Communication avec les sous-marins

Un hydrophone.

Le son se propage très bien dans l'eau si bien qu'avec un haut-parleur sous-marin et un hydrophone on peut envisager des communications d'une bonne portée. Ce mode de transmission s'intitule l'acoustique sous-marine[1] (qui concerne aussi bien la détection que la transmission). Dans les zones souvent fréquentées par leurs sous-marins, la Marine américaine (US Navy) et la Marine russe ont installé au fond de la mer des équipements d'écoute et de transmission sonique reliés par un câble sous-marin à leurs stations terrestres respectives (système Sound Surveillance System pour les États-Unis). Il est envisagé qu'à proximité d'un de ces dispositifs, un sous-marin puisse communiquer et rester en contact avec sa base[2].

Les ondes radio aux très basses fréquences (VLF) — entre 3 et 30 kHz — sont capables de pénétrer l'eau de mer sur une épaisseur d'une vingtaine de mètres. Ainsi, un sous-marin en plongée peu profonde peut communiquer en utilisant ces fréquences. Dans le cas de plongée profonde, le navire peut utiliser une bouée munie d'une antenne qui sera déployée un peu en dessous de la surface. Cette bouée peut être suffisamment petite pour ne pas être détectée par un radar ou un sonar.

Les ondes électromagnétiques dans la bande des « Extrêmement basses fréquences » (ELF) peuvent traverser les océans et atteindre les sous-marins où qu'ils se trouvent (on peut aussi consulter à ce propos l'article sur les « Super basses fréquences » (SLF)). Construire un émetteur sur ces fréquences est une véritable gageure en raison des longueurs d'onde extraordinairement longues mises en œuvre. Le système de l'US Navy appelé « Seafarer » émettait sur 76 hertz, et son équivalent russe appelé « Zeus », sur 82 hertz. Cette dernière fréquence correspond à une longueur d'onde de 3 658,5 kilomètres, supérieure au demi-rayon terrestre[3]. Il est par conséquent évident qu'on ne peut pas utiliser dans ce cas le dipôle demi-onde classique.

1982 — Vue aérienne du centre « ELF » (en réalité SLF) de Clam Lake dans le Wisconsin.

Pour contourner la difficulté, il a fallu trouver un lieu avec une très faible conductivité électrique du sol (c'est-à-dire le contraire de ce que l'on recherche habituellement en radioélectricité), enterrer deux énormes électrodes, puis les alimenter à partir d'une station située à leur centre. Pour ce qui est de Zeus situé non loin de Mourmansk, l'espacement est de 60 km. Cette valeur n'est pas critique, on aurait pu en choisir d'autres. Comme la conductivité du sol est faible, l'énergie entre les deux électrodes va pénétrer profondément à l'intérieur de la Terre et utiliser ainsi une grande partie du globe terrestre comme antenne. Le rendement de l'antenne est très mauvais ; pour l'alimenter il a fallu construire un émetteur de puissance spécial. Bien que la puissance émise par l'antenne soit très faible, de l'ordre de quelques watts, le signal peut être reçu potentiellement partout sur la planète ; une station en Antarctique a pu détecter la mise en service de Zeus, le système de la Marine russe.

En raison de l'immense complexité technique que représente la construction d'un émetteur ELF, seules l'US–Navy américaine et la Marine russe se sont lancées dans cette aventure. Jusqu'à son démantèlement à la fin du mois de septembre 2004 le « Seafarer » américain était constitué de deux antennes situées, l'une dans le Wisconsin depuis 1977 et l'autre dans le Michigan depuis 1980. Avant 1977, on utilisait le système « Sanguine » situé dans le bouclier canadien au Wisconsin. L'antenne russe du système Zeus est installée dans la péninsule de Kola près de Mourmansk. Le système Zeus a été signalé à l'Ouest au début des années 1990.
La Royal Navy britannique avait également envisagé de construire un émetteur dans la forêt de Glengarry en Écosse, mais le projet a été abandonné.

Un sous-marin en surface peut utiliser les moyens de communication hertzienne classiques. Les sous-marins peuvent utiliser les réseaux HF, VHF et UHF en radiotéléphonie ou en radiotélétype. Lorsqu'ils sont disponibles, ils utiliseront préférentiellement les systèmes de communication par satellite car les communications classiques pourraient trahir leur présence, et même leur position par radiogoniométrie.

• (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Communication with submarines » (voir la liste des auteurs).