2. Environnement acoustique sous-marin
Le milieu aquatique, bien que très favorable à la propagation d'ondes acoustiques, impose néanmoins de nombreuses limitations. L'amplitude des signaux sonores diminue au fil de leur propagation, en particulier du fait que l'eau de mer génère une absorption (d'origine visco-thermique et chimique) des ondes acoustiques, qui augmente très rapidement avec la fréquence utilisée et limite donc la portée possible pour un système donné. Par exemple, un sonar de moyenne fréquence exploitant des signaux « aller-retour » autour de 10 kHz pourra atteindre des cibles à une dizaine de kilomètres ; mais un sonar à 100 kHz ne pourra explorer que quelques centaines de mètres et un système à 1 MHz sera utile sur quelques dizaines de mètres seulement. En revanche, en très basse fréquence, les signaux utilisés en transmission (et donc en aller seul), dans la gamme des dizaines et des centaines de Hertz, peuvent atteindre des récepteurs situés à des centaines, voire à des milliers, de kilomètres.
L'autre difficulté majeure tient au fait que l'eau de mer, compte tenu des variations de sa température avec la profondeur, ne présente pas une célérité acoustique homogène, entraînant des phénomènes de réfraction, exprimés classiquement par la loi de Snell-Descartes : les couches d'eau de températures différentes incurvent les trajectoires des ondes sonores en fonction de leur angle d'incidence. De ce fait, dans certains cas, il n'existe pas nécessairement de trajet sonore direct entre une source et un récepteur donnés ; à l'inverse, plusieurs trajets différents peuvent être possibles conjointement, causant une rafale d'échos distincts en réception. Des précautions particulières doivent être prises pour contourner ces difficultés. On montre ainsi que, dans les structures thermiques les plus courantes, une source sonore transmet de l'énergie dans une zone utile d'autant plus étendue qu'elle est placée plus profondément. C'est pourquoi, certains bâtiments de lut […]
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