Brevet FR2288427A1 — publié le 19760514

L'invention se rapporte d'une manière générale aux techniques de transmission de l'information, et concerne plus particulièrement le problème que pose 1' établissement de communications en milieu aquatique, par exemple entre des plongeurs ou engins sous-marins autonomes et un bsstiment de surface assurant la surveillance et la coordination de leurs opérations. Pour assurer la sécurité et améliorer l'efficience de plongeurs ou engins opérant dans un milieu hostile, il serait hautement souhaitable de disposer de moyens de communication parfaitement sûrs, faciles à mettre en oeuvre et adaptables à des conditions d'emploi très variées. Or, l'emploi de circuits de communication par fil doit être proscrit, non seulement an raison des évidentes entraves qui en résulteraient pour la liberté de déplacement de plongeurs ou engins par ailleurs autonomes, mais encore pour les risques supplémentaires d'accident liés à la présence de telles entraves. Par ailleurs la nature même du milieu interdit l'emploi des classiques moyens de communication radio-électrique et, sauf à très courte distance, de doyens de communication optiques (réduits en pratique à de simples gestes ou mimiques). En fait, seuls restent utilisables les signaux acoustiques et notamment ultra-sonores, dont la propagation en milieu aquatique est satisfaisante, quoique limitée en portée par la puissance d'émission disponible, dans la mesure ou la concentration en faisceau doit astre exclue pour permettre une communication omni-dIrectionnelle. L'invention a précisément pour objet un systèse de transmission faisant emploi de tels signaux ultra-sonores dans des conditions particulières assurant une grande souplesse d'exploitation et une fiabilité certaine des communications à l'intérieur d'une zone bien délimitée mais s'étendant bien audelà de la portée pratique de propagation des signaux utilisés En effet, le procédé conforme à l'invention pour la transmission d'information en milieu aquatique est carectérisé en ce qu'il consiste essentiellement:: - à 1 'émission, à rayonner à faible portée un signal ultra-sonore repre- sentatif de l'information à transmettre, - et à la réception d'un tel signal, à assurer la restitution locale de l'information transmise et/ou la réémission d'un signal régénéré semblable au signal d'origine, pour permettre la propagation de l'information de proche en proche jusqu'à une destination finale située hors de portée dudit signal d'origine. Les signaux utilisés se présentent de préférence sous la forme d'impulsions de faible durée par rapport à leur période de récurrence, la réception étant\inhibée après chaque impulsion reçue pendant un intervalle au moins égal au temps de propagation à pottée maximale, au cours duquel l'impulsion régénérée est réémise à l'issue d'un délai prédéterminé. D'une manière corollaire, le dispositif conforme à l'invention comprend essentiellement et en combinaison - un poste émetteur rayonnant à faible portée un signal ultra-sonore représentatif de l'information à transmettre, - un poste récepteur situé hors de portée de l'émetteur et pourvu de moyens pour la restitution locale de l'information, - et au moins un poste répéteur, interposé entre l'émetteur et le récepteur et lui même formé d'un récepteur et d'un émetteur couplés pour assurer la réémission d'un signal régénéré semblable au signal reçu, et donc la transmission de l'information de proche en proche. D'une manière avantageuse, les différents postes précités sont constitués par des équipements semblables comprenant au moins un récepteur et un émetteur couplés, une source d'énergie autonome pour leur alimentation, et éventuellement des moyens associés pour la génération et/ou la restitution locale de l'information. Chaque équipement est de préférence enfermé dans une capsule étanche possédant une interface formée des transducteurs metteur et récepteur, et éventuellement de connexions pour le raccordement d'organes extérieurs de génération et/ou restitution de l'information. Une telle capsule, qui présente de préférence une flottabilité légèrement positive pour permettre sa récupération en cas d'incident, peut être ou bien lestée et posée sur le fond, ou bien immobilisée au sein de l'eau au moyen d'un ancrage éventuellement soutenu par un flotteur, ou encore portée par un plongeur ou un engin mobile, ou enfin montée sur une balise, une bouée ou un bâtiment de surface. Ceux des équipements qui sont ainsi livrés à eux mêmes peuvent être facilement localisés, par exemple en vue de leur récupération, grâce à leur caractère inhérent de "répondeur". Les caractéristiques essentielles de l'invention qui viennent d'être mentionnées permettent de toute évidence de réaliser de manière simple et économique un système de communication en milieu aquatique d'efficacité certaine et d'utilisation commode, dont la topologie et le mode d'exploitation peuvent être facilement adaptés selon l'évolution des besoins, et dont les éléments récupérés en fin de travaux peuvent être réutilisés dans une autre configuration pour tout autre opération ultérieure. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparattront plus clairement à la lecture de la description qui suit d'un exemple de mise en oeuv vre non limitatif illustré par le dessin annexé, sur lequel La Figure 1 donne le schéma-bloc de principe d'un exemple de réalisation d'un équipement conforme à l'invention; et La Figure 2 illustre un exemple arbitraire d'application du système de communication conforme à l'invention. L'équipement schématiquement représenté sur la Figure 1 comprend essentiellement un circuit récepteur R et un circuit émetteur S couplés par un circuit temporisateur I, ces circuits de nature électronique et avantageuserent du type intégré étmnt alimentés par une source autonome A d'énergie électrique telle qu'un accumulateur rechargeable.L'ensemble est enfermé dans un boîtier étanche B pourvu d'ogenes d'interface, dont des connecteurs C et surtout des trensducteurs de réception TR et d'émission TS assurent respectivement la conversion des signaux ultre-sonores reçus UR en signaux électriques destinés au récepteur R, et la conversion des signaux électriques produits par l'émetteur S en aignaux ultra-sonores émis US;; ces transducteurs TR,TS peuvent être de tout type approprié connu dens la technique, et par exemple constitués par des cristaux piézo-électriques ou des dispositifs à magnéto-atriction. Les circuits récepteur R et émetteur S sont de préférence agencés pour traiter et engendrer des signaux imqulaionnels, pour des raisons évidentes d' affiomcité de communication et d'économis d'énergie; $ce choix a en outrepour avantage de faciliter conaidérchlement la réalisation du circuit temporisateur T qui peut être fait de circuits actifs intégrés, au lieu d'une ligne de retard à large bands passante. Ce dernier point est d'impartence, puisque le circuit temporisateur T assure un double rôle complexe et essentiel pour la mise en oeuvre du système de coewunication confor e à l'invention, d'une part en trenamettent à l'émet- teur S avec un retard déterminé chaque impulsion captée par le récepteur R, et d'autre part en inhibent ce dernier pendant un intervalle de temps déterminé après $la réception d'une $telle impulsion. Les connecteurs d'interface C susmentionnés permettent d'une part d'ac- céder à l'accumulateur h pour en effectuer périodiquement la recharge, et d' autre part de coupler quend besoin est au récepteur R et/ou à l'émetteur S des organes extérieurs respectivement de restitution et de génération d'information, tels qu'un haut-parleur L et un microphone M respectivement pour des communica- tions en phonie. Des connecteurs C supplémentaires peuvent être événtuellement prévus sur le boîtier B pour permettre le raccardement à un programateur extérieur P de circuits incorporés s de décodage D et/ou d'encodage E respectivement couplés au récepteur R et à l'émetteur S pour la sélection de signaux codés reçus nu axis, vec inhibition éventuelle du temporisateur T. La Figure 2 illustre un exemple arbitraire d'emploi du système de coomu- nication objet de l'invention : Sur la tête d'un puits sous-marin 10 est ancrée par l'intermédiaire d'un orin 11 une bouée 12 portant une antenne 13 en relation par voie hertzienne avec un bâtiment de surface, ici un simple canot pneumatique 14, assurant la surveillance et la sécurité des opérations, et éventuellement avec une base à terre, un aéronef ou un satellite assurant la collecte des informations, la distribution d'ordres ou tout autre fonction de gestion. L'orin 11 porte un ou plusieurs dispositifs D1,D2 du type montré sur la Figure 1, dont le premier au moins est relié par fil à un appareil émetteur-ré- cepteur radio couplé à l'antenne 13, les autres étant échelonnés en profondeur selon la portée pratique d'un signal ultra-sonore SI dans les conditions locales. Dans le cas montré sur la Figure, le dispositif D2 échange de tels signaux ultrasonores 52,53 respectivement avec un dispositif D3 monté sur un engin sous-marin 15 et avec un dispositif D4 porté par un orin 16 tendu entre un corps-mort 17 et un flotteur submergé 18. Ce dernier dispositif échange des signaux ultra-sonores S4 avec un dispositif semblable D5 simplement posé sur le fond et qui lui-même échange des signaux S5 avec un dispositif D6 porté par un plongeur 19, qui en outre peut échanger des signaux S6 avec un dispositif D7 à la traîna du canot 14. Dans l'exemple décrit et illustré, il est bien évident qu'au plus les dispositifs D1,D3,D6 et D7 doivent être couplés à des moyens associés de génération et/ou restitution de 1 'information, les autres dispositifs agissant comme simples relais des signaux ultra-sonores. Il pourrait toutefois être intéressant dans certains cas d'adjoindre au système décrit et illustré des balises signalant des dangers ou bien des paliers de décompression. il est bien évident que l'invention pourrait facilement se prêter, au prix de modifications concevables de l'équipement et des procédures d'exploita, tion, à de nombreuses autres applications, telles que le contrôle du trafic aux approches d' un port ou la surveillance permanente du plateau continental. C'est dire d'une manière générale que l'invention n'est nullement limitée aux exemples de réalisation et d'emploi décrits et illustrés, mais au contraire comprend tous les moyens techniquement équivalents et toutes les applications possibles dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Procédé pour la transmission d'information en milieu aquatique, caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement - à l'émission, à rayonner à faible portée un signal ultra-sonore repre sen statif de l'information à transmettre, - et à la réception d'un tel signal, à assurer la restitution locale de l'information transmise et/ou la réémission d'un signal régénéré semblable au signal d'origine, pour permettre la propagation de l'information de proche en proche JUsqU'à une destination finale située hors de portée du signal initial. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé an ce les signaux précités se présentent sous la forme d'impulsions de faible durée par rapport à leur période de récurrence, et en ce que la réception est inhibée après chaque impulsion reçue pendant un intervalle au moins égal au temps de propagation à portée maximale, au cours duquel l'impulsion régénérée est réémise à l'issue d'un délai déterminé. 3. Dispositif pour la transmission d'information en milieu aquatique, caractérisé en ce qu'il comprend essentiellement et en combinaison - un poste émetteur rayonnent à faible portée un signal ultra-sonore représentatif de l'information à transmettre, - un poste récepteur situé hors de portée de l'émetteur et pourvu de moyens pour la restitution locale de l'information, - et au moins un poste répéteur, interposé entre l'émetteur et le réceptueur, et lui-même formé d' un récepteur et d' un émetteur couplés pour assurer à la réception de tout signal la réémission d' un signal régénéré semblable au signal d'origine, et donc permettre la propagation de l'information de proche en proche. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les postes précités sont formés de circuits émetteur et/ou récepteur de type impulsionnel. 5. Dispositif selon la revendication 3 ou la revendication 4, caractérisé en ce que les circuits récepteur et émetteur du poste répéteur sont couplés par l'intermédiaire d'un circuit temporisateur qui, après la réception d'un signal, inhibe le récepteur pendant un intervalle déterminé et déclenche l'émet4 teur au cours dudit intervalle. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que les différents postes précités sont constitués par des équipements semblables comprenant au moins un émetteur et un récepteur couplés éventuellement par l'intermédiaire d'un temporisateur, une source d'énergie auto nome pour leur alimentation, et éventuellement des moyens associés pour la génération et/ou la restitution locale de l'information. 7. Dispositif selon la révendication 6, caractérisé en ce que chaque équipement est enfermé dans une capsule étanche possédant une interface formée de transducteurs émetteur et récepteur, et éventuellement de connecteurs pour le raccordement d'organes extérieurs de génération et/ou restitution de l'information, de commande ou programmation, et d'alimentation ou réalimentation. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la capsule précitée présente une flottabilité légèrement positive. 9. Système pour la transmission d'information en milieu aquatique, caractérisé en ce qu'il met an oeuvre le procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2 et fait emploi de dispositifs selon l'une quelconque des revendications 3 à 8 posés sur le fond, immobilisés au sein de l'eau par un ancrage, portés par un plongeur ou engin mobile, et/ou montés sur une balise, une bouée ou un bâtiment de surface.