Brevet FR2934376A1 — publié le 20100129

SONAR TREMPE "CLIP ON" La présente invention concerne le domaine général de la lutte anti sous-marine. Elle concerne plus particulièrement le domaine des sonars aéroportés dits "sonars trempés" mis en oeuvre depuis un hélicoptère. Dans le cadre d'activités de lutte-sous marine, pour pouvoir détecter des sous-marins en immersion dans une zone donnée, on a généralement recours à l'utilisation de sonars, en particulier de sonars actifs. Dans ce contexte, le déploiement de sonars à partir de plateformes aériennes, avions ou hélicoptères, s'avère particulièrement efficace car de telles plateformes présentent une grande mobilité par rapport aux sous-marins. Ainsi les avions de patrouille maritime déploient des bouées acoustiques, composées de capteurs et parfois d'émetteurs acoustiques et d'un système VHF agissant comme un relais de communication vers l'aéronef. L'énergie électrique nécessaire au fonctionnement de la bouée est par ailleurs généralement fournie par des piles installées dans la bouée. Les signaux VHF émis par la bouée sont reçus par un jeu d'antennes placées sur l'aéronef et traités à bord par un ordinateur de traitement du signal. Alternativement ils peuvent être retransmis à une autre plateforme ou un centre à terre et traité à destination. De manière analogue de telles bouées peuvent également être déployées depuis un hélicoptère. Cependant, du fait de leur capacité de vol stationnaire, les hélicoptères peuvent être également utilisés pour mettre en oeuvre des émetteurs et récepteurs sonars reliés par un câble à leur plateforme, autrement dit à l'hélicoptère. On parle alors de "Sonars trempés". La mise à l'eau depuis la plateforme, le contrôle en immersion ainsi que la récupération à bord de ces � sonars trempés � sont effectués au moyen d'un treuil situé à l'intérieur de l'hélicoptère. En plus d'une fonction de déploiement et de récupération du sonar, le câble du treuil véhicule généralement les signaux sonar ainsi que l'énergie électrique nécessaire à l'émission acoustique. Ceci impose des contraintes particulières sur le diamètre et la flexibilité du câble et donc sur la dimension du treuil, dont le tambour doit être dimensionné pour tenir compte en particulier du rayon de courbure minimal pouvant être pris par le câble. Dans de tels systèmes, les données acoustiques reçues sont, quant à elles, généralement traitées à bord de l'hélicoptère qui doit donc être capable de loger les moyens de traitement appropriés. La discrétion acoustique accrue des sous-marins modernes a nécessité une évolution des techniques de détection employées vers des bouées actives ou des sonars trempés de forte puissance fonctionnant à basse fréquence. Cette évolution se traduit par une élévation des coûts d'exploitation. En ce qui concerne les nouvelles bouées basse fréquence, celle-ci sont significativement plus coûteuses que les modèles haute fréquence alors que, comme ces dernières, elles ne sont pas récupérables. En ce qui concerne les nouveaux sonars trempés basse fréquence, ceux-ci induisent de par leur masse, leurs dimensions et leur consommation des contraintes d'intégration. Les hélicoptères utilisés doivent être suffisamment grands et puissants pour emporter la charge correspondante ainsi que des moyens de treuillage adaptés à la charge et au diamètre des câbles, ce qui augmentent de manière significative le coût des installations à monter sur ces derniers. Par suite le transport d'un sonar trempé de ce type dans un hélicoptère léger équipé de moyens de treuillage standard s'avère impossible. De plus, la mise en oeuvre d'un tel sonar ne peut se faire que depuis un hélicoptère sur lequel des aménagements importants ont été réalisés, en particulier la mise en place d'un treuil adapté. Un but de l'invention est de proposer une solution permettant de mettre en oeuvre des moyens de détection sonar puissants, en particulier basse fréquence, à partir d'un hélicoptère de taille et de puissance relativement faibles, au moyen d'un treuil standard du type de ceux équipant les hélicoptères d'intervention en mer, un treuil externe monté sur la carlingue de l'hélicoptère par exemple. A cet effet l'invention a pour objet un système sonar déployable depuis un hélicoptère équipé d'un treuil à usage général, qui comporte: - un élément submersible comportant lui-même: - des moyens d'émission / réception acoustique formant un sonar actif; - des moyens de transmission radioélectriques; - des moyens autonomes d'alimentation en énergie électrique; - une antenne radio reliée aux moyens de transmission radioélectriques de l'élément submersible; - des moyens de transmission radioélectriques positionnés à bord de l'hélicoptère; l'élément submersible étant configuré pour être accroché au câble du treuil équipant l'hélicoptère ainsi que pour être mis à l'eau et récupérés au moyen de ce treuil. Dans une forme de réalisation préférée du système selon l'invention, les moyens de transmission radioélectriques de l'élément submersible et de l'hélicoptère ainsi que l'antenne radio reliée aux moyens de transmission radioélectriques de l'élément submersible sont des moyens VHF. Dans une autre forme de réalisation préférée du système selon l'invention, les moyens de transmission radioélectriques de l'élément submersible et de l'hélicoptère ainsi que l'antenne radio reliée aux moyens de transmission radioélectriques de l'élément submersible sont des moyens hyperfréquence fonctionnant selon la norme Wi-Fi. Dans une autre forme de réalisation préférée, le système selon l'invention, comporte également un flotteur sur lequel est placée l'antenne associée aux moyens de transmission radioélectriques de l'élément submersible. Le flotteur est configuré pour se détacher de l'élément submersible et pour se déployer à la surface de l'eau lorsque l'élément submersible entre en contacte avec le milieu aquatique. L'antenne est reliée aux moyens de transmission radioélectriques de l'élément submersible au moyen d'un câble de liaison. Selon une variante de cette forme de réalisation, le flotteur sur lequel est placée l'antenne est configuré pour se détacher de l'élément submersible lorsque celui-ci est remonté à bord de l'hélicoptère. Selon une autre variante de cette forme de réalisation, l'élément 35 submersible comporte en outre des moyens pour enrouler le câble de liaison à l'intérieur de l'élément submersible. Le flotteur est configuré pour s'accoupler à l'élément submersible lorsque l'élément submersible est remonté à bord de l'hélicoptère, le câble de liaison étant alors enroulé à l'intérieur de l'élément submersible. Dans une autre forme de réalisation préférée, le système selon l'invention comporte également un flotteur annulaire portant l'antenne radio, monté de manière concentrique sur le câble du treuil et comportant des moyens pour établir une liaison par influence magnétique entre l'antenne radio et les moyens de transmission radioélectriques; Dans une autre forme de réalisation préférée du système selon l'invention, le câble de traction du treuil étant un câble conducteur entouré d'une gaine isolante, l'antenne radio est constituée par ce câble. Selon une variante de cette forme de réalisation, le câble de traction du treuil est un câble conducteur multibrins comportant des brins entourés d'une gaine isolante et l'antenne radio est constituée par ces brins. 20 Le système selon l'invention peut avantageusement être mis en oeuvre à partir d'un hélicoptère relativement léger, pourvu d'un équipement de levage standard, un treuil situé à l'extérieur de la carlingue notamment. Contrairement aux bouées larguées, Il présente l'avantage d'être en grande partie, sinon totalement, récupérable. Il présente enfin l'avantage de ne 25 nécessiter pour sa mise en place aucune modification structurelle de l'hélicoptère, ni en matière de mécanique ni, dans la mesure où la communication entre ses différents éléments est réalisée par liaison radio, en matière de câblage. C'est pourquoi il peut être qualifié de sonar trempé "clip on". 30 Les caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux appréciés grâce à la description qui suit, description qui expose l'invention au travers de modes de réalisation particuliers pris comme exemples non limitatifs et qui s'appuie sur les figures annexées qui représentent: 35 - la figure 1, l'illustration schématique d'un premier mode de réalisation du système selon l'invention; - la figure 2, l'illustration schématique d'un deuxième mode de réalisation du système selon l'invention; - la figure 3, l'illustration schématique d'un troisième mode de réalisation du système selon l'invention; - la figure 4, l'illustration schématique d'un quatrième mode de réalisation du système selon l'invention; On s'intéresse dans un premier temps à la figure 1 qui permet de présenter les caractéristiques génériques du système selon l'invention. De manière générale, le système selon l'invention consiste principalement en un émetteur-récepteur sonar 12 autonome associé à une source d'alimentation électrique autonome 13 et à des moyens de communication 14. L'ensemble est intégré à un élément submersible 11 destiné à être immergé à une profondeur donnée. La source d'alimentation électrique 13, est ici une source d'alimentation autonome, des batteries d'accumulateurs, ou des piles électriques par exemple. Cette source est configurée de façon à produire une énergie électrique suffisante pour alimenter l'émetteur-récepteur sonar 12, en particulier les projecteurs acoustiques utilisés pour réaliser l'émission des signaux sonar. Elle est également configurée pour alimenter les moyens de communication 14 permettant de transmettre les signaux relatifs aux échos sonars reçus aux équipements chargés du traitement des ces échos, situés à bord de l'hélicoptère 111. A cette fin, le système sonar selon l'invention comporte également des moyens de communication, non représentés sur la figure, placés dans l'hélicoptère. Selon l'invention les moyens de communication utilisés sont ici des moyens de communication radio. Ils sont configurés, notamment en termes de puissance, de façon à assurer la communication entre l'élément submersible et l'hélicoptère quelle que soit la distance qui les sépare. Selon l'invention également, l'élément submersible 11 est configuré pour pouvoir être accroché au câble 18 d'un treuil 19 standard pouvant équiper, de manière classique, un hélicoptère. De la sorte, l'hélicoptère 111 étant positionné à une altitude donnée, la profondeur d'immersion de l'élément 11 peut être ajustée de manière simple en contrôlant la longueur de câble débobinée. Le treuil 19 est par exemple monté sur un portique fixé sur la paroi extérieure de l'hélicoptère 111, à la manière de ceux équipant les hélicoptères d'intervention et de sauvetage en mer, utilisés pour débarquer des objets ou des individus ou les amener à bord. De par sa structure propre, en particulier de par le fait qu'une source d'énergie électrique autonome 13 est intégrée à l'élément submersible 11 le système sonar selon l'invention peut avantageusement être mis en place sur un hélicoptère non spécifiquement conçu pour cela. En particulier, dans la mesure où l'énergie électrique nécessaire à son fonctionnement n'est pas fournie par l'hélicoptère le câble de traction utilisé pour mettre à l'eau et récupérer le système sonar selon l'invention est un câble classique, en acier par exemple dont le diamètre et le poids permettent son enroulement sur le treuil de manutention pouvant équiper d'origine l'hélicoptère. En outre, de par l'assemblage des différents éléments au sein d'un élément submersible unique arrimé au câble de traction du treuil, le système sonar selon l'invention constitue, contrairement par exemple aux bouées sonar larguées, un équipement indéfiniment réutilisable. L'installation d'un système sonar selon l'invention à bord d'un hélicoptère se résume ainsi avantageusement à l'arrimage de l'élément submersible au câble du treuil et à la mise en place des équipements d'exploitation à bord de l'hélicoptère, équipements dont l'installation ne nécessite généralement que la fourniture de l'alimentation électrique, les communications entre l'élément immergé et les équipements à bord étant prise en charge par liaison radioélectrique. L'installation est donc susceptible d'être réalisée de manière rapide et simple. II n'est ainsi avantageusement pas nécessaire de procéder à des adaptations mécaniques ni de procéder à des modifications du système électronique ou du câblage de bord, opérations coûteuses par ailleurs. Le système sonar selon l'invention tout en conservant les caractéristiques de structure générales décrites précédemment peut être réalisé de différentes façons.35 Parmi toutes les variantes de réalisation envisageable, celle illustrée schématiquement par la figure 1 représente une manière simple de réaliser l'invention. Cette variante est celle qui dérive le plus directement du principe de la bouée sonar couramment utilisée en lutte anti sous-marine. Dans cette variante de réalisation, les moyens de communication 14 sont constitué par un émetteur-récepteur radio placé dans l'élément submersible 11, et associé à une antenne radio 15 montée sur un flotteur 16 qui la maintient émergée. L'antenne est reliée à l'émetteur-récepteur radio 14 par un câble de liaison 17. Les moyens de communication radio placés dans l'hélicoptère sont symbolisés par l'antenne 112 sur la figure. Selon l'invention, le flotteur 16 est Initialement solidaire de l'élément submersible 11. II peut par exemple être positionné de manière amovible dans un logement ménagé dans l'élément submersible 11 et maintenu par des moyens configurés de façon à ce que le flotteur 16 se sépare automatiquement du corps submersible 11 lorsque ce dernier descend sous la surface. Le câble de liaison 17 est par ailleurs d'une longueur suffisante pour que le corps submersible 11 n'entraine pas le flotteur 16 (et donc l'antenne 15) sous la surface pendant sa descente à la profondeur désirée. Dans cette variante simple de réalisation, il n'est pas prévu de moyens permettant de rassembler l'élément submersible 11 et le flotteur 16 en fin d'utilisation du système sonar selon l'invention. Par suite, comme l'illustre l'encadré 1-a, seule la récupération de l'élément submersible est prévue et les moyens de raccordement du câble de liaison radioélectrique 17 sur l'élément submersible sont configurés pour rendre possible, de manière manuelle ou automatique, la séparation du flotteur 16 et du corps submersible 11 lors de la remontée à bord de l'élément submersible. En fonction de la façon dont ils sont séparés de l'élément submersible, l'antenne 15 et le flotteur 16 sont alors soit abandonnés sur place avec le câble de liaison radioélectrique 17, soit stockés séparément à bord en vue d'un reconditionnement ultérieur. La figure 2 illustre de manière schématique une deuxième variante de réalisation du système sonar selon l'invention, dérivée de la variante de la figure 1. Selon cette variante de réalisation, l'élément submersible 11 comporte un petit treuil électrique 21 sur lequel est bobiné le câble de liaison radioélectrique 17 reliant l'émetteur-récepteur radio 14 à l'antenne 15. Par suite la mise en oeuvre du système sonar selon l'invention peut être effectuée comme suit. - Lors de la mise à l'eau du système, le treuil 21 est en position débrayé et il laisse filer librement le câble de liaison radioélectrique 17 ainsi que le flotteur 16 supportant l'antenne 15, sitôt que l'élément submersible s'enfonce sous la surface. - Inversement, lors de la récupération du système, le treuil 21 est mis en service et rembobine le câble de liaison radioélectrique 17 à mesure que l'élément submersible 11 remonte en surface. Par suite, le flotteur 16 tiré vers l'élément submersible 11 par le rembobinage du câble 17 vient finalement se loger dans l'emplacement prévu à cet effet à la surface de celui-ci, comme l'illustre l'encadré 2-a. L'ensemble compact constitué l'élément submersible11, le câble de liaison radioélectrique 17 enroulé sur le treuil 21 et le flotteur 16 positionné dans son logement, peut ensuite être remonté à bord de l'hélicoptère. Cette deuxième variante de réalisation présente par rapport à la première l'inconvénient de conduire à la réalisation d'un élément submersible de taille un peu plus importante du fait qu'il doit intégrer le petit treuil électrique 21. En revanche, grâce à cet équipement additionnel, la récupération intégrale du système est possible de sorte que le système sonar peut être avantageusement mis en oeuvre et récupéré plusieurs fois de suite sans nécessiter un quelconque reconditionnement. La figure 3 illustre de manière schématique une troisième variante de réalisation du système sonar selon l'invention. Selon cette variante, la liaison entre les moyens de communication 14 et l'antenne radio 15 est réalisée par induction magnétique. Dans cette variante le flotteur est par exemple un flotteur en anneau 31 enfilé sur le câble du treuil 18, portant des moyens (non représentés) pour convertir l'onde magnétique en onde radio ainsi que l'antenne radio 15. Cette variante de réalisation permet avantageusement de s'affranchir 35 de toute liaison filaire entre l'élément submersible 11 et le flotteur 31, liaison filaire dont la longueur doit s'adapter à la profondeur d'immersion de l'élément submersible. Elle permet également de simplifier la mise à l'eau du système sonar ainsi que sa récupération dans la mesure où, le flotteur entourant le câble 18 du treuil 19, la remontée du flotteur 31 est entrainée automatiquement par celle de l'élément submersible 11 sur lequel le flotteur vient reposer sitôt que celui-ci émerge de l'eau. Ainsi, lors de la mise à l'eau du système sonar selon l'invention, le flotteur 31 suit dans sa descente l'élément submersible 11 sur lequel il repose jusqu'à ce que celui-ci pénètre sous la surface puis flotte autour du câble 18. Inversement, comme l'illustre l'encadré 3-a, lors de la récupération du système la remontée due l'élément submersible 11 entraine automatiquement celle du flotteur 31. Les trois variantes de réalisation décrites précédemment présentent toutes l'avantage commun de n'imposer aucune contrainte particulière au câble de traction 18 du treuil 19. par suite ces variantes peuvent être très facilement installées sur un hélicoptère standard léger, d'un poids inférieur à cinq tonnes par exemple, non spécifiquement construit à cet effet et pourvu par exemple d'un treuil extérieur. La masse d'un tel système reste faible, de l'ordre de quelques dizaines de kg, de sorte que le diamètre du câble de traction 18 nécessaire, un câble en acier par exemple, reste faible et que ce câble peut parfaitement être enroulé sur le tambour d'un treuil extérieur 19 standard pour un hélicoptère de petit ou moyen gabarit. En contrepartie, ces trois variantes nécessitent la mise en oeuvre de moyens permettant de réaliser une liaison entre l'émetteur-récepteur 14 situé dans l'élément submersible 11, à une profondeur donnée, à l'antenne 15 assurant la communication radio entre la partie du système mise à l'eau et les éléments du système installés à bord de l'hélicoptère. Cette antenne doit quant à elle être située en surface, ce qui implique l'utilisation d'un flotteur 16 ou 31 pour maintenir cette antenne en position émergée, le groupe antenne-flotteur et l'élément submersible11 constituant deux entités distinctes non solidaires. Il est à noter que selon l'application considérée les communications radio entre l'élément submersible 11 et les équipements du système placés à bord de l'hélicoptèrel 11 peuvent par exemple être réalisées au moyen d'une liaison VHF classique, ou bien par une liaison numérique hyperfréquence selon la norme Wi-Fi. La figure 4 présente l'illustration schématique d'une quatrième variante de réalisation du système sonar selon l'invention, variante de réalisation qui permet de s'affranchir des inconvénients de manutention engendrés par l'utilisation d'une antenne radio distante, placée sur un flotteur. Dans cette variante, le câble 18 du treuil 19 sert lui-même d'antenne de communication radioélectrique avec l'intérieur du cockpit de l'hélicoptère. A cet effet le câblel8 n'est pas un simple câble de traction quelconque, mais de préférence un câble conducteur revêtu d'une gaine isolante. Alternativement ce peut être un câble multibrins comportant un ou plusieurs brins en matériau conducteur enrobés d'une gaine isolante. Le câble de traction 18 ou du moins les brins conducteurs sont alors pourvus d'éléments de connectique permettant de les raccorder aux moyens de communication radio 14 logés dans l'élément submersible 11. Contrairement aux variantes de réalisation exposées précédemment l'installation d'une telle variante de solution sur un hélicoptère équipé d'un treuil avec un câble de traction standard implique la substitution de ce câble par un câble appropriée. Cependant cette variante de réalisation a pour principal avantage de s'affranchir des contraintes liées à la mise en oeuvre et à l'utilisation d'une antenne séparée de l'élément submersible 11, montée sur un flotteur. Comme on peut ainsi le constater au travers de la description qui précède, le système sonar selon l'invention présente l'avantage de permettre l'équipement d'hélicoptère léger pourvu de moyens de levage standard d'être équipé d'un système sonar facile à installer et réutilisable. Pour de tels hélicoptères, par ailleurs capables de réaliser des vols stationnaires, Il constitue ainsi une alternative nouvelle et techniquement performante et avantageusement économique aux systèmes existants, systèmes principalement constitués par des bouées largables à usage unique ou par des systèmes sonars alimentés depuis le porteur qui nécessitent l'utilisation d'un câble de gros diamètre servant à la fois de câble de traction, d'alimentation et de communication et a la mise en place d'un treuil conséquent, ainsi que la mise en place d'un réseau de connexions électriques. REVENDICATIONS1. Système sonar déployable depuis un hélicoptère équipé d'un treuil (19) à usage général, caractérisé en ce qu'il comporte: - un élément submersible (11) comportant lui-même: - des moyens d'émission / réception acoustique (12) formant un sonar actif; - des moyens de transmission radioélectriques (14); - des moyens autonomes d'alimentation en énergie électrique (13); - une antenne radio (15) reliée aux moyens de transmission radioélectriques (14) de l'élément submersible (11); - des moyens de transmission radioélectriques positionnés à bord de l'hélicoptère; l'élément submersible (11) étant configuré pour être accroché au câble (18) du treuil (19) équipant l'hélicoptère (111) ainsi que pour être mis à l'eau et récupérés au moyen de ce treuil. 2. Système sonar déployable selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de transmission radioélectriques (14) de l'élément submersible (11) et de l'hélicoptère (111) ainsi que l'antenne radio (15) reliée aux moyens de transmission radioélectriques (14) de l'élément submersible (11) sont des moyens VHF. 3. Système sonar déployable selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de transmission radioélectriques (14) de l'élément submersible (11) et de l'hélicoptère (111) ainsi que l'antenne radio (15) reliée aux moyens de transmission radioélectriques (14) de l'élément submersible (11) sont des moyens hyperfréquence fonctionnant selon la norme Wi-Fi. 4. Système sonar déployable selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte également un flotteur (16) sur lequel est placée l'antenne (15) associée aux moyens de transmission radioélectriques (14) de l'élément submersible (11), le flotteur (16)étant configuré pour se détacher de l'élément submersible (11) et pour se déployer à la surface de l'eau lorsque l'élément submersible (11) entre en contacte avec le milieu aquatique, l'antenne (15) étant reliée aux moyens de transmission radioélectriques (14) de l'élément submersible (11) au moyen d'un câble de liaison (17). 5. Système sonar déployable selon la revendication 4, caractérisé en ce que le flotteur (16) sur lequel est placée l'antenne (15) est configuré pour se détacher de l'élément submersible (11) lorsque celui-ci est remonté à bord de l'hélicoptère (111). 6. Système sonar déployable selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'élément submersible (11) comporte en outre des moyens (21) pour enrouler le câble de liaison (17) à l'intérieur de l'élément submersible (11), le flotteur (16) étant configuré pour s'accoupler à l'élément submersible (11) lorsque l'élément submersible est remonté à bord de l'hélicoptère(111), le câble de liaison (17) étant alors enroulé à l'intérieur de l'élément submersible (11). 7. Système sonar déployable selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte également un flotteur annulaire (31) portant l'antenne radio (15), monté de manière concentrique sur le câble (18) du treuil (19) et comportant des moyens pour établir une liaison par influence magnétique entre l'antenne radio (15) et les moyens de transmission radioélectriques (14); 8. Système sonar déployable selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le câble (18) de traction du treuil (19) étant un câble conducteur entouré d'une gaine isolante, l'antenne radio est constituée par ce câble. 9. Système sonar déployable selon la revendication 8, caractérisé en ce que le câble (18) de traction du treuil (19) étant un câble conducteur multibrins comportant des brins entourés d'une gaine isolante, l'antenne radio est constituée par ces brins.