Introduction à la détection sous-marine passive

Depuis la Seconde Guerre mondiale, les sonars passifs jouent un rôle clef dans la lutte sous-marine car ils permettent la détection de cibles tout en restant discrets et économes en énergie. Par ailleurs, les contraintes d’emplois des sonars actifs sont de plus en plus fortes : protection de la faune, coordination des émissions lors des opérations conjointes avec d’autres marines. Même si les budgets alloués à la détection sous-marine (DSM) passive ont décru depuis la fin de la guerre froide, ce secteur d’activité a gardé un certain dynamisme car les menaces sont certes moins nombreuses mais de plus en plus silencieuses, donc de plus en plus difficiles à détecter.

Nous présentons ici les notions de bases relatives à la DSM passive, domaine qui touche à des disciplines très diversifiées allant de l’hydrodynamique au traitement du signal en passant bien évidemment par l’acoustique. Le but de cet article n’est donc pas de faire du lecteur un ingénieur sonariste aguerri mais de lui permettre d’acquérir les éléments de base permettant d’accéder aux nombreux mais volumineux ouvrages traitant de la DSM passive. La présentation des notions élémentaires de la DSM se fait ici en suivant le cheminement du signal rayonné par les bruiteurs (navires, cargos, sous-marins, faune sous-marine, plates-formes offshores, etc.). Ce signal source se propage ensuite dans l’eau pour être reçu par des antennes puis traité et présenté à l’opérateur. Nous avons retenu cet ordre car il correspond à l’écriture habituelle des termes de l’équation sonar en passif. Nous ne traitons pas ici des fonctions plus en aval comme le pistage, l’identification/classification ou la localisation par télémétrie ou trajectographie passive. Nous nous sommes donc limités au niveau de ce que l’on nomme la primo-détection, c’est-à-dire la décision binaire de présence ou non d’une source (unique) dans une direction donnée.

Afin que le lecteur ait d’emblée une idée de l’utilisation pratique des sonars passifs, nous débutons par la description de trois exemples réels de détection passive en mer. Le premier exemple est relatif au sonar d’un cuirassé de la Seconde Guerre mondiale, le Prinz Eugen . Le deuxième date de la guerre froide et porte sur un réseau sous-marin surveillant le passage entre le Groenland, l’Islande et le nord du Royaume-Uni. Le troisième est plus récent : il concerne la détection des balises de détresse des boîtes noires des avions perdus au fond des océans. Pour ces trois situations, des portées de détections sont accessibles dans la littérature ouverte, ce qui, dans ce domaine ô combien secret, est relativement rare. Le jeu va être de savoir si ces portées sont réalistes et si oui, dans quelles conditions. La résolution de ces exemples applicatifs de l’équation...