Essais en mer réussis pour le sonar UMISAS d’ECA GROUP

Au second semestre de 2020, le sonar UMISAS d’ECA GROUP a terminé une série d’essais en mer, en vue de son intégration dans les AUV et les sonars remorqués pour le programme de remplacement des systèmes de lutte anti-mines pour la marine belge et la marine royale néerlandaise.

Dans le cadre du programme de remplacement des capacités de lutte anti-mines navales de la marine belge et de le marine royale néerlandaise, comprenant la livraison de douze chasseurs de mines équipés de systèmes de drones (Toolbox), ECA GROUP annonce l’achèvement des essais en mer de son sonar UMISAS pour les AUV et les sonars remorqués du programme de lutte anti-mines à distance. La prochaine étape est la production des sonars UMISAS pour leur intégration dans le A18-M et M-T18 adaptés au programme. Cette intégration se déroulera entre octobre 2021 et mars 2022.

Image prise par sonar UMISAS 120 VHF du navire S.S. Ferrando au large des côtes d’Hyères, France.

En 2014, ECA GROUP a décidé de développer sa propre gamme de sonars à ouverture synthétique (SAS) avec le lancement d’un programme interne. Les sonars SAS proposés par les partenaires ne répondaient pas aux exigences internes d’ECA GROUP :

• Leur poids, la taille ou la consommation d’énergie conduirait à un AUV trop grand et trop lourd alors que l’AUV pour la lutte anti-mines d’ECA GROUP ciblait la taille d’un AUV moyen A18-M,
• L’impossibilité de synchroniser avec précision le SAS et la navigation inertielle de l’AUV afin d’exploiter pleinement les avantages d’une nouvelle technique protégée par un brevet ECA GROUP pour l’imagerie SAS et la navigation de l’AUV.

L’AUV A18-M et le sonar remorqué T18-M fournissent leur meilleure performance lorsqu’ils sont équipés de sonars UMISAS. Par conséquent, ces drones sont exclusivement commercialisés avec des sonars UMISAS.

UMISAS : UNE NOUVELLE GÉNÉRATION DE SONARS À OUVERTURE SYNTHÉTIQUE

La recherche et le développement d’ECA GROUP dans le domaine des sonars ont commencé en 2014 en même temps que son développement d’une nouvelle génération de véhicules sous-marins autonomes dans la gamme A18. Poussé par les besoins opérationnels des marines, exigeant de la haute performance et des solutions autonomes plus compactes pour des missions de détection de mines, ECA GROUP met sur le marché sa propre technologie sonar pour être installée sur ses drones navals et être entièrement intégrée dans ses systèmes autonomes.

Les sonars UMISAS sont des sonars interférométriques à ouverture synthétique (InSAS) utilisés pour des missions de détection de mines dans le cadre des opérations de lutte anti-mines en mer. Les sonars UMISAS visent à obtenir une résolution spatiale d’environ 3 cm x 3 cm pour classer de façon optimale des objets de petite taille et avec une forme irrégulière sur le fond marin.

La localisation de la plate-forme requise pour former les antennes synthétiques fait intégralement partie du processus UMISAS. Le sonar UMISAS utilise directement les données de la centrale inertielle de l’ A18-M ou du T18-M pour effectuer le traitement SAS, éliminant ainsi l’utilisation de capteurs de navigation à faible coût utilisés par certains systèmes SAS commerciaux sur le marché. Ces derniers capteurs réalisent uniquement la navigation à court terme exigée pour la production d’une imagerie SAS nette mais pas pour la localisation de l’AUV en exploitant le SAS et surtout, ils sont beaucoup moins fiables.

LE SONAR UMISAS REJOINT LA FAMILLE DE DRONES D’ECA GROUP

Le système de drones UMIS(TM) développé par ECA GROUP est une solution complète (toolbox) pour des missions de déminage en mer autonomes et à distance qui sont effectuées depuis un navire ou depuis la côte. Elle comprend : un drone de surface (USV) INSPECTOR125 , des drones sous-marins (AUV) A18-M et des sonars remorqués T18-M pour la détection de mines, SEASCAN et K-STER C MIDS (Mine Identification and Disposal System) pour l’identification et la neutralisation des mines ainsi que UMISOFT, un suite logicielle pour planifier les missions et assurer le contrôle des drones et la gestion des données.

Les drones UMISTM réalisent une navigation et une localisation précise, sont très performants quant à la détection et l’évitement des obstacles, et l’un des éléments clés, qui garantit le haut niveau de performance attendu du système, est la qualité de l’imagerie fournie par ces drones que le sonar à ouverture synthétique UMISAS d’ECA GROUP peut offrir.

UMISAS FOURNIT UN TAUX DE COUVERTURE SUPÉRIEUR POUR LA DÉTECTION & CLASSIFICATION DES MINES FURTIVES

UMISAS, un sonar interférométrique à ouverture synthétique (InSAS) est une technologie d’imagerie sous-marine innovante qui améliore considérablement les relevés des fonds marins en fournissant une imagerie à très haute résolution à des taux de couverture supérieurs, c’est-à-dire 4 fois plus en termes de couverture et entre 5 et 10 fois plus en termes de résolution comparée à des sonars latéraux classiques. En combinant plusieurs dizaines de ‘pings’ acoustiques pour former une image avec une résolution beaucoup plus élevée, UMISAS transforme les données brutes en images de 3 cm x 3 cm, quel que soit la distance du sonar, et des taux de couverture de zone élevés (c’est-à-dire. 1 nm² par heure pour le UMISAS 240 monté sur le T18-M).

« Cette combinaison de résolution, de couverture de zone et de localisation précis est ce qui rend UMISAS unique. Il permet une haute probabilité de détection et de classification, même des mines furtives qui sont un défi pour d’autres sonars, »

Marc Pinto, conseiller scientifique Naval Robotics pour ECA GROUP

DRONES + SONAR = DOUBLE EXPERTISE POUR UNE MEILLEURE PERFORMANCE DES MISSIONS DE DÉMINAGE EN MER

ECA GROUP est l’un des rares fabricants capables de développer les drones ainsi que le capteur InSAS, optimisant les deux dans une approche de système intégré assurant une intégration homogène et des opérations réussies de détection et de classification de mines. Cette expertise en matière d’intégration est un véritable atout pour la performance globale du système :

• Une collaboration étroite entre le contrôle de la trajectoire, la navigation et la localisation, les systèmes de traitement de signaux du sonar, permet l’échange des systèmes au bon endroit ;
• Une intégration électrique et mécanique considérablement facilitée du capteur InSAS dans le drone car les deux ont été conçus ensemble ;
• Taille-poids-alimentation et coût optimisés.

LE TRAITEMENT EN TEMPS RÉEL À L’AIDE DE L’INTELLIGENCE ARTIFICIELLE AUGMENTE L’AUTONOMIE

En outre, les ingénieurs d’ECA GROUP ont visé le traitement InSAS en temps réel sur les unités de traitement graphique (GPU) tirant profit d’un progrès important dans le matériel informatique COTS piloté par des applications IA :

• Ainsi, le processeur InSAS temps réel est très compact et présente une consommation d’énergie faible et optimisée, inférieure à 30 W, ce qui augmente la durée de la mission.

Les systèmes UMISAS fonctionnent sur deux bandes de fréquences : haute fréquence et très haute fréquence :

• Permettant un rapport signal sur bruit supérieur et donc une imagerie à contraste élevé à longue portée, même dans des environnements hostiles, y compris le multipathing dans des eaux peu profondes et une absorption élevée dans les eaux chaudes.

DES IMAGES BATHYMÉTRIQUES À HAUTE RÉSOLUTION

Enfin, UMISAS possède une paire d’antennes de réception superposées verticalement qui sont situées de chaque côté de la plate-forme pour le traitement interférométrique, permettant une bathymétrie avec une haute résolution qui est co-enregistrée avec l’imagerie pour une évaluation environnementale améliorée.

A18-M AUV équipé du système UMISAS 120 – réseaux d’émetteurs et de récepteurs visibles à bâbord