Détection et contremesures sous-marines

mai 2002

Récemment, les nouvelles sur, d’une part, les essais et la proposition d’utilisation du sonar actif à basse fréquence (LFA) et, d’autre part, les dommages que peut subir la vie marine se sont focalisées sur les activités de la Marine des É.-U. et de l’OTAN. Quel rôle le Canada joue-t-il dans la recherche et le développement de systèmes sonars LFA et quelles mesures le Canada prend-il pour veiller à ce que nos activités soient respectueuses de l’environnement? Le présent article répond à ces questions et à d’autres encore. Nous examinerons la nécessité du sonar LFA, décrirons les aspects correspondants des travaux de recherche et développement (R & D) effectués par le Canada concernant le LFA et exposerons la façon dont nous gérons les risques que le système présente pour l’environnement.

La marine canadienne utilise-t-elle le sonar actif à basse fréquence?

Pour le moment, la Marine canadienne n’a pas à sa disposition un sonar LFA qui soit opérationnel ou sous essai. Toutefois, R & D pour la défense Canada (RDDC), l’agence de recherche et de développement (R & D) au sein du ministère de la Défense nationale, poursuit un projet visant à examiner et à démontrer cette technologie. Des composants de ce système font l’objet d’essais en mer qui durent quatre à cinq semaines et se répètent à des intervalles de plus ou moins six mois. Le système complet sera soumis à des essais aux environs de 2003 et le projet devrait se terminer en 2004. La Marine canadienne a besoin des renseignements obtenus de ces essais pour orienter l’acquisition de leurs sonars.

Pourquoi les sous-marins sont-ils considérés comme une menace?

Il est important pour toutes les marines d’être capables de manœuvrer secrètement, que les vaisseaux soient en surface ou en plongée. On considère les sous-marins comme étant particulièrement précieux parce qu’il est difficile de détecter leur présence. (Les satellites et les radars espions ont de la difficulté à regarder dans l’océan!). Pendant la guerre froide, l’objectif principal des marines était de traquer les sous-marins porte-missiles, souvent à propulsion nucléaire et appartenant aux autres marines. La guerre froide s’étant dégelée, la menace des sous-marins à propulsion nucléaire semble avoir diminué, et on s’intéresse moins maintenant à traquer des sous-marins dans les océans du monde entier. Toutefois, les marines de 46 pays – petits et grands – exploitent encore plus de 600 sous-marins d’attaque à propulsion diesel-électrique, chacun représentant une menace potentielle pour les navires commerciaux et les navires de guerre. On risque que des hostilités s’engagent, menaçant la paix régionale presque partout dans le monde et pratiquement à n’importe quel moment. Il est donc toujours nécessaire de repérer des sous-marins bien qu’à un degré moindre.
Pourquoi les marines ont-elles besoin d’améliorer continuellement leurs sonars?

La guerre anti-sous-marine ressemble au jeu du chat et de la souris. À mesure que le chat devient plus habile à repérer et à attraper la souris, celle-ci trouve de nouveaux moyens d’échapper à son ennemi. Un sous-marin à propulsion nucléaire est silencieux, mais son moteur fonctionnant sans arrêt le rend plus bruyant qu’un sous-marin diesel-électrique moderne. Ce dernier, alimenté par des piles, peut en effet tourner silencieusement ou même se poser sur un fond océanique peu profond pendant un moment sans faire pratiquement pas de bruit. Il est possible de recueillir des informations sur les sous-marins en écoutant sous l’eau en silence. C’est le principe du sonar « passif ». Toutefois, pour repérer un sous-marin suffisamment bien pour attaquer, il faut un sonar « actif » qui émet des signaux et écoute des échos. Mais, à mesure que les ingénieurs perfectionnent les sonars passifs et actifs pour détecter des de sous-marins, les constructeurs de sous-marins se débrouillent pour rendre leurs navires plus silencieux et les équiper de systèmes anti-échos.

Pourquoi les marines ont-elles besoin de sonars actifs à basse fréquence?

Comme on s’intéresse davantage aux sous-marins diesel-électrique naturellement silencieux au détriment de ceux à propulsion nucléaire, le jeu du chat et de la souris de la guerre sous-marine change, au profit de la souris. Les sous-marins diesel-électrique, plus petits, sont moins bruyants, et ils sont plus difficiles à détecter avec les sonars passifs et les sonars actifs conventionnels. Les chats ripostent en mettant au point des sonars actifs à basse fréquence (LFA) qui fonctionnent de la même manière que les autres sonars actifs, mais à des fréquences plus basses. Les basses fréquences sont absorbées moins rapidement, et il est beaucoup plus difficile à un sous-marin de réduire, à des fréquences basses, l’intensité de son écho. La portée des sonars actifs se trouve étendue par ces améliorations et dépasse les limites de certains sonars passifs dans la détection des sous-marins très silencieux. D’autre part, le fait que les armes lancées par sous-marin (torpilles et missiles) soient perfectionnées stimule le désir d’écarter au plus loin les sous-marins à affronter.

Quelle est la valeur de la « basse » fréquence des sonars LFA?

Quand on parle de sonars actifs, le terme « basse » s’applique à une vaste gamme de fréquences, puisqu’il existe plusieurs concepts de sonar LFA, variant selon l’application. Les sonars actifs conventionnels fonctionnent à une gamme allant de 3 000 à 30 000 Hz (ou cycles par seconde). Sur le clavier d’un piano, cette gamme serait représentée par les notes qui se trouvent à l’extrême droite et au-delà. Il n’y a pas de définition universelle pour les sonars actifs à « basse » fréquence, mais ils fonctionnent à une fréquence quelconque inférieure à 3 000 Hz, variant selon le fabricant. Ce serait, sur le clavier du piano, les « notes » qui se trouvent autour du milieu et vers la gauche. La grandeur des sources sonores et des baies de matériel électronique doit être inversement proportionnelle à la valeur de la basse fréquence. Les sonars LFA à la plus basse fréquence, les plus grands et les plus puissants, sont ceux qu’on propose pour la surveillance des bassins océaniques. Ces sonars exigent généralement des navires spécialement conçus que probablement seules les grandes puissances maritimes puissent se permettre.

Qu’est-ce qui distingue les sonars LFA?

Dans l’immédiat, un sonar LFA doit convenir aux navires existants. En outre, la « furtivité » d’un navire de guerre est considérée comme sa meilleure défense. Or, les impulsions émises par un sonar actif révèlent immédiatement sa présence, aussi n’utiliserait-on les sonars LFA qu’en cas de nécessité absolue. Pour cette raison, le système LFA que RDDC conçoit est un sonar tactique ayant une portée de détection supérieure à celle des sonars actifs courants mais très inférieure aux longues portées de détection des systèmes LFA que l’on envisage pour la surveillance des océans.

Qu’est-ce que le TIAPS?

Un sonar intégré actif et passif retient les avantages d’un sonar passif tout en offrant, au besoin, la possibilité de devenir actif. RDDC, l’agence de recherche et de développement au sein du ministère de la Défense nationale, est à étudier cette technologie dans le cadre du projet du sonar remorqué intégré actif et passif ou TIAPS (Towed Integrated Active-Passive Sonar).

Quelles sont les propriétés de la source sonore du LFA utilisé pour le TIAPS?

Le niveau de sortie de la source du TIAPS LFA ne dépasse pas celui des sonars actifs montés en coque qu’on utilise actuellement. La fréquence centrale varie – généralement entre deux octaves, environ au-dessus du do central. Les impulsions typiques des sonars comprennent un ton « pur » à hauteur constante et un ton « balayé » qui monte et baisse suivant une étroite gamme de fréquences. La source est remorquée par le navire, à une profondeur variable déterminée par les conditions et la profondeur de l’eau.

La source du LFA du TIAPS menace-t-elle la vie marine?

L’intérêt des médias a beaucoup été attiré par le danger potentiel que les sonars présentent à la vie marine, entre autres aux baleines. Récemment, les préoccupations se sont focalisées en grande partie sur les sonars actifs à basse fréquence de recherche de la Marine des É.-U. et sur les sources sonores utilisées pour le projet de la tomographie acoustique des océans (ATOC). On ne sait pas encore exactement comment les sons (faibles ou forts) peuvent nuire aux mammifères marins, mais il va de soi qu’une source sonore placée trop près de l’oreille de tout animal pourrait être nuisible. La zone dangereuse où les oreilles et d’autres tissus peuvent être endommagés se trouve près de la source. Son rayon augmente proportionnellement avec l’intensité du bruit émis par la source. À de faibles niveaux, le son peut ne pas nuire physiquement à une créature, mais il peut la surprendre ou camoufler ses communications sonores. Consciente du mal qu’on peut faire aux mammifères, RDDC effectue le projet TIAPS avec la diligence prescrite par la Loi canadienne sur l’évaluation environnementale.

Gestion des risques posés par le TIAPS à l’environnement

Au stade de la planification, on choisit les lieux d'essais de façon à minimiser la possibilité de contact avec les mammifères marins. Dans les cas où notre navire de recherche doit traverser un endroit reconnu vulnérable sur le plan écologique, nous interdisons les transmissions acoustiques.

Nous effectuons des veilles visuelles et tenons un registre des apparitions de mammifères.

Quand c'est possible, nous procédons à une veille acoustique en utilisant nos propres dispositifs d’écoute sous-marins. Cette veille acoustique nous permet également de détecter d'autres sources naturelles de bruits soudains comme les volcans sous-marins, les Tremblements de terre et même les icebergs.

Nous ne procédons pas aux essais si nous détectons des mammifères marins.

Lorsque nous commençons les essais, nous augmentons graduellement le niveau sonore du sonar sur une période de 30 minutes, ce qui permet à tous les mammifères de quitter l'endroit avant que les essais se fassent intégralement.

Nous consultons les principaux chercheurs qui participent à tous les essais afin de déterminer, pour chaque sonar, le niveau sonore nécessaire à chaque test : si un test peut être effectué à un niveau inférieur au niveau de sortie maximum, nous réduisons le niveau au minimum nécessaire.

Si nous détectons des mammifères marins entrant dans la zone, nous arrêtons la transmission.

TIAPS sera evalué à partir du navire de recherche VAFC Quest.

Comment les chercheurs gèrent-ils le risque écologique?

Notre approche de la gestion du risque écologique posé par le sonar LFA consiste à nous informer sur les problèmes, à élaborer des méthodes d’essai qui minimisent l’impact et à veiller à ce que ces méthodes soient suivies pendant les essais.

En essayant de mieux comprendre la vulnérabilité des mammifères marins, les scientifiques de RDDC collaborent avec des unités de recherche des universités, du gouvernement et du secteur privé des États-Unis, du Royaume-Uni, de l’Italie et de l’Australie. Ils contribuent à certains aspects de la recherche sur la détection acoustique et la localisation des mammifères marins.

Conclusion

Les sous-marins représentent toujours une menace potentielle pour toutes les marines du monde et, jusqu’à présent, le sonar en est la meilleure contremesure. RDDC poursuit un projet de R & D visant à étudier un nouveau concept prometteur de sonar actif et passif, incluant une capacité tactique active à basse fréquence. RDDC se rend compte que l’utilisation de sonars est susceptible de nuire à la vie sous-marine, et elle est consciente des préoccupations du public à ce sujet. En assumant sa responsabilité envers la Marine, elle reconnaît la double tâche qu’elle doit accomplir : minimiser l’impact environnemental et appliquer la diligence nécessaire.

Pour plus d’information :

R & D pour la défense Canada – Atlantique
9, rue Grove
B.P. 1012
Dartmouth, N.-É. B2Y 3Z7

www.atlantic.drdc-rddc.gc.ca

R & D pour la défense Canada
est l’autorité nationale chargée de diriger les activités
scientifiques et technologiques (S & T)
relatives à l’avancement et au maintien
des capacités de défense du Canada.

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