Brevet FR3003113A1 — publié le 20140912

Système de génération de sons dans l'eau La présente invention concerne un système de génération de sons dans l'eau comme par exemple dans la mer. De tels systèmes trouvent de nombreuses applications comme par exemple en tant que bruiteurs, brouilleurs, leurres ou encore balises et peuvent par exemple être lancés à partir d'une plate-forme navale ou aérienne telle qu'une plate-forme de surface ou sous-marine ou un hélicoptère ou un avion. Ce type de sources sonores peut être utilisé pour assurer par exemple une protection de la plate-forme contre des armes telles que des torpilles par exemple. Bien entendu d'autres applications peuvent être envisagées. Différents modes de réalisation possibles de ce type de systèmes de génération ont été développés dans l'état de la technique. Cependant ceux-ci présentent un certain nombre d'inconvénients notamment au niveau du rapport encombrement/puissance de ces systèmes. Le but de l'invention est donc de résoudre ces problèmes. A cet effet l'invention a pour objet un système de génération de sons dans l'eau, de type comportant des moyens électroniques de génération de signaux de pilotage de moyens formant transducteur électroacoustique de génération des sons, caractérisé en ce que les moyens formant transducteur électroacoustique se présentent sous la forme de deux demi-sphères collées l'une sur l'autre et entre lesquelles sont logés au moins en partie les moyens de génération des signaux de pilotage des moyens formant transducteur. Selon d'autres caractéristiques du système de génération selon l'invention, prise(s) seule(s) ou en combinaison : - une couche de matériau d'enrobage est placée autour de ces moyens formant transducteur, et - la couche de matériau d'enrobage est formée de résine chargée. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 représente de façon schématique un exemple de réalisation d'un système de génération de sons de l'état de la technique, - la figure 2 représente de façon schématique un exemple de réalisation d'un système de génération de sons selon l'invention, et - la figure 3 illustre l'intégration d'un tel système dans une enveloppe en matériau d'enrobage. Comme cela est illustré sur la figure 1, dans l'état de la technique, un système de génération de sons dans l'eau, comme ceux évoqués précédemment à propos des applications telles qu'envisagées, comporte un certain nombre de moyens électroniques de génération de signaux électriques désignés par la référence générale 1 sur cette figure 1. En fait ces signaux électriques sont des signaux de pilotage ou de commande de moyens formant transducteur électroacoustique de génération de sons dans l'eau, ces moyens formant transducteur étant désignés par la référence générale 2 sur cette figure 1. Les moyens électroniques de génération des signaux de pilotage comportent de façon classique un certain nombre de composants d'alimentation, d'adaptation d'impédance, d'amplification, etc... qui sont donc destinés à générer un signal de commande à appliquer aux moyens formant transducteur électroacoustique pour générer un signal sonore correspondant dans l'environnement autour du système et en particulier dans l'eau comme dans la mer. Il va de soi bien entendu que la forme et les caractéristiques du signal électrique de pilotage des moyens formant transducteur électroacoustique, peuvent être contrôlées pour tenir compte des transformations de signaux par les différents organes entrant dans la constitution du système selon l'invention. Comme cela est illustré sur la figure 1, dans les systèmes de l'état de la technique, les moyens électroniques de génération des signaux de pilotage des moyens formant transducteur électroacoustique sont placés à l'extérieur de celui-ci. En particulier, ces moyens peuvent comporter des moyens d'amplification désignés par la référence générale 3 et des moyens d'adaptation d'impédance désignés par la référence générale 4, placés à l'extérieur des moyens formant transducteur électroacoustique. Ces différents moyens de génération sont en effet placés à l'extérieur des moyens formant transducteur électroacoustique, ceux-ci étant désignés par la référence générale 2 comme indiqué précédemment et comportant par exemple deux demi-sphères respectivement 5 et 6, collées l'une contre l'autre au niveau d'un plan de joint désigné par la référence générale 7. Dans le système de génération de sons selon l'invention, tel qu'illustré sur la figure 2, dans laquelle on reconnait des éléments identiques ou analogues à ceux décrits en regard de la figure 1 et qui portent les mêmes numéros de références, au moins une partie des moyens électroniques de génération des signaux de pilotage des moyens formant transducteur électroacoustique, est logée dans ces moyens formant transducteur électroacoustique et plus particulièrement entre les deux demi-sphères 5 et 6 de ces moyens. C'est ainsi par exemple que les moyens d'adaptation 4 peuvent être logés entre les deux demi-sphères 5 et 6 de ces moyens formant transducteur. Les moyens d'amplification peuvent quant à eux être toujours prévus à l'extérieur de ceux-ci. Bien entendu d'autres modes de réalisation peuvent être envisagés. Comme cela est illustré sur la figure 3, cet ensemble de moyens et donc les moyens formant transducteur électroacoustique désignés par la référence générale 2 sur cette figure, peuvent alors être recouverts d'une couche de matériau d'enrobage désignée par la référence générale 8. On conçoit qu'un tel système présente un certain nombre d'avantages au niveau du rapport encombrement/poids/puissance, etc... En effet l'intégration d'une partie des moyens électroniques entre les demi-sphères des moyens formant transducteur électroacoustique permet de gagner de la place, ce qui permet par exemple soit d'augmenter les performances du système soit d'en stocker un plus grand nombre par exemple à bord de la plate-forme, etc... Ceci permet également par exemple de réduire l'encombrement des systèmes associés tels que par exemple les lanceurs correspondants. Dans le système de génération selon l'invention trois axes de développement ont donc été proposés. Le premier axe consiste en une réduction de volume de la fonction électronique embarquée dans le système. Les transducteurs d'émission de puissance utilisés dans les sources sonores pour ce type d'applications, sont en effet généralement alimentés par des convertisseurs statiques continu-alternatif. Ces convertisseurs statiques utilisent alors des composants actifs de commutation tels que par exemple des transistors et des composants passifs tels que par exemple des inductances ou encore des transformateurs et sont pilotés par des signaux de commande à bas niveau. Les composants passifs qui réalisent l'adaptation d'impédance du transducteur à l'amplificateur occupent alors un encombrement non négligeable car ils sont dimensionnés en fonction du signal théorique que l'on souhaite générer. Dans le système selon l'invention, il est possible d'optimiser la synthèse du signal à générer sous l'eau, en conservant sans dégradation, les caractéristiques d'amplitude et de fréquence du signal et en réduisant les contraintes que la génération de ces signaux va imposer aux composants d'adaptation. Le développement proposé consiste en une amélioration de la compacité de l'intégration physique. Ainsi les transducteurs d'émission couramment utilisés dans ce type d'applications sont des transducteurs sphériques creux réalisés en céramique piézo-électrique par assemblage de deux demi-sphères. Ils sont alors associés à des composants passifs tels que les transformateurs, inductance ou condensateurs, réalisant une adaptation d'impédance à la partie électronique d'amplification. L'intégration d'au moins une partie de ces différents composants entre les deux demi-sphères des moyens formant transducteur, permet de réduire le volume du contenant en modifiant le schéma d'intégration des fonctions électroniques. Le troisième axe consiste en une amélioration des échanges thermiques et en particulier du transfert thermique, entre le système et son environnement c'est-à-dire par exemple l'eau de mer. Dans le système selon l'invention, les transferts thermiques par conduction entre le système et son environnement sont fortement améliorés par rapport à ce qui était obtenu dans l'état de la technique. Les signaux de commande peuvent également être optimisés en prenant en compte, dans l'étape de génération de ceux-ci, les contraintes des convertisseurs de puissance magnétique, électrique ou thermique par des modèles comportementaux simples. Ces modèles sont alors intégrés par exemple par un logiciel de génération des signaux de commande et permettent d'optimiser ceux-ci, dans le sens de la réduction des contraintes dans les composants ou dans le sens de la réduction des volumes des principaux composants passifs permettant ainsi leur intégration à l'intérieur des parties formant transducteur. Par exemple en prenant en compte le comportement magnétique du matériau dès l'étape de synthèse des signaux, le volume d'un transformateur peut être réduit, pour les applications envisagées du système selon l'invention, sans dégradation nuisible du signal sonore engendré. Le comportement magnétique est alors modélisé par la prise en compte des cycles d'hystérésis et des courbes d'aimantation du matériau magnétique utilisé. Le volume des composants de la fonction électronique ayant été réduit en travaillant comme indiqué ci-dessus sur la synthèse du signal à générer, il est alors possible de loger tout ou partie desdits composants (inductances, transformateurs, etc...) à l'intérieur de la cavité du système, c'est-à-dire entre les deux demi-sphères du transducteur électroacoustique sphérique. Cette partie est alors logée entre ces deux demi-sphères avant le collage de celles-ci l'une sur l'autre. Le matériau d'enrobage peut quant à lui comporter des mélanges de résines de type polyuréthane chargée en alumine ou en carbone. Celles-ci peuvent être chargées à un taux intéressant du point de vue de la conduction thermique, ces matériaux conservant tout de même les propriétés nécessaires au type d'applications envisagées en matière d'incompressibilité, de transparence, d'élasticité, de coulabilité, etc... Bien entendu d'autres modes de réalisation encore peuvent être envisagés. REVENDICATIONS1.- Système de génération de sons dans l'eau, de type comportant des moyens électroniques (1) de génération de signaux de pilotage de moyens (2) formant transducteur électroacoustique de génération des sons, caractérisé en ce que les moyens formant transducteur électroacoustique (2) se présentent sous la forme de deux demi-sphères (5, 7) collées l'une sur l'autre (en 7) et entre lesquelles sont logés au moins en partie les moyens (4) de génération des signaux de pilotage des moyens formant transducteur. 2.- Système de génération de sons dans l'eau selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une couche de matériau d'enrobage (8) est placée autour de ces moyens formant transducteur (2). 3.- Système de génération de sons dans l'eau selon la revendication 2, caractérisé en ce que la couche de matériau d'enrobage (8) est formée de résine chargée.15