Brevet FR2870354A1 — publié le 20051118

La présente invention concerne des systèmes de détection sous-marins pouvant être utilisés dans des systèmes d'armes capables d'intercepter une torpille venant dans le sens inverse. Le système d'arme comprend une arme sous-marine, et un bâtiment apparenté ou plate-forme, le système comportant un moyen de guidage incorporant un laser, émettant de préférence de la lumière dans les bandes spectrales du bleu/vert. La lumière laser sous-marine se diffuse rapidement et devient incohérente; cela limite la distance à laquelle une cible peut être détectée à quelques centaines de mètres selon la puissance de sortie du laser, mais si l'on suppose que l'arme peut avoir une telle portée, un système de guidage par laser du type comportant un moyen de projection et un moyen de détection de la lumière peuvent alors être utilisés pour détecter la réflexion sur une cible. Plusieurs avantages de première importance découlent d'un tel système de guidage par laser: 1. Comme la vitesse de la lumière est d'environ 2.108 m/s dans l'eau, le temps entre la projection sur la cible et la réflexion (délai de propagation) est insignifiant, et la vitesse à laquelle la donnée peut être acquise n'est limitée que par la fréquence des impulsions laser. 2. Comme le délai de propagation est de l'ordre des nanosecondes ou des microsecondes, même une arme au roulis libre ne se déplacera pas de façon significative lors de cette période. Il n'y a aucune exigence en matière de contrôle de la position lors du roulis de l'arme et l'arme est donc simplifiée. 3. Un détecteur d'imagerie peut être utilisé 35 pour améliorer la résistance aux contremesures et à la caractérisation des cibles. 4. Le système sera probablement relativement peu affecté par le bruit induit 2 2870354 hydrodynamiquement et peut permettre un fonctionnement à vitesse relativement élevée. Selon la présente invention, on propose un système de détection sousmarin comportant un véhicule sous-marin guidé, un bâtiment apparenté (soit un bâtiment de surface soit un sous-marin) ou plate-forme, et un moyen de détection d'objets sous-marins, le moyen de détection comportant un moyen de génération de lumière laser, un moyen pour diriger la lumière ainsi produite vers un objet sous-marin et un moyen de détecteur pour recevoir la réflexion due à l'objet sous-marin, au moins des parties du moyen générateur de lumière laser étant portées par le bâtiment apparenté ou plate-forme, et au moins le moyen de direction et le moyen de détection étant supportés par le véhicule sous-marin, les parties du moyen de génération de lumière laser portées par le bâtiment apparenté ou plate-forme étant connectées fonctionnellement au moyen de direction et aux parties du moyen générateur de lumière laser supportées par le véhicule sous-marin par un moyen de câble à fibre optique. Grâce à cet agencement, toute pièce bon marché, volumineuse ou grande consommatrice d'énergie du moyen générateur de lumière laser peut être montée dans le bâtiment apparenté, d'où la réduction des dimensions et du coût du remplacement du véhicule sous-marin. En général, le laser qui pourrait être utilisé dans le moyen générateur de lumière est un laser yag-Nd doublé en fréquence (532 nm), un laser au bromure de mercure (502 nm) ou un laser XeCl décalé Raman (500 nm). Avantageusement, dans le cas du laser Yag au néodyme, qui présente une longueur d'onde de base de 1,06 m, s'il est porté par le bâtiment apparenté, peut avoir un cristal de doublement de la fréquence monté dans le véhicule sous-marin. Cela permet à la lumière transmise par la fibre optique de se trouver à l'intérieur,ou à proximité, de la bande aux pertes les plus faibles des fibres optiques courantes se produisant à la longueur d'onde du proche infrarouge. 3 2870354 Dans le cas du laser XeCl décalé Raman, on peut choisir le matériau de la fibre optique de façon qu'il agisse en convertisseur Raman pour le laser. Dans un autre mode de réalisation, on suggère que, par exemple dans le cas du laser yag au néodyme, le cristal yag, (c'est-à-dire la tige laser) et le cristal de doublement de la fréquence soient supportés par le véhicule sous-marin, alors que l'éclairage pulsé absorbant la haute puissance qu'on utilise pour stimuler le cristal yag en résonance, est porté par le véhicule apparenté, et les impulsions sont transmises au cristal via la fibre optique. On décrit, à titre d'exemple, un mode de réalisation de la présente invention dans son application à un système d'armes sous-marines antitorpille, en liaison avec le dessin d'accompagnement qui est une représentation schématique du système. Un véhicule sous-marin, dans le cas présent, une arme, est représenté en 10. Il comprend un corps généralement cylindrique avec une fenêtre transparente II dans le nez, à l'arrière de laquelle se trouvent un projecteur optique 12 et un système d'imagerie 13. Le choix du guidage permet à l'arme de fonctionner sans contrôle du roulis; il ne faut par conséquent que des ailettes fixes de stabilisation 14 ainsi qu'un seul moteur-fusée 15 à tuyère pour la puissance de propulsion. La commande directionnelle s'effectue par la propre commande du vecteur de poussée, par exemple par pivotement de la tuyère du moteur 15. Le véhicule sous-marin 10 est associé à un bâtiment apparenté ou plateforme 16 dont le contour est représenté simplement par des tirets à titre d'information. Un câble 17 à fibre optique s'étend entre le véhicule 10 et le bâtiment 16, chacun comportant de préférence un rouleau de dévidage 18, 19, respectivement, à partir duquel le câble 17 se déroule alors que le véhicule 10 s'éloigne du bâtiment 16 L'équipement générateur de lumière laser est monté dans le bâtiment 16. Il est relié, via un coupleur 4 2870354 optique, et le câble 17 à fibre optique, au projecteur optique 12, qui peut être constitué simplement de la face polie de l'extrémité du câble optique 17, celle-ci étant placée de manière appropriée dans la zone du nez du véhicule 10. Le câble optique 17 s'étend suivant l'axe du véhicule 10 et se termine juste en arrière du champ lumineux 11 dans la face polie de l'extrémité qui forme un projecteur optique 12. En utilisation, le générateur de lumière laser se trouvant dans le bâtiment apparenté 16 fournit une série d'impulsions de lumière intense, cohérente, via le câble optique 17 au projecteur 12, et de là à un objet, par exemple, une torpille que l'on veut intercepter. Toute variation de la rétrodiffusion provoquée par la présence d'une torpille est détectée par le système d'imagerie 13 qui comporte une lentille, un intensificateur déclenché, et un ensemble électronique qui décripte l'image reçue et transmet les signaux de correction du guidage à un système (non représenté) de commande du vecteur de poussée. Ces éléments sont commodément montés suivant le même axe que le câble 17 à fibre optique. Pour procéder au balayage de la zone-cible dans un ou plusieurs plans, une cale optique oscillante est 25 placée dans le trajet optique entre la lentille et le champ lumineux. Le mode de réalisation qu'on vient de décrire envisage que tout l'équipement associé au générateur 20 de la lumière laser soit monté dans le bâtiment apparenté 16. Cependant, comme on l'a décrit ci-dessus, il est avantageux dans certaines circonstances d'enlever du bâtiment 16 une partie de cet équipement (par exemple, les cristaux de doublage de la fréquence, ou les cristaux YAG) pour les placer dans le véhicule sous-marin 10, par exemple au droit de la référence 2Oa de la figure. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle 2870354 est au contraire susceptible de modifications et de variantes qui apparaîtront à l'homme de l"art. 6 2870354 REVENDICATIONS 1 - Dispositif de détection sous-marin comportant un véhicule sous-marin guidé (10), un bâtiment apparenté (16) (soit un bâtiment de surface soit un bâtiment sous-marin) ou plate-forme, et un moyen de détection pour détecter des objets sous-marins, le moyen de détection comprenant un moyen (20) générateur de lumière laser, un moyen (12) pour diriger la lumière ainsi produite vers un objet sous-marin et un moyen de détecteur (13) pour recevoir la réflexion sur l'objet sous-marin, au moins certains parties du moyen générateur de lumière laser étant montées sur le bâtiment apparenté ou plate-forme et au moins le moyen de direction et le moyen de détecteur étant portés par le véhicule sous-marin, les parties du moyen générateur de lumière laser montées sur le bâtiment apparenté ou plate-forme étant connectées fonctionnellement au moyen de direction et aux parties du moyen générateur de lumière laser portées par le véhicule sous-marin par un moyen de câble à fibre optique (17).