deux filins 2 et 3. Chaque filin est de préférence constitué par un toron comportant plusieurs brins, un de ces brins au moins entant un câble coaxial. Pour simplifier la figure, chaque filin, représente est un câble coaxial, etant entendu que ce câble peut constituer l'ame d'un filin plusieurs brins.Les autres brins peuvent être réalisés en chanvre si le dispositif est destine seulement à assurer la detection d'une tentative de franchissement et est associé a une barrière passive de type connu : dans ce cas, les filins du filet sont avantageusement aussi fragiles que possible. Les autres brins sont de préférence réalises en fils d'acier si le dispositif doit assurer également la protection du port dans ce cas, les filins doivent être assez résistants pour s'opposer spécifiquement aux intrusions. Les filins utilisés peuvent aussi comporter plusieurs câbles coaxiaux, pour augmenter la sécurité du dispositif. Le filet 1 comporte des mailles telles que 4 formées par nouage des filins. Pour simplifier, chaque noeud tel que 5, a etc représente sur la figure par un croisement de filins, mais en réalité, le filet comporte effectivement des noeuds. Les filins doivent avoir des caractéristiques mécaniques de souplesse et de résistance permettant de les utiliser comme des câbles de construction traditionnelle, en particulier dans les machines a nouer les mailles. Le câble coaxial 2 est formé de maniere connue d'un conducteur central 6 et d'un conducteur périphérique concentrique 7 séparés par un diélectrique. A une extremité 3 du câble 2, les conducteurs 6 et 7 sont respectivement connectés aux deux sortie d'un générateur 9 emettant des impulsions électriques successives. Un appareil récepteur 10, tel qu'un oscilloscope, est branché en parallele sur le générateur 9. A l'autre extrémité 11 du câble coaxial 2, les conducteurs 7 et 8 sont reliés entre eux a travers une charge 12. Les caractéristiques électriques du câble coaxial 2-et notamment son inpédance caractéristique sont déterminés par des paramètres de construction tels que la longueur de la ligne. De préférence, l'impédance caractéristique du câble 2 est égale à l'impédance interne du générateur 9 et la valeur de l'impédance de la charge 12 est choisie aussi égale à celle de l'impédance caractéristique du câble 2. On sait alors que les impulsions émises par le générateur 9 se propagent a vitesse constante le long du cable coaxial et que l'énergie de ces impulsions est entie rendent dissipé dans la charge 12. Lorsqu'un intrus essaye de franchir le filet par exemple en essayant de -couper le câble 2, il en résulte une désadaptation localisée qui provoque la réflexion vers I'extrémité 8 dtune fraction de l'énergie impulsionnelle émise par le générateur 9. L'intervalle de temps qui s'écoule a l'extrémité 8 entre une impulsion de départ du générateur 9 et le retour de l'énergie réfléchie correspondante est proportionnel a la distance comptée sur le câble 2 entre l'extrémité 8 et 11 endroit ou la tentative de franchissement a eu lieu. L' appareil récepteur 10 est essentiellement un appareil permettant de mesurer cet intervalle de temps. Lorsque ce récepteur est un oscilloscope, son balayage horizontal est déclenché à la fin de chacune des impulsions emises par le générateur 9. L'intervalle de trips à mesurer est proportionnel à la distance, lue sur l'écran de l'oscilloscope, entre le départ du balayage et l'impulsion réfléchie. La durée du balayage est au moins égale au double du temps de propagation des impulsions électriques sur le câble 2 entre ses extré- mités 8 et 11. L'intervalle entre deux impulsions successives fournies par le générateur 9 est de préférence largement supérieur à la durée du balayage. La durée d'une impulsion dépend de la précision avec laquelle on désire localiser la tentative de franchissement. Pour fixer les idees, pour un cible coaxial, de longueur égale a deux kil omètres, le temps de propagation peut être d'environ 10 microsecondes. Le temps de balayage du récepteur 10 est alors fixé par exemple à 25 microsecondes, et la période des impulsions a 100 microsecondes. Si l'on désire localiser les intrusions à 20 mitres près, la durée de chaque impulsion doit être de l'ordre de 0,1 microseconde. Dans l'exemple décrit ci-dessus, une extremité de chaque cible coaxial, corme l'extrémité 13 du câble coaxial 3, doit entre, bien entendu, relié a un générateur analogue au générateur d'impulsion 9 et à un récepteur analogue au récepteur 10, et l'autre extremité 14 du cabre 3 doit entre fermée sur une charge. Pour n'utiliser qu'un seul générateur et un seul récepteur, dans le cas ou le filet comporte plusieurs câbles coaxiaux, le dispositif comporte avantageux sement un cormutateur (non représente apte à connecter successivement le géné- rateur et le récepteur à une extremité de chaque cale coaxial suivant un cycle prédéterminé. Il est clair qu'avec un dispositif tel que celui décrit ci-dessus et illustré par la figure 1, il est possible de détecter, par simple observation d'un cadran d'osciiloscope, une éventuelle tentative de franchissement d'un filet -délimitant une zone sous-marine, et de localiser l'intrusion avec une bonne précision. Si le câble coaxial est parfait, c'est-è-dire si les impédances du générateur et de la charge sont exactement égales a l'impédance caracteris- tique de ce cable, l'alarme est donnée des que la trace sur l'oscilloscope s'écarte d'un trajet horizontal parfaitement rectiligne. Cependant, il est impossible, en pratique, de réaliser un câble parfait et une adaptation d'impédance rigoureuse. En particulier, le cable peut presenter des imperfections telles que des raccords qu'il a été nécessaire d'effectuer pour le réparer après des tentatives de franchissement, ces raccords entrainant des reflexions parasites. De telles reflexions parasites peuvent aussi. résulter de l'évolution de phénomènes naturels tels que la température de l'eau, ou d'actes intentionnels (ouverture de portes du filet par des personnes autori sées). Le dispositif illustre par la figure 2 permet de s7affranchír de tels phénomènes. Sur cette figure, un cable coaxial 2 est ferme à son extrémité Il sur une charge 12 et relié a son extrémité 8 t la sortie d'un générateur d'im- pulsions 9. Un système de mémoires 15 comporte une entrée 16 reliée a la sortie du générateur 9 pour déclencher la restitution par ce système, sur sa sortie 17, des signaux préalablement enregistrés dans ses mémoires. La restitution est opérée chaque fois que le générateur émet une impulsion.La sortie 17 du système 15 est reliée à une entre 13 d'un circuit différentiel 19 dont l'autre entrée 20 est reliée a l'extrémité 8 du cable 2. La sortie 21 du circuit 20 est reliée au recepteur 10. Une autre entrée 22 du système 15 est reliée a ltextrE- mité 8 de la ligne 2, par l'intermédiaire d'un interrupteur 23. Le fonctionnement du dispositif représenté sur la figure 2 est le suivant pour tenir compte des phénomènes naturels, on ferme périodiquement l'interrupteur 23 pendant un court instant pour enregistrer dans les mémoires du système 15 les signaux réfléchis par les imperfections inévitables du câble 2. Comme ces imperfections dues à des petits défauts de constructions ou a l'influence des phénomènes naturels, sont à évolution lente, une périodicité de fermeture de 10 à 15 minutes est concevable. Bien entendu, è chaque fermeture de l'interrupteur 23, les signaux préalablement enregistrés sont effacés et remplacés par les nouveaux signaux. Dans ces conditions, les signaux qui arrivent à l'entrée 18 du circuit 19 correspondent aux réflexions résultant des imperfections pratiques et des phénomènes naturels dont il a été question plus haut. Les signaux apparaissant à la sortie 21 du circuit différentiel correspondent X la différence des signaux entrant en 18 et 20 dans ce circuit. Les signaux provoqués par les réflexions parasites sont donc élimines puisque les imperfections ou les phenomenes natu- rels évoluent très peu entre deux fermetures successives de l'interrupteur 23. Ceci permet d'éviter des alarmes intempestives. En ce qui concerne les actes intentionnels, ils sont prevus et on sait è ozuel moment ils vont se produire. Il suffit donc d'actionner l'interrupteur 23 des qu'ils ont été effectués pour actualiser les signaux stockés dans le système 15. te schéma de la figure 3 montre qu'il est possible d'apporter au schéma de la figure 2 des variantes technologiques. On insère de préférence ua filtre passe-bande 26 entre la sortie du générateur 9 et l'extrémité 8 du câble 2, afin de limiter la bande de fréquence dans laquelle le dispositif doit fonctionner. De plus, un dispositif d'échantillonnage 27 est préalablement inséré -m- d'une part l'extrémité 8 du cable 2, et d'autre part, le système de messire li et le circuit différentiel 19. Cet arrangement connu sous le nom de "procédé stroboscopique" permet d'augmenter la durée des impulsions enregis trées dans le système de mémoire 15 et traitées par le circuit différentiel 19 et donc de faciliter la réalisation de ce système 15 et du circuit différentie 19. Pour cela, le générateur 9 emet à chaque signal par exemple 100 impulsions au lieu d'une seule, ce qui permet de multiplier par 100 la durée des impulsions enregistrées. L e fonctionnement des dispositifs décrits ci-dessus et représentés sur les figures 2 et 3 peut etre rendu automatique par l'utilisation d'un ordinateur programmant les differentes opérations (telles que la manipulation de l'interrupteur 23) et d'un dispositif d'alarme connecté au récepteur, ce dispositif ntetant déclenché que lorsque l'amplitude d'une impulsion de retour dépasse un seuil prédéterminé. Le récepteur 9 peut alors comprendre un dispositif affichant en valeur numérique la distance de l'endroit du filet oui a eu lieu une tentative d'intrusion ou une maquette de figuration visualisant cet endroit. Le dispositif selon la présente invention peut être appliqué notamment pour protéger des installations militaires maritimes centre des intrusions sous-marines. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrit et représentés qui ntont été donné qutà titre d'exemple. En particulier, on peut, sans sortir du cadre de l'invention, changer certaines dispositions et remplacer certains moyens par des moyens équivalents. REVENDICATIONS 1/ Dispositif pour détecter une intrusion dans une zone sous-inarine, comportant un filet entourant ladite zone, ce filet comprenant des mailles fermées par nouages d'au moins un filin, caractérisé par le fait que ledit filin comporte au moins un câble coaxial (2) et que ledit dispositif comporte un générateur d'impulsions (9) dont les bornes de sorties sont connectées à une première extrémité (8) dudit câble coaxial (2), et des moyens (10) reliés audit générateur (9) pour mesurer l'intervalle de temps entre le départ d'une impulsion et son retour la première extrémité (8) dudit câble coaxial (2). 2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre un système de mémoires (15) dont l'entrée (22) est connectée audit câble coaxial (2) pour enregistrer dans ces mémoires des signaux prélevés a ladite première extrémité (8) du câble coaxial (2), cette connexion étantréalisée à travers un interrupteur (23) ce système de mémoires (15) étant relié audit générateur (9) pour que ce système restitue à sa sortie (17) les signaux enre gistrés chaque fois que ledit générateur (9) émet rne impulsion et rn circuit différentiel (19) dont les deux entrées (18, 20) sont reliées respectivement à la sortie (17) dudit systeme de mémoire (15) et a la première extrémité (8r dudit câble coaxial (2), lesdits moyens (10) pour mesurer l'intervalle de temps entre le départ dlune impulsion. et son retour étant connectés à la sortie (21) dudit circuit différentiel. 3/ Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre un filtre passe-bande (26) connecte en série entre la sortie dudit générateur (9) et la première extrémité (8) dudit câble coaxial (2). 4/ Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre un circuit d'échantillonnage (27) connecté d'une part entre la première extrémité (8) dudit câble coaxial (2) et d'autre part ledit système de mémoire (15) et ledit circuit différentiel (19). 5/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits moyens (10) pour mesurer l'intervalle de temps entre le signal de départ d'une impulsion et son retour sont constitués par un oscilloscope. 6/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'impédance dudit générateur (9) est égale à l'impédance caractéristique dudit cible coaxial (2). 7/ Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre un dispositif d'alarme connecté auxdits moyens (10) pour mesurer l'intervalle de temps entre le départ d'une impulsion et son retour, ce dispositif d'alarme n'étant déclenché que lorsque l'amplitude d'une impulsion de retour dépasse un seuil prédéterminé.