Sonar

Sonar

Le sonar (acronyme de Sound Navigation and Ranging) est une méthode de localisation des objets par réflexion des ondes sonores. Certains animaux, dont le dauphin (voir DAUPHIN ET MARSOUIN) et la CHAUVE-SOURIS, l'emploient naturellement pour repérer nourriture et obstacles. Le sonar est mis au point en France, pendant la Première Guerre mondiale, par Constantin Chilowski et Paul Langevin, avec la collaboration du Canadien R.W. BOYLE. Il devait alors servir de méthode pratique de détection des obstacles immergés (icebergs, sous-marins) et de mesure de la profondeur des eaux. Au cours de la Deuxième Guerre mondiale, la Marine royale canadienne, chargée d'escorter des convois et de lutter contre les sous-marins, fait appel aux océanographes canadiens pour évaluer la stratification des eaux et étudier la propagation des sons en milieu marin. De concert avec G.S. Field, attaché au CONSEIL NATIONAL DE RECHERCHES DU CANADA, J.P. TULLY et W.M. CAMERON travaillent à perfectionner le dispositif de détection des sous-marins. Par la suite, le sonar est amélioré et trouve des applications dans les domaines scientifique, militaire et civil. Comme les techniques de sonar peuvent aider à localiser et à tracer le schéma des transformations survenues dans le milieu où voyagent les ondes sonores, elles permettent de déterminer les variations dans la structure sédimentaire des sols immergés, grâce à une méthode appelée réflexion sismique, et de dresser ainsi la carte des fonds marins. Les sédiments du fond de la mer absorbent très rapidement les hautes fréquences normalement émises par sonar, de sorte que les premières expériences de réflexion sismique consistent à provoquer des explosions répétées afin d'obtenir des sons de basse fréquence (voir ARPENTAGE).

Exploration sismique des profondeurs

En exploration sismique en mer, la source sonore et le récepteur sont normalement remorqués à une faible profondeur par un navire hydrographique.

Au Canada, on a mis au point 2 dispositifs de sismographie en profondeur qui assurent la haute résolution nécessaire à la cartographie des sédiments sous-marins non consolidés. Dans les 2 cas, la source sonore et les hydrophones récepteurs sont montés sur un bâti hydrodynamique en forme de poisson, lequel est remorqué par un navire hydrographique à des profondeurs de 200 à 600 m et à des vitesses de 6 à 8 noeuds (les appareils émetteur et récepteur sont parfois eux-mêmes placés à la remorque du « poisson »). L'appareil de la Nova Scotia Research Foundation Corporation consiste en un submersible à ailerons en V, long de 1,2 m, qui est tracté en profondeur et agit comme plateforme stabilisante pour la source sonore et le récepteur qui y sont logés. Mis au point à Toronto par Huntec (70) Ltd. dans le cadre du Government/Industry Seabed Project (1975-1980), le Deep Tow Seismic System utilise un habitacle hydrodynamique qui abrite l'appareillage d'alimentation et les transducteurs. Le projet réunit les scientifiques et les ingénieurs capables de créer la technologie qui permettrait de quantifier la réponse acoustique des sédiments marins et d'adapter les techniques d'exploration sismique à la cartographie des sédiments de surface de la plateforme continentale canadienne.

On a récemment tenté, au Canada, d'améliorer la qualité de l'image ou du contenu informatif du signal obtenu par réflexion en recourant à des techniques de reconnaissance des schémas types, techniques d'abord mises au point dans le traitement des photographies obtenues par satellite ou par véhicule spatial : appareils émetteurs et récepteurs multi-fréquences afin d'améliorer la redondance du signal et l'identification de la cible; balayage à large bande ou sources paramétriques pour améliorer le rayon du faisceau et la résolution; processeurs numériques à haute vitesse permettant la formation du faisceau et le traitement de l'image en temps réel. Toutes ces techniques mène à de nouveaux développements qui facilitent la détection des mines et des sous-marins, la recherche des bancs de poissons, de même que la cartographie des grands fonds et la description des propriétés des sédiments.