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Capacité hydro-océanographique future (CHOF)


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  • 4 months later...

Je poste ici le drone de surface de chez IxBlue qui permet de relevé bathymétrique automatisé, mais aussi la géolocalisation sous marine - une sorte de GPS pour objet sous marin -.

https://www.plaisance-pratique.com/le-drone-DriX-retenu-par-la-NOAA

 

Quote

Le drone maritime Drix/ixblue permettra à la NOAA américaine de contrôler et de déterminer la position de ses cartes de façon extrêmement précise, de l’ordre de 10 centimètres. Une référence de taille et un nouveau succès commercial pour le drone de surface développé par la société française iXblue, notamment pour des missions hydrographiques et de positionnements d’objets sous-marins. Produit par le chantier du groupe à La Ciotat, le DriX a en effet été retenu par l’Ocean Exploration Collaboration Initiative (OECI), consortium scientifique américain regroupant la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), l’institution océanographique Woods Hole et plusieurs universités (Rhode Island, Southern Mississippi et New Hampshire), auxquelles s’ajoute le groupement Ocean exploration Trust.

Drone et navire accompagnateur

Le drone français réalisera essentiellement des missions de bathymétrie grâce à ses sondeurs embarqués, ainsi que le suivi, la communication et le positionnement d’engins sous-marins.

Une plateforme stable et silencieuse pour améliorer la collecte de données

Une gondole qui sert de quille Sonar, sondeur multifaisceaux, sondeur de sédiments, échosondeur, USBL (pointeur d’objets sous-marins)… les senseurs sont placés, à l’image de ce qui se pratique avec les navires hydro-océanographiques, dans une gondole, structure immergée éloignée de la coque afin là aussi d’améliorer l’efficacité des capteurs en limitant les perturbations provenant de la plateforme. Non seulement le bruit rayonné par la motorisation, mais aussi les bulles générées par la pénétration de l’étrave dans les vagues et qui s’écoulent le long de la carène. L’une des ingéniosités de DriX réside dans le fait que cette gondole, située à plus de 2 mètres sous la ligne de flottaison, sert également de quille à l’engin, ce lest contribuant largement à sa stabilité

Un mât haut de 2.5 mètres, parallèlement, un mât surmonte la coque et accueille tous les équipements liés à la veille nautique, l’anticollision et les communications : feux de navigation, Lidar, caméras TV et infrarouge, système d’identification automatique des navires (AIS), GPS, antennes radio, transmission de données par protocole Wifi et possibilité d’intégrer une communication satellite. Le mât abrite également la prise d’air pour le moteur et dispose de projecteurs.

Propulsion diesel et batteries : équipé d’un moteur diesel, le DriX peut atteindre la vitesse de 14 nœuds et peut si besoin faire de l’acquisition de données à une allure très élevée (au-delà de 10 nœuds). Avec son réservoir de 250 litres de carburant, le drone offre une autonomie de 6 à 7 jours à la vitesse de 7 nœuds, et 10 jours à 4 nœuds. Le moteur de 37.5 cv entraine pour la propulsion une ligne d’arbres avec hélice classique. S’y ajoutent un ou deux alternateurs attelés, permettant de recharger des batteries alimentant en électricité les senseurs embarqués.

Missions : Hydrographie et positionnement acoustique d’objets sous-marins Le drone d’iXblue remplit deux missions principales.

Des missions hydrographiques permettant de caractériser le fond marin, sa topographie, la composition du sous-sol ou encore la présence d’obstacles, comme des épaves. Mais l’engin s’est également révélé très précieux en matière de positionnement acoustique.

Il peut, ainsi, effectuer le suivi d’objets ou engins sous-marins, drones (AUV) et robots télé-opérés (ROV). « Le système de DriX communique avec la balise de positionnement sous-marin de ces engins, ce qui permet de déterminer leur position extrêmement précisément, de l’ordre de 10 centimètres ». Mais cette capacité permet aussi, depuis la surface, de piloter avec la meilleure précision des engins engagés sous l’eau dans des opérations très délicates, par exemple la pose d’une tête de puits sur un champ pétrolier sous-marin.

Applications militaires Lancé sur le marché civil, où il rencontre donc un succès croissant, DriX est également proposé pour des applications militaires, où iXblue ne souhaite pas se lancer seul mais a plutôt pour ambition d’apporter des solutions en coopération avec des « intégrateurs » du secteur naval de défense. Grâce à ses performances, son autonomie et sa discrétion, DriX se prête a priori très bien à l’évaluation rapide et furtive d’une zone en vue d’une opération amphibie. Il pourrait également être employé dans le domaine de la guerre des mines ou encore de la lutte anti-sous-marine, sans oublier la reconnaissance de zones littorales sinistrées suite à une catastrophe naturelle.

drix-datasheet-2.jpg

d2_7.jpg

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La géolocalisation sous-marine était déjà possible mais moins agile : on mouille 3 "pingers" (a minima) sur des positions GPS, recalibrées une fois le triangle formé (ça dérive toujours un peu en plongeant), et la triangulation des ondes acoustiques permet la localisation précise d'un ROV (ou de plongeurs, ou autres), donc d'une épave ou d'une tête de puit, sur un plan qu'il faut retranscrire ensuite en latitudes / longitudes.

A la fin du chantier une commande (acoustique toujours) permet de percuter une cartouche qui gonfle une bouée et permet au pinger de remonter en surface, et il n'y a plus qu'à aller à la pêche...

Le pointeur USBL couplé au GPS permet une bien plus grande fauchée et un travail dynamique bien plus rapide et efficace.

En statique en revanche ça reste discutable : avec une batterie performante un pinger reste bien plus autonome qu'un drone, et un ROV a un ombilical qui est parfois un problème (il peut s'enrouler, se coincer, etc.), mais qui lui permet aussi une autonomie quasiment sans limite.

A la limite c'est l'IA embarquée sur un drone qui peut faire la différence : en fonction de sa performance, le pilote de ROV sera plébiscité ou chômeur, mais c'est notre lot à tous :rolleyes:

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8 minutes ago, Beachcomber said:

La géolocalisation sous-marine était déjà possible mais moins agile : on mouille 3 "pingers" (a minima) sur des positions GPS, recalibrées une fois le triangle formé (ça dérive toujours un peu en plongeant), et la triangulation des ondes acoustiques permet la localisation précise d'un ROV (ou de plongeurs, ou autres), donc d'une épave ou d'une tête de puit, sur un plan qu'il faut retranscrire ensuite en latitudes / longitudes.

A la fin du chantier une commande (acoustique toujours) permet de percuter une cartouche qui gonfle une bouée et permet au pinger de remonter en surface, et il n'y a plus qu'à aller à la pêche...

Le pointeur USBL couplé au GPS permet une bien plus grande fauchée et un travail dynamique bien plus rapide et efficace.

En statique en revanche ça reste discutable : avec une batterie performante un pinger reste bien plus autonome qu'un drone, et un ROV a un ombilical qui est parfois un problème (il peut s'enrouler, se coincer, etc.), mais qui lui permet aussi une autonomie quasiment sans limite.

A la limite c'est l'IA embarquée sur un drone qui peut faire la différence : en fonction de sa performance, le pilote de ROV sera plébiscité ou chômeur, mais c'est notre lot à tous :rolleyes:

Le problème des balises fixent c'est que leur placement n'est pas forcément optimal pour toute les positions de l'objet sous marin à localiser, sauf à en poser plein ... ou assez éloignée ... mais on perd en précision souvent.

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il y a 1 minute, g4lly a dit :

Le problème des balises fixent c'est que leur placement n'est pas forcément optimal pour toute les positions de l'objet sous marin à localiser, sauf à en poser plein ... ou assez éloignée ... mais on perd en précision souvent

Tout à fait. Je n'ai pas encore pratiqué la solution USBL, mais je suppose que par grands fonds on aura les mêmes soucis de précision. 

En tous cas ces technologies donnent plusieurs solutions à des problèmes divers.


Le drone, s'il est convenablement programmé (et/ou connecté), peut apporter une plus-value opérationnelle dans le sens où sa mise en œuvre semble plus "simple" puisqu'elle se réduit à une mise à l'eau et à une récupération, sans besoin de techniciens ou autres spécialistes en nombre à bord.

Pour une application militaire ça me parait être un avantage (en plus d'éloigner l'humain du danger).

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  • 1 month later...

Source Marine nationale 

 Le service hydrographique et océanographique de la Marine (SHOM)

Placé sous la tutelle du ministère des Armées, le SHOM est l’héritier du premier service hydrographique officiel au monde, créé par Louis XV en 1720. Une de ses missions principales est la description de l’environnement physique du marin et en prévoir l’évolution. Pour cela il officie dans trois grands domaines :

L’hydrographie nationale : au service de la navigation de surface, dans les eaux sous juridiction française ou placées sous la responsabilité cartographique de la France. Il doit garantir la qualité et la disponibilité de l’information décrivant l’environnement physique maritime, côtier et océanique.

Le soutien de la défense : apporter son expertise à la direction générale de l'Armement dans les domaines hydro-océanographiques et partager ses capacités de soutien opérationnel des forces.

Le soutien aux politiques publiques de la mer et du littoral : valoriser ses données patrimoniales et son expertise auprès des pouvoirs publics et de tous les acteurs de la mer et du littoral, en collaboration avec les principaux organismes de recherche français.

Pour couvrir une zone nationale de responsabilité de 10,2 millions de km² auxquels s'ajoutent 730 000 km² d'extension du plateau continental, la Marine nationale met à disposition du SHOM une flotte hydro-océanographique composée de cinq bâtiments.

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60 millions de budget annuel

Pour cela, le Shom peut compter sur un budget annuel de près de 60 millions d’euros, et sur quatre navires spécialisés mis à sa disposition par la Marine nationale : le Bâtiment hydrographique et océanographique (BHO) ?Beautemps-Beaupré, les bâtiments hydrographiques (BH) ?Lapérouse, Borda et Laplace. Sans oublier le navire océanographique ?Pourquoi Pas ?, partagé avec l’Ifremer.

Il faut bien cela pour améliorer en permanence la connaissance des 10,8 millions de km² d’espaces maritimes de la France, deuxième empire maritime mondial.

La France, mais pas seulement : le service hydrographique national assure aussi la cartographie marine du détroit de Bab el-Mandeb et de quinze pays : Bénin, Cameroun, Comores, Congo, Côte d’Ivoire, Djibouti, Gabon, Guinée, Liban, Madagascar, Mauritanie, Monaco, Maroc, Sénégal et Togo.

À Brest, il investit actuellement 6,6 millions d’euros dans la construction d’un nouveau siège plus fonctionnel, et en rade, les essais du DriX d’iXblue ont déjà commencé avec , comme objectif, d’équiper les navires du Shom de drones hydrographiques sous-marins et de surface, d’ici à 2026.

 

 Brest (Finistère), la construction du nouveau bâtiment du service hydrographique et océanographique de la Marine (Shom) doit être livré en 2023.

Conçu par l’Atelier Raum architectes, de Nantes (Loire-Atlantique), il est prévu pour accueillir 208 personnes, soit un peu plus de la moitié des effectifs brestois du Shom.

Le bâtiment se présente « sous la forme d’un anneau de deux niveaux surélevé, avec un noyau central partagé favorisant les collaborations entre services ».

Vue artiste du futur bâtiment du Shom à Brest , sous la forme d’un double anneau.© SHOM

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Les locaux des anciens batiments ne sont plus adaptés aux évolutions, notamment numériques.

De plus, il est vétuste et la présence d’amiante y est avérée. En raison de nombreuses cloisons, il a été considéré comme « très peu adapté au travail collaboratif réunissant des équipes recomposables ». Comme souvent dans ce type de dossier, l’option d’une rénovation a été jugée trop onéreuse pour être retenue.

La facture de cette construction est évaluée à 6,6 millions d’euros pour une surface utile de 4 200 m2. Les appels d’offres ont été passés en mars 2020 

Capacité hydro-océanographique future (CHOF)

Ce programme, en cours de préparation, vise à remplacer les bâtiments hydrographiques Lapérouse, Borda et Laplace, mis en service en 1988 et 1989, et qui doivent être désarmés entre 2025 et 2027. CHOF est considéré comme stratégique car, au-delà de l’entretien de la cartographie marine,  les missions de ces bâtiments sont essentielles pour les activités sous-marines et la surveillance des fonds marins.

Deux nouveaux bâtiments (BH NG) vont être construits avec, parallèlement, le développement de nouvelles capacités basées sur l’emploi de moyens robotisés et de capteurs de nouvelle génération, comme un gravimètre à atomes froids permettant d'effectuer des mesures précises de la pesanteur absolue. La phase préparatoire de CHOF s’étend jusqu’à la fin 2022 et comprend différentes expérimentations. Les conclusions de cette phase préparatoire doivent conduire, fin 2023/début 2024, à la définition du programme et aux décisions qui seront prises au ministère des Armées quant à la commande des futurs navires et de leurs équipements. La LPM 2019-2025 prévoyait la mise en service du premier BH NG en 2025, mais l’horizon est plutôt désormais passé de fin 2025 à 2026. Un second bâtiment du même type devrait suivre en 2027.

Les BH NG s’ajouteront au bâtiment hydro-océanographique Beautemps-Beaupré, datant de 2003 et  modernisé en 2018, ainsi qu’au navire océanographique Pourquoi pas ? (2005) copropriété de l’Ifremer et de la Marine nationale.

 

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  • 1 month later...

Je poste ce lien 

Le programme CHOF a pour objectif de renouveler la capacité hydrographique et océanographique de la Marine nationale par un socle capacitaire faisant appel à des technologies de rupture (drones de surface et sous-marins, et intelligence artificielle notamment), assurant la continuité du besoin et une capacité de relevé réactive et discrète. Le programme sera complété d’incréments pour atteindre pro-gressivement la capacité optimale répondant au besoin accru de relevés. La phase de préparation en cours vise à définir l’architecture des bâtiments hydrographiques de nou-velle génération (BHNG) et évaluer les différents choix possibles de charges utiles (drones) à même de répondre au besoin croissant en hydrographie (doublement de la capacité de relevés, +10% de la surface à couvrir, amélioration des relevés réactifs et discrets).

Dans ce cadre, des drones de surface (DRIX), des AUV moyens fonds (AUV « Gavia » de l’industriel Te-ledyne, AUV A18D de ECA) et un AUV grands fonds (Hugin 6000 – Kongsberg) ont été expérimentés en 2020 et 2021. Cette composante apportera une capacité de déploiement de drones de surface, aérien et sous-marin

Un travail d’analyse fonctionnelle détaillée est actuellement mené, portant sur le périmètre de la capacité de maîtrise des fonds marins non encore couvert par les programmes existants, à savoir la capacité à pouvoir connaître, surveiller et agir à des profondeurs allant jusqu’à 6000 m. L’analyse fonctionnelle sera suivie des travaux d’étude qui seront jugés nécessaires en termes d’analyse opérationnelle et technico-opérationnelle (EOTO), d’études technolo-gique de défense (PTD) permettant les montées de TRL visées, et d’analyse de faisabilité qui permettront de définir et dimensionner correctement un programme. L’ensemble de cette analyse capacitaire pourra être matérialisée par un dossier d’orientation capacitaire étendu (DOR étendu), permettant de s’assurer de la cohérence globale, y compris dans la durée, des éléments constitutifs de cette capacité.Sous réserve de confirmation par le travail capacitaire, et à titre illustratif, une montée en puissance pourrait s’articuler comme suit :

- un premier incrément capacitaire à l’horizon 2025 nécessitant la mise en place d’un finance-ment à très court terme constitué par :

 un AUV 6000 et un ROV 6000 pour constituer une première capacité « grands fonds 6000 ;

un AUV 3000 et un ROV 3000 pour constituer une première capacité « moyens fonds 3000  ;

 des actions de maturation de la BITD pourront également être lancées pour préparer l’in-crément capacitaire suivant

Utilisation de navires d’opportunité.- acquisition d’un complément constituant l’incrément 2 de la capacité à l’horizon 2028 nécessitant la mise en place d’un financement à court terme, offrant une capacité permanente d’alerte sur les deux façades (Atlantique et Méditerranée) ainsi qu’une capacité spécifique pour une projection en opération extérieure (OPEX) constituant au total une capacité de :

Deux AUV 6000 et deux ROV 6000

Deux AUV 3000 et deux ROV 3000 

Le travail capacitaire pourrait justifier d’un troisième incrément permettant de mieux dimensionner les capacités face aux enjeux : Un AUV 6000 complémentaires pour répondre à un niveau d’urgence en matière de relocalisation sur plateforme dédiée.

 

https://marine-oceans.com/bibliotheque-mo/strategie-de-maitrise-des-fonds-marins-du-ministere-des-armees/

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Il y a 7 heures, herciv a dit :

Je ne savais pas trop ou mettre cet article de Cabirol. C'est à propos de la navigation sans GPS, de la cartographie des sol et sous-sol marin avec une précision infernal. J'imagine que ce qui est en filligramme c'est la détection sous-marine bien que la fauché me paraisse pas si large. l'ONERA est remise au centre de la recherche militaire française.

https://www.latribune.fr/entreprises-finance/industrie/aeronautique-defense/et-si-la-marine-francaise-etait-la-premiere-marine-au-monde-equipee-de-la-technologie-quantique-904476.html

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Et si la marine française était la première marine au monde équipée de la technologie quantique
La marine nationale pourrait être la première marine au monde à utiliser une technologie quantique de deuxième génération. Elle sera dotée d'un gravimètre quantique développé par l'ONERA.
 
Le gravimètre quantique Girafe a été testé avec succès sur le bâtiment hydro-océanographique Beautemps-Beaupré
Le gravimètre quantique Girafe a été testé avec succès sur le bâtiment hydro-océanographique Beautemps-Beaupré (Crédits : Marine nationale)
La marine française pourrait être la première marine au monde à être équipée de systèmes opérationnels basés sur une technologie quantique de nouvelle génération. Elle sera dotée du système GIRAFE (Gravimètres Interférométriques de Recherche à Atomes Froids Embarquables) développé par l'ONERA. A l'horizon 2026/2027, quatre bâtiments de surface de la marine seront équipés de gravimètres quantiques à atomes froids (GIRAFE), a révélé le PDG de l'ONERA Bruno Sainjon lors de l'inauguration (8 février) d'un nouveau laboratoire transverse dédié aux technologies quantiques, baptisé QTech, et piloté par l'ONERA.

"Cela fait de la Marine l'une des premières armées au monde à disposer de systèmes opérationnels basés sur cette technologie quantique de nouvelle génération si on est pessimiste et, si on est optimiste, peut-être la première armée au monde", a précisé Bruno Sainjon.

L'ONERA incontournable sur le quantique
S'il fallait encore se persuader du rôle technologique stratégique qu'occupe l'ONERA au sein du ministère des Armées et de l'écosystème technologique et industriel français, ce nouvel exemple concret devrait lever les derniers doutes. "On se sent légitime" sur le quantique, a d'ailleurs souligné le patron de l'ONERA à l'occasion de cette inauguration. Le laboratoire QTech est structuré autour de 4 axes thématiques : communications quantiques, optronique quantique, calcul quantique et capteurs atomiques. "Les premiers résultats sont attendus plutôt sur l'optique quantique que sur le radar quantique, avait estimé en juin 2021 Bruno Sainjon lors du Paris Air Forum, organisé par La Tribune. Avec des technologies de type lidar quantique, on devrait arriver à concevoir des projets intéressants plus rapidement".

De façon plus générale, le ministère des Armées est bien à la manoeuvre sur le quantique un an après le lancement par Emmanuel Macron de la stratégie quantique de la France (1,8 milliard d'euros sur cinq ans). Car ces applications sont potentiellement révolutionnaires pour les armées. Ainsi, la ministre des Armées Florence Parly a participé début janvier au lancement d'une nouvelle plateforme nationale de calcul quantique installée au Très Grand Centre de Calcul du Commissariat à l'Énergie Atomique. Un investissement qui participe à la souveraineté technologique de la France et au profit des armées.

Des gravimètres déjà testés par la marine
Après avoir développé et testé ce gravimètre en coopération avec le Service Hydrographique et Océanographique (SHOM) de la marine, l'ONERA va transférer l'ensemble de son savoir-faire à Muquans (groupe iXblue), une PME technologique installée à Talence dans la région Nouvelle Aquitaine, notamment spécialisée dans la réalisation de gravimètres atomiques statiques. Ce gravimètre quantique permet notamment de cartographier les océans avec une précision incroyable (huitième chiffre après la virgule). Ce qui permettra aux navires militaires et civils de savoir exactement où ils se trouvent.

En outre, l'arrivée dans la marine de ce système autonome ne nécessitant pas d'opérations de recalage à quai permettra aux armées de pouvoir s'affranchir des systèmes de positionnement par satellite américain GPS ou européen Galileo, qui peuvent être brouillés. Enfin, cette technologie est primordiale pour la planification et la conduite des opérations maritimes et aéromaritimes. Parmi les autres applications : la géophysique des zones océaniques,  la prospection du sous-sol marin (minerai, pétrole), la cartographie de pesanteur, la navigation sans GPS. En outre, l'ONERA travaille sur des applications aéroportées et spatiales.

Plus de 15 ans d'investissements dans le quantique
En 2006, la direction générale de l'armement (DGA) a confié à l'ONERA via le programme de projets technologiques CA-SENSORS, le développement d'un gravimètre quantique Girafe. Puis l'Office de recherche a mis au point en 2012 un premier appareil, dont la précision atteignait 10-8 à 10-9 g en laboratoire. Un succès qui a permis de lancer le développement et la conception d'un prototype embarquable, capable de gommer les perturbations de la houle et des vibrations, pour répondre aux besoins de la marine. Dès 2016, l'ONERA et le SHOM ont réussi, au large de Brest, deux campagnes de cartographie de la pesanteur avec un gravimètre utilisant la technologie quantique.

En septembre 2020, l'ONERA a été notifié par la DGA d'un marché de 13 millions d'euros pour le développement et la fourniture d'un système Girafe 2 ( destinés à être exploité par le SHOM. Le marché notifié a pour premier objectif l'industrialisation du prototype développé par l'ONERA et la réalisation du premier système, partagée entre l'Office de recherche et Muquans en sous-traitance. Le ministère pourrait commander  trois autres systèmes. Le premier gravimètre devrait être validé en mer en 2023, puis livré à la marine tandis que les trois systèmes pourraient être livrés au rythme d'un par an.
 

 

Tres bien la:wink:

Je copie une partie de l'article  

"On se sent légitime" sur le quantique, a d'ailleurs souligné le patron de l'ONERA à l'occasion de cette inauguration. Le laboratoire QTech est structuré autour de 4 axes thématiques : communications quantiques, optronique quantique, calcul quantique et capteurs atomiques. "Les premiers résultats sont attendus plutôt sur l'optique quantique que sur le radar quantique, avait estimé en juin 2021 Bruno Sainjon lors du Paris Air Forum, organisé par La Tribune. Avec des technologies de type lidar quantique, on devrait arriver à concevoir des projets intéressants plus rapidement".

De façon plus générale, le ministère des Armées est bien à la manoeuvre sur le quantique un an après le lancement par Emmanuel Macron de la stratégie quantique de la France (1,8 milliard d'euros sur cinq ans). Car ces applications sont potentiellement révolutionnaires pour les armées. Ainsi, la ministre des Armées Florence Parly a participé début janvier au lancement d'une nouvelle plateforme nationale de calcul quantique installée au Très Grand Centre de Calcul du Commissariat à l'Énergie Atomique. Un investissement qui participe à la souveraineté technologique de la France et au profit des armées.

Des gravimètres déjà testés par la marine

Après avoir développé et testé ce gravimètre en coopération avec le Service Hydrographique et Océanographique (SHOM) de la marine, l'ONERA va transférer l'ensemble de son savoir-faire à Muquans (groupe iXblue), une PME technologique installée à Talence dans la région Nouvelle Aquitaine, notamment spécialisée dans la réalisation de gravimètres atomiques statiques. Ce gravimètre quantique permet notamment de cartographier les océans avec une précision incroyable (huitième chiffre après la virgule). Ce qui permettra aux navires militaires et civils de savoir exactement où ils se trouvent.

En outre, l'arrivée dans la marine de ce système autonome ne nécessitant pas d'opérations de recalage à quai permettra aux armées de pouvoir s'affranchir des systèmes de positionnement par satellite américain GPS ou européen Galileo, qui peuvent être brouillés. Enfin, cette technologie est primordiale pour la planification et la conduite des opérations maritimes et aéromaritimes. Parmi les autres applications : la géophysique des zones océaniques,  la prospection du sous-sol marin (minerai, pétrole), la cartographie de pesanteur, la navigation sans GPS. En outre, l'ONERA travaille sur des applications aéroportées et spatiales.

Plus de 15 ans d'investissements dans le quantique

En 2006, la direction générale de l'armement (DGA) a confié à l'ONERA via le programme de projets technologiques CA-SENSORS, le développement d'un gravimètre quantique Girafe. Puis l'Office de recherche a mis au point en 2012 un premier appareil, dont la précision atteignait 10-8 à 10-9 g en laboratoire. Un succès qui a permis de lancer le développement et la conception d'un prototype embarquable, capable de gommer les perturbations de la houle et des vibrations, pour répondre aux besoins de la marine. Dès 2016, l'ONERA et le SHOM ont réussi, au large de Brest, deux campagnes de cartographie de la pesanteur avec un gravimètre utilisant la technologie quantique.

En septembre 2020, l'ONERA a été notifié par la DGA d'un marché de 13 millions d'euros pour le développement et la fourniture d'un système Girafe 2 ( destinés à être exploité par le SHOM. Le marché notifié a pour premier objectif l'industrialisation du prototype développé par l'ONERA et la réalisation du premier système, partagée entre l'Office de recherche et Muquans en sous-traitance. Le ministère pourrait commander  trois autres systèmes. Le premier gravimètre devrait être validé en mer en 2023, puis livré à la marine tandis que les trois systèmes pourraient être livrés au rythme d'un par an.

 

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Un article beaucoup plus complet et ouvert ici décortiquant le fonctionnement. 

https://theconversation.com/quand-les-technologies-quantiques-prennent-le-large-152834

file-20210216-15-2qnff8.JPG?ixlib=rb-1.1

En 2020, GIRAFE a amélioré ses performances lors de nouvelles campagnes marines et aéroportées en mesurant des fluctuations de gravité inférieures à un pour un million. Ces résultats démontrent qu’une première génération de gravimètre quantique à atomes froids embarquable est prête à être industrialisée pour des applications de géodésie, géophysique ou défense.

Le gravimètre quantique de l’ONERA a également fait ses preuves dans les airs, en démontrant pour la première fois des mesures aéroportées de gravité avec un capteur atomique. C’est lors d’une campagne aéroportée en Islande en 2017 que GIRAFE a cartographié la gravité au-dessus de la zone volcanique du glacier Vatnajökull. Ces cartographies intéressent particulièrement les géologues, pour qui ces mesures sont difficiles à réaliser depuis le sol à cause du relief.

 

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J'ai l'impression que çà ouvre la possibilité de monitoring en flux continue des "anomalies gravitationnelles" des océans depuis l'espace si le pinceau a une résolution adéquat. 

On pourrait même envisager de faire du perce muraille en calculant les variations entre une image A et une image B.

Modifié par herciv
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Le 21/02/2022 à 15:03, herciv a dit :

J'ai l'impression que çà ouvre la possibilité de monitoring en flux continue des "anomalies gravitationnelles" des océans depuis l'espace si le pinceau a une résolution adéquat. 

Le 21/02/2022 à 20:53, Patrick a dit :

Y-compris des SNLE donc.

Dans un premier temps, il va falloir cartographier la gravimétrie des océans.  Une tâche très vraisemblablement dévolue au SHOM. Quand les navires de ce service passeront au large de Lorient et de Toulon, on peut imaginer qu'un SNA français croisera dans les parages, histoire d'effectuer quelques tests de détection en grandeur réelle .:happy:
Si jamais, ça marche il faudra envisager d'installer des exemplaires de GIRAFE sur les hélicoptères de lutte anti sous-marine, voire sur les drones actuellement testés par la Royale. Un des avantages par rapport à un sonar actif, c'est que le submersible ignore s'il est détecté ou pas. Et si l'hélico communique correctement avec les bâtiments de surface, ce sont ces derniers qui passeront à l'attaque, en prenant leur cible par surprise.

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Il y a 5 heures, Desty-N a dit :

Dans un premier temps, il va falloir cartographier la gravimétrie des océans.  Une tâche très vraisemblablement dévolue au SHOM. Quand les navires de ce service passeront au large de Lorient et de Toulon, on peut imaginer qu'un SNA français croisera dans les parages, histoire d'effectuer quelques tests de détection en grandeur réelle .:happy:
Si jamais, ça marche il faudra envisager d'installer des exemplaires de GIRAFE sur les hélicoptères de lutte anti sous-marine, voire sur les drones actuellement testés par la Royale. Un des avantages par rapport à un sonar actif, c'est que le submersible ignore s'il est détecté ou pas. Et si l'hélico communique correctement avec les bâtiments de surface, ce sont ces derniers qui passeront à l'attaque, en prenant leur cible par surprise.

Je pense que cette tâche de veille sera dévolue à des satellites compte tenu de la précision des gravimètres. En tous cas je pense que prendre du recul sera largement possible.

Je me demande par contre si un dépointage sera possible pour permettre des veilles longue distance depuis la basse altitude. 

Modifié par herciv
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Il y a 1 heure, herciv a dit :

Je pense que cette tâche de veille sera dévolue à des satellites compte tenu de la précision des gravimètres. En tous cas je pense que prendre du recul sera largement possible.

Je me demande par contre si un dépointage sera possible pour permettre des veilles longue distance depuis la basse altitude. 

Si tu parles d'utiliser les satellites à des fins de veille pour la lutte anti sous-marine, il reste encore quelques écueils à surmonter:

  1. d'abord l'exemple des satellites optiques montre que tu peux difficilement couvrir la même zone en continu, à moins d'utiliser des dizaines voire des centaines de capteurs indépendants. Ou alors il faut utiliser un satellite géostationnaire, mais dans ce cas, il se trouvera à une altitude de plus de 35 000 km.
  2. ensuite, cette même altitude joue quand même un rôle sur la précision des mesures. C'est une chose d'utiliser un gravimètre depuis un bateau au niveau de la mer, ou depuis un avion à quelques centaines de mètres de hauteur, mais pour les satellites, on parle en kilomètres. Même avec une sensibilité à 8 chiffres après la virgule, ça doit nuire.
  3. par ailleurs, tu parles de dépointage, mais sur terre, la force de gravité pointe vers le centre du globe. Bien sûr, si tu te trouves sur une plage de Normandie, à coté d'une falaise bien massive, cette dernière t'attirera un peu plus que l'air au dessus de l'océan de l'autre coté. Un tout petit peu plus. J'imagine bien qu'il doit y avoir quelque chose à creuser pour des spécialistes un peu tordus, mais on en est pas là. Commençons donc par envoyer les navires du SHOM sillonner les mers et essayer de détecter un SNA français qui passerait en dessous d'eux à quelques dizaines de mètres de profondeur.
  4. enfin, un lancement de satellite n'est jamais quelque chose d'anodin. La charge utile d'une fusée au décollage encaisse plusieurs G, voire plusieurs dizaines de G, sans compter les vibrations. On commence juste à utiliser les gravimètres quantiques, je ne suis pas sûr qu'on connaisse déjà leurs limites d'usage, alors ça me semble prématuré d'en embarquer un sur Ariane.

A la limite, si on réussit à résoudre les points 2 et 4, je verrais bien dans quelques années, un gravimètre sur une orbite polaire un peu basse, histoire de pouvoir cartographier non seulement les eaux internationales, mais l'intégralité du globe, avec des mises à jour régulières. Si d'ici là, on a fait quelques progrès dans l'interprétation des données, on pourra peut-être même détecter les zones de vides plus légères comme les grandes grottes. Ou les bunkers :wink:. Mais on en est pas là.

Par contre, si un jour on arrive à satelliser des gravimètres, et qu'on dispose d'une carte gravimétrique de l'intégralité du globe, ça me semble tout à fait plausible  que le lointain successeur du M51 dispose alors d'une technologie quantique en redondance avec sa centrale à inertie …

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il y a 6 minutes, Eau tarie a dit :

il va déjà falloir s'assurer que c'est stable dans le temps.

Car vu le niveau de précision, par sur que les mouvements magmatiques et de la croute terrestre soient si négligeables que ça...

Ca c'est très possible mais ces phénomènes doivent pouvoir avoir des cinématiques identifiables et très différentes de celle d'un sous-marin par exemple.

Il y a 2 heures, Desty-N a dit :

par ailleurs, tu parles de dépointage, mais sur terre, la force de gravité pointe vers le centre du globe. Bien sûr, si tu te trouves sur une plage de Normandie, à coté d'une falaise bien massive, cette dernière t'attirera un peu plus que l'air au dessus de l'océan de l'autre coté. Un tout petit peu plus. J'imagine bien qu'il doit y avoir quelque chose à creuser pour des spécialistes un peu tordus, mais on en est pas là. Commençons donc par envoyer les navires du SHOM sillonner les mers et essayer de détecter un SNA français qui passerait en dessous d'eux à quelques dizaines de mètres de profondeur.

Oui, Il doit y avoir des effets de lentilles très complexes avec application de la loi de snell-descartes qui rendront complexe l'interprétation des résultats sauf si le capteur est fixe. L'article parle d'application satellite donc je pense que l'auteur y a pensé. Mais l'effet snell-descarte s'appliquera même pour un satellite non géostationnaire. Son ouverture sera influencé par ce facteur. Je pense à l'inverse de toi que le satellite sera géostationnaire pour limiter les difficultés d'analyses d'images. 

Il y a 2 heures, Desty-N a dit :

on pourra peut-être même détecter les zones de vides plus légères comme les grandes grottes. Ou les bunkers :wink:. Mais on en est pas là.

Tiens tu as pensé à la même chose que moi. Moi je pense qu'on pourra mesurer toute variation de masse dans un endroit donné. Par exemple à l'intérieur d'une usine. 

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Il y a 3 heures, herciv a dit :

Oui, Il doit y avoir des effets de lentilles très complexes avec application de la loi de snell-descartes qui rendront complexe l'interprétation des résultats sauf si le capteur est fixe. L'article parle d'application satellite donc je pense que l'auteur y a pensé. Mais l'effet snell-descarte s'appliquera même pour un satellite non géostationnaire. Son ouverture sera influencé par ce facteur. Je pense à l'inverse de toi que le satellite sera géostationnaire pour limiter les difficultés d'analyses d'images. 

Si un avion peut vole à environ 500 m d'altitude, un satellite géostationnaire, c'est environ 35 000 km. Il y a un rapport de 1 à 70 000. Même avec une exactitude à 8 chiffres après la virgule, la précision du gravimètre risque de souffrir. :sleep:
De plus, comme son nom l'indique, un satellite géostationnaire est fixe par rapport à la terre, ce qui veut dire qu'il en observe toujours la même partie. Or pour le moment, on manque cruellement de données. C'est pour ça que les navires du SHOM vont parcourir les eaux internationales. Un satellite sur une orbite polaire, observerait à chaque passage une partie différente de la terre, puisque cette dernière tourne. Au bout de quelques semaines ou de quelques mois, selon la largeur de la bande observée, on aura cartographié le globe. 

Il y a 3 heures, herciv a dit :

Moi je pense qu'on pourra mesurer toute variation de masse dans un endroit donné. Par exemple à l'intérieur d'une usine. 

Je suis d'accord sur le potentiel de détection, mais, pour mesurer une variation, il faut connaître la valeur d'origine. D'où l'intérêt de commencer par cartographier le globe. CQFD :happy:  

Il y a 3 heures, herciv a dit :
Il y a 4 heures, Eau tarie a dit :

Car vu le niveau de précision, par sur que les mouvements magmatiques et de la croute terrestre soient si négligeables que ça...

Ca c'est très possible mais ces phénomènes doivent pouvoir avoir des cinématiques identifiables et très différentes de celle d'un sous-marin par exemple.

Des cinématiques différents de celles d'un sous-marin, ok, mais d'un sous-marin, tel qu'il navigue actuellement. Pour l'instant, on ne sait pas si quelques judicieuses variations de direction et de vitesse, ne pourraient pas permettre à un submersible de faire passer sa signature gravimétrique pour celle d'un flux de magma particulièrement turbulent. (par exemple)
C'est là que la cartographie du SHOM gagne encore en intérêt. Les navires vont inéluctablement tomber sur des trucs imprévus, ou particulièrement difficiles à interpréter. Ce sera le boulot des spécialistes de découvrir si nos équipages peuvent en tirer partie.

Mais bon, on va peut-être un peu vite en besogne. Les nouveaux bateaux du SHOM devraient rentrer en service vers 2026, d'après ce qui est écrit dans ce fil. Alors si à la fin de la décennie, on a une cartographie gravimétrique détaillée des fonds sous-marins et qu'on envisage de lancer un satellite pour élargir la collecte de données, personnellement, je serais satisfait. (surtout s'ils lancent le satellite sur une orbite polaire :tongue:)

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Qu'il faille faire une cartographie initiale de référence je suis d'accord évidemment. Mais dans les lieux à forte densité de personne la cartographie de référence doit être souvent mise à jour d'où l'intérêt des satellites géo.

il y a 11 minutes, Desty-N a dit :

C'est là que la cartographie du SHOM gagne encore en intérêt. Les navires vont inéluctablement tomber sur des trucs imprévus, ou particulièrement difficiles à interpréter. Ce sera le boulot des spécialistes de découvrir si nos équipages peuvent en tirer partie.

Oui çà donne aux équipage français quelques années pour mettre au point des tactiques intéressantes.

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16 minutes ago, Desty-N said:

Mais bon, on va peut-être un peu vite en besogne. Les nouveaux bateaux du SHOM devraient rentrer en service vers 2026, d'après ce qui est écrit dans ce fil. Alors si à la fin de la décennie, on a une cartographie gravimétrique détaillée des fonds sous-marins et qu'on envisage de lancer un satellite pour élargir la collecte de données, personnellement, je serais satisfait. (surtout s'ils lancent le satellite sur une orbite polaire :tongue:)

Lo'bjectif c'est d'avoir une carto de référence permettant de faire du TERCOM mais pas avec les altitudes, avec la gravité terrestre ... de manière à recaler les centrales inertielles des sous marin sans avoir à émettre ou à s'approcher de la surface.

On sait déjà faire du TERCOM dans un sous marin ... mais il fait le faire avec l'échosondeur ou le sonar tres haute fréquence.

On sait aussi faire de la navigation astrologique ... mais il fait faire surface d'une manière ou d'une autre - un mat rigide ou une bouée remorqué -.

Dans les deux cas ca créer un risque ...

... alors que le recalage passif à n'importe quel moment par simple comparaison de la cartographie gravimétrique connu ... et des la gravimétrie observée ne fait courir aucun risque additionnel à la manoeuvre en cours.

C'est un ancien projet qui date du tout début des sous marin nucléaire ... mais qui n'a jamais aboutit parce qu'on à jamais eu de gravimètre absolu assez robuste et précis.

Accessoirement un sous marin en équilibre statique pèse la même masse que l'eau qu'il remplace ... ce qui ne devrait pas modifier localement la gravité.

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Le 23/02/2022 à 16:07, g4lly a dit :

Accessoirement un sous marin en équilibre statique pèse la même masse que l'eau qu'il remplace ... ce qui ne devrait pas modifier localement la gravité.

Globalement oui, mais un sous-marin n'a pas l'homogénéité de la masse d'eau qu'il remplace. Le lest à lui seul doit déjà représenter une différence non négligeable, et, dans le cas des SN, le réacteur compte encore d'avantage.
D'autre part, un sous-marin avance plus vite que l'au qu'il remplace. Mes cours de physique datent un peu, mais il me semble bien que deux masses avançant à des vitesses différents n'ont pas la même énergie et n'influent donc pas de le la même manière sur le champ de gravité.
Il s'agit bien évidemment d'actions minimes, mais avec un capteur doté d'une sensibilité à 8 chiffres après la virgule, on peut envisager pas mal de choses.:happy:

Le 23/02/2022 à 11:43, herciv a dit :
Le 23/02/2022 à 09:20, Desty-N a dit :

on pourra peut-être même détecter les zones de vides plus légères comme les grandes grottes. Ou les bunkers :wink:. Mais on en est pas là.

Tiens tu as pensé à la même chose que moi. Moi je pense qu'on pourra mesurer toute variation de masse dans un endroit donné. Par exemple à l'intérieur d'une usine. 

Il n'y a pas que toi et moi qui y avons pensé

Citation

Des chercheurs sont parvenus à localiser un tunnel sous un mètre de terre. Grâce à un gradiomètre de gravité quantique. Une technologie qui se montre, pour la première fois, capable de sortir du laboratoire et de se frotter aux réalités du terrain.
Un gradiomètre, c'est un appareil destiné à mesurer dans l'espace, le gradient d'une grandeur physique. Un gradiomètre de gravité mesure donc les variations de la gravité. (…) 
Les vibrations, l'inclinaison des instruments et les perturbations (…) ont longtemps confiné la technologie au laboratoire. Mais aujourd'hui, des chercheurs de l’université de Birmingham (Royaume-Uni) annoncent être parvenus à atténuer ces différents bruits et avoir trouvé au gradiomètre de gravité quantique une application pratique. Avec son aide, ils ont détecté un tunnel enterré à un mètre sous la surface en mesurant des variations de microgravité. (…)
https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/mecanique-quantique-cette-technologie-peut-devoiler-tout-ce-cache-sous-terre-96963/

 

Je crois que tous les deux, on devrait faire un procès aux anglais qui nous ont piqué l'idée :laugh:.

Plus sérieusement, la gravimétrie quantique semble en plein essor et sur ce coup la France se trouve en pointe. A priori, on sera les premiers à utiliser cette technologie pour cartographier le globe.
J'espère bien qu'après dépouillement des résultats de la première campagne de cartographie, les navires du SHOM reprendront la mer en disposant de dizaines de points aux caractéristiques gravitationnelles particulières pour se recaler.
Quand on disposera de plusieurs centaines de points, ça pourra intéresser les navires de surface de la Royale.
Quand on passera à des milliers, viendra le tour des SNA (il leur faut au moins ça, pour rester discrets et leur éviter de passer trop souvent dans certaines zones).
Et quand on atteindra le stade des dizaines de milliers de points, on pourra envisager d'en faire profiter les SNLE.

Personnellement, j'apprécierais surtout si on proposait cette technologie à l'export. Rien que pour pouvoir la vendre aux indonésiens, et voir les amiraux australiens faire la tête .:tongue:

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  • 2 weeks later...

Des infos sur la capacité grands fonds:

https://www.meretmarine.com/fr/grands-fonds-la-marine-nationale-souhaite-positionner-ses-futurs-robots-a-toulon-et-brest

En gros on loue des solutions commerciales pourquelques années, le temps que l'Ifremer développe un AUV et un ROV capables de 6000m.

Et aussi:

Citation

Une nouvelle entité organique au sein de la marine

En matière d’organisation, la stratégie de maîtrise des fonds marins va entrainer la création d’une Section Intervention Engins (SIE). Elle devrait voir le jour dans les mois qui viennent et sera installée à Toulon, sous la direction de l’amiral commandant la force d’action navale (FAN). Cette entité devrait à terme englober la Cephismer, les groupes de plongeurs-démineurs (GPD) de la Méditerranée, de l’Atlantique et de la Manche et mer du Nord, ainsi que les moyens dronisés du SLAM-F.

Première démonstration au large de Marseille en janvier

En attendant, une première démonstration, baptisée Elédone, a eu lieu en février au large de Marseille, afin de réaliser une opération d’inspection d’un câble sous-marin. Dans cette perspective, des moyens de la Marine nationale et de l’Ifremer ont été mobilisés, avec le bâtiment de soutien et d’assistance affrété (BSAA) Pionnier qui a déployé un ROV de la Cephismer, ainsi que le navire océanographique Pourquoi pas ? qui a mis en œuvre le sous-marin Nautile, qui a plongé à 2152 mètres sous la surface de l’eau.

 

 

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