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Acoustique et défense
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Les grands axes de recherche en acoustique sous-marine de défense
- la modélisation stochastique ou aléatoire de la propa-
gation acoustique (cf. Figure 7), et la quantification des
effets des fluctuations de l’environnement marin sur les
traitements sonar spatiaux et temporels. Ce thème est
très important pour la définition des futures antennes
et traitements sonar, et pour la maîtrise de leurs perfor-
mances.
- la validation de la modélisation en environnement réel,
sur des zones de référence ou des observatoires acous-
tiques.
- la validation de la modélisation en environnement maîtrisé,
en cuve acoustique permettant des expérimentations à
échelle réduite (cf. Figure 8). Cette voie, qui permet de
collecter des signaux acoustiques calibrés, mesurés avec
une grande précision dans un environnement maîtrisé
dont toutes les caractéristiques de l’état de surface, de
la colonne d’eau et du fond sont connues, permet : (i)
d’évaluer finement certaines hypothèses de physique et
de traitement du signal à la base de la construction de
modèles acoustiques, et (ii) de comprendre certains méca-
nismes physiques dont l’identification serait très difficile
voire impossible en environnement marin réel.
Fig. 8 : Cuve acoustique du Laboratoire de Mécanique et
d’Acoustique (LMA), CNRS Marseille : a) vue générale
de la cuve, b) instrumentation sur rails motorisés
Améliorer les performances en détection, localisation
et classification
Le précédent paragraphe s’attachait à décrire les besoins
techniques et les thématiques scientifiques liés à la
maîtrise des performances des systèmes sonar. Il est
clair que la maîtrise atteignable est liée à la maîtrise de
l’état de l’art scientifique et technique actuel du domaine.
Une ambition affichée de l’acoustique sous-marine de
Défense, en lien avec les nouveaux besoins opération-
nels, est d’être un des moteurs de l’évolution de cet état
de l’art scientifique et technique. L’objectif visé est de
développer les modèles et les traitements permettant
d’améliorer les performances des systèmes sonar actifs
et passifs, aussi bien les performances en détection qu’en
localisation et en classification. L’enjeu majeur de cette
thématique est la préparation de l’avenir des systèmes
de lutte sous-marine.
Les grands besoins techniques prioritaires actuels sont
principalement liés à l’adaptation des systèmes sonar à
l’évolution présente et future des menaces sur les théâ-
tres d’opérations. Que ce soit en sonar actif ou en sonar
passif, la tendance forte est la détection de niveaux faibles,
nécessitant le développement et la mise en œuvre d’an-
tennes sonar à fort gain. Dans ce contexte, les besoins
techniques prioritaires sont :
- le gain sur le bruit,
- la réduction de la dégradation du signal.
Les thématiques scientifiques d’intérêt Défense que l’on
peut identifier, permettant d’apporter des réponses à ces
besoins techniques, sont :
- pour le gain sur le bruit : (i) l’utilisation de la cohérence
spatiale du bruit ambiant, et (ii) toute méthode permet-
tant la discrimination des bruiteurs en surface par rapport
à des bruiteurs immergés. Un gain substantiel en perfor-
mance des traitements peut être atteignable en considérant
conjointement les processus de détection, de localisation
et de classification, par rapport aux méthodes classiques
qui réalisent ces trois étapes de manière séquentielle.
Fig. 7 : Propagation aléatoire : illustration des déformations des fronts d’onde acoustique en milieu fluctuant (par exemple en
présence d’ondes internes) : a) dans le plan vertical longitudinal distance-immersion, b) dans le plan vertical transverse
