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Spécial “ Acoustique sous-marine ”
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Acoustique
&
Techniques n° 48
modems acoustiques présents sur le marché reposent sur des
modulations de fréquences et des traitements non cohérents
(Chirp, évasion de fréquence ou peigne de fréquence) dont
les débits restent cantonnés à quelques dizaines/centaines
de bits par seconde. L’arrivée des drones et les opérations de
surveillance vidéo ont incité depuis les industriels à s’intéresser
aux techniques de transmission plus efficaces et au traitement
cohérent. Des modems intégrant des modulations de phase
avec codage de canal sont désormais disponibles et permettent
d’afficher des débits de plusieurs dizaines de kbits/s.
Bien évidemment, ceci a eu pour conséquence de réduire
les portées usuelles de transmission (de l’ordre de quelques
kilomètres) en raison des fréquences porteuses utilisées plus
élevées (quelques dizaines de kHz).
Les exemples d’applications sont nombreux et leur champ ne
cesse de croître au fur et à mesure des progrès observés dans
les performances de transmission. Une approche sectorielle
consisterait à citer :
Les équipements à très cour te por tée pour les
communications entre plongeurs ;
Les liaisons de télécommande et télémesure des drones
sous-marins, thématique en plein essor actuellement ;
Les systèmes de communication entre un navire de surface
et un sous-marin en plongée ;
Les transmissions avec les stations autonomes de mesures
déployées sur le fond de la mer ;
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Les interfaces eau-air par la mise au point de bouées relais
permettant d’échanger avec les mobiles sous-marins des
informations provenant ou à destination de l’extérieur (plate
forme de surface, à terre).
In fine, pour les différentes applications pratiques et qualités
de services attendues, telle modulation peut paraître plus
appropriée que les autres ; par exemple :
Transmission sécurisée et robuste : FSK de type Chirp ou
Frequency Hopping (de 20 bits/s à quelques kbits/s)
Transmission longue distance : étalement de spectre par
séquence directe (20 bits/s)
Transmission haut-débit : modulation de phase PSK
(plusieurs dizaines de kbits/s)
Contexte réseau ou multi-utilisateurs : CDMA/DSSS
(20 bits/s)
L’état du marché des équipementiers en modems acoustiques
reflète bien cette tendance, à savoir la proposition
d’équipements multimodulations. Si le modem MATS [4] de
la société Sercel (ex-ORCA Instrumentation) a été le premier à
baser son fonctionnement sur ce concept, on citera également
le modem Proteus de la société anglaise QuinetiQ récemment
mis en œuvre ou le modem µ-modem de WHOI (Woods Hole
Oceanographic Institute) équipant les drones et sous-marins
de l’US Navy. De nouveaux acteurs sont récemment arrivés
sur ce marché en proposant également des équipements
comme LinkQuest ou EvoLogics témoignant de l’intérêt porté
à ce marché.
Perspectives
Les avancées observées ces dix dernières années sont bien
réelles. Lesannées90ont vu l’émergencedenouvelles techniques
de communication acoustique sous-marine généralement
issues du boom technologique observé dans les transmissions
hertziennes sans-fil. Les travaux actuels portent de plus en plus
sur l’intégration de nouvelles capacités de communication au sein
de systèmes plus complexes où cohabitent déjà de nombreux
équipements acoustiques. Cette capacité de communication aura
des impacts aussi bien sur la gestion du spectre acoustique que
sur le déroulement des opérations au regard des informations
récupérées auparavant en différé au retour de mission et
obtenues désormais en temps réel. Il est probable que les années
futures permettront d’intégrer le vecteur de communication sous-
marin, par le biais de l’acoustique, aux autres sphères et supports
d’échanges d’informations et de ce fait, rompre quelque peu
l’isolement du « Monde du Silence » comme l’avait nommé le
Commandant Cousteau…
Références bibliographiques
[1] X. Lurton, «An introduction to underwater acoustic- principles and
applications», Praxis publishing
[2] M. Stojanovic, J. Catipovic, J. Proakis, «Phase-coherent digital
communications for underwater acoustic channels», IEEE Journal of Oceanic
Engineering, vol.19, n° 1, January 1994.
[3] M. Stojanovic, «Recent advances in high-rate underwater acoustic
communication», IEEE J. Oceanic Eng., vol.21-1996
[4] G Ayela, M. Nicot and X Lurton, «New Innovative multimodulation acoustic
communication system», in Proc. Oceans94 (Brest – France), pp 292-295
[5] G. Lapierre, N. Beuzelin, J. Labat, J. Trubuil, A. Goalic, S. Saoudi, G. Ayela,
P. Coince, S. Coatelan, «1995-2005 : Ten years of active research on underwater
acoustic communications in Brest», Proc. OCEANS 2005, Brest
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Fig. 3 : Exemples de matériels de transmission
acoustique sous-marine
Les communications acoustiques sous-marines