EP0338901A1

EP0338901A1 - Système de dragage magnétique

Info

Publication number: EP0338901A1
Application number: EP89401033A
Authority: EP
Inventors: Jean Verveur; Jean-Jacques Periou; Germain Guillemin
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1988-04-19
Filing date: 1989-04-14
Publication date: 1989-10-25
Anticipated expiration: 2009-04-14
Also published as: FR2630081B1; DE68902169D1; FR2630081A1; DE68902169T2; EP0338901B1

Abstract

L'invention concerne les systèmes de dragage magnétiques.

Elle consiste à utiliser pour générer le champ magnétique voulu un ensemble de solénoïdes (103) remorqués en parallèle à l'arrière du dragueur de mines (101). Ces solénoïdes sont de dimensions relativement faibles et sont alimentés (104) par des courants variables qui permettent de simuler le passage d'un navire susceptible de faire exploser les mines à déclenchement magnétique.

Elle permet de procéder à un dragage magnétique efficace avec des moyens réduits.

Description

La présente invention se rapporte aux systèmes de dragage magnétique qui permettent de détruire les mines sous-marines dont le déclenchement est activé par les variations du champ magnétique dues au bateau à couler. La plupart des bateaux sont en effet construits en fer et comportent en outre de grosses masses ferro-magnétiques, et même si on a réussi à les démagnétiser ils apportent une perturbation importante au champ magnétique terrestre. Il est alors relativement facile de détecter ces perturbations pour faire exploser une mine.
Pour draguer de telles mines, c'est-à-dire pour les faire exploser sans que cela produise des dégâts, il est connu de la demande de brevet européen 0 130 767 de remorquer derrière un dragueur de mines, lui-même particulièrement étudié pour apporter un minimum de perturbation magnétique, un ensemble d'aimants accrochés à un filin. On peut faire varier l'aimantation de ces aimants selon une suite d'incréments, ce qui permet d'imiter relativement grossièrement la répartition spatiale le long de ce dispositif du champ d'un bâtiment de grande dimension, cette répartition étant connue sous le nom de signature magnétique.
Outre le fait que la simulation est loin d'être parfaite, cette méthode nécessite un matériel volumineux et difficilement remorquable, pour couvrir en définitive une surface relativement faible. En effet si la répartition en longueur du champ magnétique doit correspondre à celle d'un bâtiment de type courant, il y a intérêt à ce que la répartition en largeur soit la plus grande possible, puisque la mine ne repère la répartition du champ magnétique que le long du trajet supposé du bâtiment et non pas selon cette largeur, qui est connue sous le nom d'intercept. Cet intercept doit être le plus large possible afin que chaque passage du dragueur détruise les mines dans un chenal lui-même le plus large possible.
Dans l'exemple décrit dans la demande de brevet citée en référence, chaque aimant est contenu dans un bidon d'un diamètre de 0,90m x 5m de long, pesant 3 tonnes, ce qui ne permet toutefois d'obtenir qu'un moment magnétique relativement faible de 90.000 A/m². Par ailleurs les variations de l'aimantation se font par incréments de 10.000 A/m² ce qui ne permet qu'une approximation assez grossière de la répartition du champ à imiter.
On connait d'autres méthodes, qui consistent par exemple à remorquer derrière le dragueur un câble électrique parcouru par un courant qui crée un champ magnétique. Ce câble peut être refermé sur lui-même en utilisant un dispositif permettant de former une boucle de largeur suffisante, ou il peut être ouvert, le courant électrique se refermant alors par l'intermédiaire du milieu marin qui est conducteur. Outre que la simulation de la signature magnétique est tout à fait grossière, ces méthodes nécessitent en outre des puisances très importantes, de l'ordre du MW, pour couvrir un intercept qui reste néanmoins relativement faible.
Pour pallier ces inconvénients, l'invention propose d'utiliser un ensemble de solénoïdes répartis en largeur sur l'intercept désiré et remorqués par le dragueur de mines à bonne distance. Ces solénoïdes sont alimentés par un courant électrique variable, de manière à ce que les variations du champ magnétique obtenues par ces variations de courant simulent le passage d'un navire de la taille désirée, alors que la répartition des solénoïdes dans le sens d'avancement du dragueur est pratiquement ponctuelle.
D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront clairement dans la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif en regard des figures annexées qui représentent :

- la figure 1, une vue de dessus d'un dragueur de mines remorquant un système selon l'invention ; et
- la figure 2, un schéma d'un dispositif d'alimen tation du système de la figure 1.

On a représenté sur la figure 1 un dragueur de mines 101 qui remorque, à l'aide de câbles 102, un ensemble de trois bidons 103 qui renferment des solénoïdes alimentés par un dispositif électronique 104 situés à bord du dragueur 101. Les courants nécessaires circulent entre cet équipement et les solénoïdes par l'intermédiaire des câbles de remorquage. La distance d₁ entre le dragueur et les bidons est d'environ 400m afin d'éviter toute confusion entre le champ magnétique résiduel du dragueur et celui des solénoïdes et d'empêcher le dragueur d'être atteint par l'explosion des mines lorsqu'elle se déclenchent sous l'action des solénoïdes.
Les bidons 103 sont maintenus écartés les uns des autres par une barre transversale 105 qui les maintient séparés d'une largeur l, correspondant à l'intercept de chacun des bidons. On obtient ainsi un intercept égal à 3 l, qui proportionnellement à la masse du solénoïde et à l'intensité consommée dans celui-ci est considérablement supérieur à celui qui serait obtenu par un solénoïde unique.
En outre un quatrième bidon 106 est remorqué derrière le bidon central à une distance d₂ d'environ 450m du dragueur. Ce quatrième bidon contient un simulateur de bruit qui permet de leurrer les mines fonctionnant à partir de la réception des bruits acoustiques des bateaux. De plus les mines les plus sophistiquées, qui déterminent la corrélation entre la signature magnétique d'un bâtiment et sa signature acoustique peuvent également être déclenchées par ce système de dragage combiné.
En utilisant un conducteur d'aluminium d'une section de 5 x 10mm², on a réalisé un solénoïde comportant 3.960 tours dont le diamètre extérieur est de 0,90m et la longueur totale de 4,38m. La résistance de ce solénoïde et de 5,70 ohms et son inductance de 4,5 H. L'utilisation de l'aluminium a permis d'obtenir pour ce dispositif un poids inférieur à 1.700 kg, ce qui correspond à un gain de masse par rapport au cuivre pour un même moment magnétique dans un rapport de 1,77.
En alimentant ce solénoïde avec un amplificateur de 40 kW débitant 80 A/500V, on obtient un moment magnétique de 167.00 A/m² qui permet d'obtenir pour un seul solénoïde un intercept l supérieur à 100m. Dans l'exemple représenté sur la figure 1, l'intercept total de dragage 3l est donc au moins égal à 300m. L'utilisation de N solénoïde en parallèle permet, au point de vue énergétique, d'obtenir une diminution de puissance dans un rapport de 1/N², c'est-à-dire dans l'exemple décrit dans un rapport 9. De même la taille et la masse des N solénoïdes sont au total bien plus réduites que la taille et la masse d'un solénoïde unique ayant le même intercept. En effet compte tenu d'effets annexes, des calculs et des essais menés en vue d'utiliser un solénoïde unique ont montré qu'il faudrait construire un dispositif volumineux, très pesant et consommant environ 1 Mégawatt d'énergie pour obtenir le même résultat qu'avec les trois solénoïdes décrits ci-dessus.
Un tel dispositif permet en outre de simuler les champs magnétiques alternatifs qui existent sur tous les bâtiments, quelles que soient les précautions prises. En effet par exemple le simple mouvement des hélices dans l'eau de mer, qui est conductrice, induit des champs magnétiques alternatifs ayant des fréquences de l'ordre du Hertz qui, bien que faibles, sont parfaitement détectables comme caractéristiques d'un bâtiment pour commander la mise à feu d'une mine magnétique permettant de détecter de tels champs.
Le dispositif ainsi décrit permet de bobiner à côté du solénoïde principal un solénoïde secondaire destiné à être alimenté en courant alternatif pour simuler ces champs magnétiques alternatifs. Un tel solénoïde peut être réalisé par exemple à partir d'un fil de 2mm² de section bobiné selon 158 tours sur un diamètre de 0,90m et sur une longueur de 0,35m. La résistance d'un tel solénoïde est de 3 ohms et son inductance de 0,09 H. En l'alimentant avec un courant alternatif de 10 A on obtient un moment magnétique sensiblement égal à 1.000 A/m², qui est d'une intensité tout à fait suffisante pour permettre de simuler les champs alternatifs d'un bâtiment de taille convenable. Le chiffre de 1.700 kg cité plus haut comprend le poids de ce solénoïde destiné à produire un champ alternatif.
On a représenté sur la figure 2 un exemple de réalisation des circuits de commande de 3 solénoïdes 201 à 203 mis en parallèle comme sur la figure 1.
Un générateur de fonctions 204 délivre une tension qui représente la forme du champ magnétique à obtenir, compte tenu des caractéristiques du bâtiment à simuler et de la vitesse du dragueur de mines 101. Le signal de sortie de ce générateur évolue très lentement en fonction du temps et il est donc appliqué à des amplificateurs 205 à 207 dont les caractéristiques en très basse fréquence sont adaptées à la vitesse de variation de ce signal. Ces amplificateurs sont reliés respectivement aux solénoïdes 201 à 203 et il est connu dans l'art de réaliser de tels amplificateurs permettant de délivrer la puissance nécessaire sur l'impédance de ces solénoïdes avec un signal qui varie très lentement en fonction du temps.
Par ailleurs un générateur de fréquences 208 délivre un ensemble de fréquences qui correspondent aux différents champs alternatifs qui seraient délivrés par le bâtiment dont il faut simuler la présence. Ces fréquences sont appliquées à des amplificateurs basse fréquence 209 à 211 dont les sorties sont reliées aux bobinages adéquats des solénoïdes 201 à 203. Ces amplificateurs sont adaptés en fréquence et en puissance aux caractérisques des bobinages auxquels ils sont reliés et sont d'une technique plus classique que celle des amplificateurs 205 à 207.
Le système ainsi décrit permet donc un dragage très efficace d'un champ de mines sur une largeur importante avec des moyens remarquablement réduits tant en masse qu'en puissance dissipée.

Claims

1. Système de dragage magnétique comportant un dragueur (101) remorquant un dispositif de simulation du champ magnétique d'un navire de caractéristiques déterminées, caractérisé en ce que ce dispositif comporte un ensemble de solénoïdes (103) remorqués en parallèle et alimentés (104) par un courant électrique variable qui permet de faire varier dans le temps le champ magnétique émis par les solénoïdes de manière à simuler le passage d'un navire ayant lesdites caractérisques déterminées.

2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend 3 solénoïdes (103) séparés les uns des autres d'une distance sensiblement égale à 100m, et que ces solénoïdes présentent un moment magnétique sensiblement égal à 167.000 A/m².

3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que ces solénoïdes (103) sont formés d'un conducteur enroulé selon une bobine présentant sensiblement 3.960 tours d'un diamètre sensiblement égal à 0,9m et d'une longueur sensiblement égale à 4,38m.

4. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les solénoïdes sont réalisés avec un conducteur en aluminium.

5. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que le conducteur présente une section sensiblement égale à 5 x 10mm².

6. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chaque solénoïde comprend en outre un solénoïde secondaire destiné à être alimenté par un courant alternatif permettant de simuler le champ alternatif du navire de caractéristiques déterminés.

7. Système selon la revendication 6, caractérisé en ce que ce solénoïde secondaire est formé d'un conducteur enroulé selon sensiblement 158 tours sur un diamètre sensiblement égal à 0,9m et une longueur sensiblement égale à 0,35m.

8. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que chaque solénoïde principal est alimenté par un courant pouvant atteindre 80 A sous une tension de 500 V.