Le rôle du SAES dans les frégates F-110

Les frégates de classe F-110 ou Bonifaz, déjà en construction, représenteront une avancée considérable pour la Marine en termes de capacités anti-sous-marines de par la qualité des équipements qu'elles composent. Des équipements qui permettront également de profiter des principes du multistatisme pour augmenter les possibilités de détection, collaborant ainsi avec d'autres navires avec ou sans équipage et avec différents types d'avions. Ils deviendront ainsi le meilleur argument de cette institution face à la menace renouvelée que représentent les sous-marins, quelles que soient leur origine et leur référence internationale. Une étape dans laquelle l'entreprise espagnole SAES joue un rôle fondamental.

Dans un article de Procédures de l'Institut naval des États-Unis (USNI) publié en 2021 sur l'utilisation des technologies émergentes pour la guerre anti-sous-marine (ASW), les auteurs commençaient le texte par la phrase suivante : « La Marine a besoin de plates-formes de guerre anti-sous-marine nouvelles et innovantes pour se défendre contre les attaques furtives de la Chine. et puissante menace à longue portée» . Ce n’est pas sans raison puisque les menaces sous-marines russes et chinoises ont remis sur le devant de la scène la guerre ASW, nous ramenant à une époque antérieure à la chute du mur de Berlin en 1989, moment culminant de cet aspect tactique très exigeant.

Ce qui précède, même en réduisant la distance, s'applique également à notre Marine, une institution qui doit améliorer et innover dans ses plates-formes anti-sous-marines pour contrer la menace croissante posée par les systèmes d'armes sous-marins, qu'il s'agisse des sous-marins classiques/nucléaires. ou les systèmes sans pilote de plus en plus courants . Des systèmes, d'ailleurs, qui ne sont pas l'avenir mais le présent, car ils font déjà partie du présent, les frégates F-110, en construction et appelées à être le fer de lance des moyens anti-sous-marins de la Marine.

Prévu pour remplacer les anciens F-80 ou Santa María, le F-110 sera la partie la plus visible d'un programme qui va au-delà des navires eux-mêmes. . Après tout, le programme F-110 est aussi le premier programme naval développé dans le cadre du chantier naval 4.0 et un projet qui vise à intégrer des avancées notables en matière de guerre anti-sous-marine dans les nouveaux navires. .

Par rapport à ce qui précède, nous devons garder à l’esprit que dans le monde dans lequel nous vivons, la technologie progresse de plus en plus rapidement, couvrant tous les secteurs de manière vertigineuse. Nous sommes plongés dans la quatrième révolution industrielle, où l'échange d'informations et la communication deviennent de plus en plus dynamiques, efficaces et instantanés. Des concepts tels que l'Internet de cinquième génération, l'Internet des objets, le Big Data et la robotique sont pleinement utilisés et développés, proliférant dans tous les domaines scientifiques, y compris la guerre, en particulier la guerre anti-sous-marine. .

Si l’on projette notre perspective vers cet avenir, compte tenu des progrès actuels en matière de robotique et d’intelligence artificielle, certaines questions se posent inévitablement : quels sont les défis auxquels les spécialistes de la guerre ASW seront confrontés dans quelques décennies ? Comment votre rôle a-t-il évolué ? De quels moyens devraient-ils disposer pour le remplir avec des garanties ? À travers une brève revue des frégates F-110 et une analyse de ce qui nous attend en matière de guerre ASW, nous tenterons d’apporter des réponses à ces questions.

Dans une nouvelle ère d’acoustique sous-marine ultra-silencieuse, il est temps pour la Marine de revigorer une capacité essentielle négligée depuis la guerre froide. C'est là qu'intervient le système CAPTAS. Sonar à réseau remorqué actif/passif compact) qui sera monté sur les frégates F-110 et représente une amélioration significative dans la famille des capteurs actifs multistatiques. Nous tenterons de compléter un autre article, rédigé à l'époque pour cette même publication par Christian D. Villanueva López. , soulignant dans ce cas à la fois le rôle que joue une entreprise nationale -SAES- dans la conception et le développement des systèmes à intégrer dans les frégates F-110, ainsi que la relation entre ceux-ci et les capacités anti-sous-marines prometteuses dont ils auront

Frégates F-110 : un programme incontournable

Les frégates F-110 ou classe Bonifaz Ils représenteront un investissement prévu de près de 5.000 milliards d'euros pour le trésor public. Son processus de production est prévu de 2019 à 2032, après avoir prévu - pour le moment - la construction d'un total de 5 frégates, dont la première devrait entrer en service d'ici 2028. Navantia, en tant qu'entrepreneur principal, joue un rôle de premier plan dans la matérialisation de ce projet .

Nombreux sont ceux qui ont critiqué la réduction de 6 à 5 unités lors du passage de la classe Santa María à la classe Bonifaz. Maintenant, nous devons nous rappeler comment le Dr Jerry Hendrix nous a récemment dit que Le nombre de navires dont dispose un pays n’est pas le seul indicateur que nous devrions examiner. Après tout, la puissance maritime va au-delà du simple nombre de coques et il faut considérer d’autres facteurs comme le type de navires, leur formation, la sophistication de leurs capteurs et la létalité de leurs armes.

Par rapport à ce qui précède, au cours des dernières décennies, La flotte navale américaine et le reste de l'OTAN ont connu un déclin significatif, commencée dans les années 1990 avec des coupes dans l’industrie navale et des réductions du financement de la défense après la fin de la guerre froide. et la collecte des fameux « dividendes de la paix ».

L'Espagne, consciente de la nécessité de se doter de navires de plus en plus performants, mais aussi de l'importance de la souveraineté industrielle, a choisi de développer sa propre industrie navale, en concevant des navires qui représentent un accroissement de notre puissance maritime, tant en termes de qu'ils augmentent nos arsenaux en ce qui concerne la base technologique et industrielle de défense, étant donné la valeur ajoutée et l'exposant de la marque espagnole sur le marché international qu'ils impliquent.

Ce n’était pas une décision prise au hasard. L’Agence européenne de défense (AED) a récemment publié une analyse approfondie sur l’impact des tendances mondiales, capacitaires et technologiques à long terme sur la défense intitulée « Renforcer les capacités militaires de l’UE au-delà de 2040 ». . Ce document de l'EDA identifie les tendances clés qui détermineront les besoins en capacité et les avancées technologiques au cours des 20 prochaines années et au-delà. Les principales tendances identifiées incluent la connectivité multidomaine, la supériorité cognitive et d'autres technologies qui seront présentes dans le F-110. Une tendance clé est également soulignée : la capacité d’adaptation des forces armées à utiliser une mentalité de défense à la fois analogique et numérique qui permet aux plates-formes militaires existantes de s’adapter aux avancées technologiques.

En ce sens, le développement de la frégate F-110 constitue le principal programme d'armement en cours dans la défense espagnole, représentant un projet unique pour la construction navale nationale avec un potentiel de commercialisation considérable. . Ce projet est essentiel pour maintenir les capacités navales de l'Espagne, car il intègre un index technologique national sans précédent depuis les années 110. Ainsi, les frégates F-110 offrent une option de haute technologie à un moment clé du secteur militaire naval, alors que de nombreux pays doivent remplacer des navires de même classe. Et il ne faut pas oublier que les précédents succès des frégates espagnoles en Norvège et en Australie confortent les perspectives internationales du futur navire. Le F-4.0 se présente comme un navire multi-missions de pointe, profitant de l'effort de modernité de l'industrie navale espagnole, avec la mise en œuvre de nouveaux concepts, tels que « Shipyard XNUMX », « Smart Arsenal » ou un nouveau modèle de Support.Logistique dans la Marine, qui implique la numérisation de nombreux processus organisationnels et du domaine logistique de la Marine.

En plus de répondre aux besoins de la Marine et d'offrir une opportunité commerciale importante, le F-110 devrait générer des revenus substantiels pour l'économie espagnole, estimant une injection de 590 millions d'euros par an dans le PIB. Mais en plus de couvrir les besoins de la Marine avec un nouveau navire multi-missions et de constituer un développement d'opportunité commerciale indéniable, le F-110 constitue un formidable bond en avant en termes de capacités acoustiques et de réduction de signature.

Cette frégate, comme ses prédécesseurs, est construite à Ferrol, noyau principal du corridor industriel nord. Selon la Stratégie industrielle de défense 2023, les sièges sociaux du secteur en Espagne sont regroupés en trois grands corridors industriels ; le corridor Nord, le corridor Centre-Méditerranée et le corridor Sud.

Le corridor nord, qui s'étend le long de la côte cantabrique jusqu'à Saragosse, dispose d'importantes capacités dans divers domaines. Dans la région nord-ouest, il existe un centre naval, notamment dans l'estuaire du Ferrol, spécialisé dans la conception et la production de navires, notamment de frégates comme le F-110.

Ces programmes non seulement dynamisent le secteur naval, mais génèrent également des effets positifs sur toutes les entreprises du sous-secteur. Outre le centre naval, la zone nord-ouest dispose également de capacités notables dans la production de véhicules terrestres, cette capacité étant également un point fort dans le centre-nord de la péninsule.

Au cours des 50 dernières années, la marine espagnole a connu une évolution significative dans l'acquisition de ses unités, depuis l'obtention de navires excédentaires de la marine américaine jusqu'à aujourd'hui, où elle conçoit conceptuellement ses propres navires pour l'industrie navale espagnole. construire.

Le programme F-110 représente la continuité de ce processus, se distinguant comme une frégate technologiquement avancée et polyvalente, conçue pour opérer dans divers scénarios navals, notamment dans la guerre anti-sous-marine et dans les eaux côtières. La frégate se positionne comme un élément clé de la Force Navale du XXIe siècle, couvrant les besoins opérationnels de la Marine et contribuant à la défense de l'Espagne et, tout cela, avec un haut niveau de nationalisation dans tous ses systèmes, intégrant les constructeurs. et les fournisseurs dès le début du processus de conception pour améliorer leur durabilité et leur cycle de vie futurs. La Marine voit également ce programme comme une opportunité de développer le concept de Soutien Logistique 4.0, en utilisant les technologies de l'information pour établir la maintenance conditionnelle, ainsi que l’utilisation de règles expertes pour favoriser la maintenance prédictive.

Le programme F-110 nous permettra de disposer d'une série de navires de surface équipés des dernières technologies et de systèmes d'armes de haute performance, dotés des dernières technologies en matière de guerre anti-aérienne (AAW), d'ASUW et d'ASW, et capables d'englober d'autres missions grâce à l’utilisation de modules de mission. Le tout dans le respect des exigences opérationnelles définies par la Marine nationale et avalisées par l'Etat-major des Défenses (EMAD).

Ces frégates servent non seulement à répondre aux exigences de défense de l'espace maritime national, mais nous permettent également d'assumer des engagements dans des missions conjointes au sein des organisations internationales dont l'Espagne fait partie, notamment l'OTAN et l'UE. Cela garantit la disponibilité de capacités navales d'un haut niveau qualitatif, mais favorise également un haut niveau d'interopérabilité avec les navires des nations alliées comme nous le verrons plus tard, lorsque nous parlerons de multistatisme.

Cela dit, le programme F-110 a deux objectifs principaux : fournir à la Marine une escorte qui renforce les engagements de sécurité partagés avec les alliés et augmenter les capacités du secteur industriel de défense, générant de la richesse et des emplois au niveau national. Dans le cas spécifique du F-110, l'objectif est d'améliorer la nationalisation des équipements, en développant onze programmes technologiques depuis 2015 pour garantir la viabilité et la maturité des technologies, avant leur incorporation dans le navire.

Le défi n’est pas mineur. Comme cela s'est produit à l'époque avec l'intégration du système de combat Aegis ou des radars SPY-1D du F-100, dans le F-110 l'inclusion d'un radar multifonction 3D en bande S et l'intégration acoustique de la suite Sónar sont constituent les deux plus grands défis techniques, tous deux essentiels à la défense anti-aérienne et anti-sous-marine du système de combat.

Pour atténuer les risques, une collaboration a été recherchée avec Lockheed Martin et Thales, partenaires technologiques de premier plan. Dans le cas spécifique de la suite sonar, que nous aborderons plus tard plus en détail, SAES a signé un contrat avec Thales qui couvre la fabrication d'une partie de l'équipement sonar de coque, ainsi que l'intégration et les tests des sonars de coque et de profondeur. variables des trois dernières frégates F-110 de la Marine. Cet accord, d'une durée de 10 ans, représente le deuxième plus gros contrat signé par SAES dans son histoire, étant le premier lié aux sous-marins espagnols S-80. Le soutien de Thales et Navantia, actionnaires de SAES, renforce la position de l'entreprise comme référence en électronique et acoustique sous-marine dans le domaine de la défense en Espagne, permettant à SAES de participer activement à des programmes navals très pertinents, tels que ceux mentionnés ci-dessus. .

Revenant aux frégates F-110, elles intégreront de nombreuses nouveautés par rapport aux unités actuellement en service.

• Premièrement, bien qu’il s’agisse d’une escorte polyvalente, sa capacité de guerre anti-sous-marine sera renforcée, avec des équipements de sonar et de bouées sonores de pointe, répondant ainsi à un manque actuel de capacité dans la Marine.

• Deuxièmement, les capteurs des frégates F-110 montreront un degré de nationalisation plus élevé que les unités précédentes. La mise en œuvre de programmes de R&D&I depuis 2015 a permis à l'industrie nationale de concevoir et de fabriquer des équipements technologiquement avancés, notamment adaptés pour optimiser les performances des frégates dans des environnements côtiers, qui peuvent être plus complexes en raison de la proximité de la côte.

• De plus, le F-110 disposera d'un espace multi-mission qui permettra l'adoption de profils variés en fonction de la mission assignée. Cet espace permettra l’embarquement de systèmes aériens, de surface ou sous-marins télépilotés ; conteneurs pour logements, bureaux ou matériel; récipients supplémentaires aux deux organiques ; des systèmes de plongée et des unités spéciales de guerre navale, entre autres ressources.

Au total, 17 configurations de chargement possibles ont été conçues pour cet espace, soulignant sa polyvalence et ses larges possibilités. De plus, un système de gestion de charge sera intégré qui garantira son autonomie sans dépendre d'un support externe.

Le rôle du SAES dans les frégates F-110

La Marine a besoin de nouvelles plates-formes de guerre anti-sous-marine innovantes pour se défendre contre la menace furtive et puissante des sous-marins conventionnels que fabriquent la Russie et la Chine, ainsi que contre ceux qui, de plus en plus performants, nous nous retrouvons entre les mains d'autres puissances navales de la même Méditerranée.

SAES se distingue comme la seule entreprise en Espagne avec des compétences exceptionnelles en sonars et en acoustique sous-marine. Ses solutions intègrent des capteurs hautes performances et une technologie avancée de traitement du signal, offrant efficacité, sécurité et précision dans les opérations sous-marines et anti-sous-marines. Avec une présence internationale consolidée, elle est un collaborateur clé dans les principaux programmes navals non seulement de notre pays, mais d'une partie substantielle de ceux de nos partenaires.

Sa participation intégrale au programme F-110 s'appuie sur sa capacité technologique, ses propres développements, sa spécialisation en acoustique et sa solide expérience dans les grands programmes navals. Au sein de celui-ci, il contribue au système de traitement acoustique des bouées acoustiques (SAS), au système de gestion acoustique (AMS), à la modélisation et à la mise à jour de la signature électrique statique et alternative du navire.

Des développements possibles, outre grâce aux capacités propres de l'entreprise, avec la signature d'un accord avec Thales dans le cadre d'un programme de transfert de technologie, associé à la fourniture de la suite sonar. L'entreprise française a annoncé, en décembre 2019, qu'elle fournirait les sonars et systèmes acoustiques des cinq frégates F-110. Les composants clés de la suite intégrée sont les sonars BlueMaster (UMS-4110) et CAPTAS-4-Compact, le système de communication sous-marine TUUM-6 et le système acoustique numérique BlueScan, déjà en service dans d'autres marines européennes.

Le CAPTAS-4-Compact et le BlueMaster, ainsi que le système acoustique numérique BlueScan, seront intégrés via le SCOMBA-F110 de Navantia Sistemas et permettront d'effectuer des missions simultanées de surveillance, de recherche et de protection maritime sur n'importe quel théâtre d'opérations. . Il est capable de gérer d’importants volumes de données sonar provenant de différentes plateformes pour offrir une vision complète de la situation acoustique en temps réel. Pour ce faire, elle tire parti des technologies d’analyse du big data et d’intelligence artificielle, conférant un avantage tactique aux forces navales.

L'accord couvre la fabrication des cinq sonars de coque des frégates, jusqu'au développement d'un logiciel de traitement du sonar et à l'intégration ultérieure de la suite Sónar, en passant par les services de réglage ultérieurs, les tests et la formation de l'équipage.

L'acquisition des compétences nécessaires à la réalisation de ces activités n'étant pas aisée, un transfert de connaissances et de technologies est en cours, conformément au Plan de Transfert Technologique établi entre Thales et SAES. Plan qui implique également de doter l'entreprise espagnole de nouveaux outils et installations et qui permettra le développement de nouvelles compétences industrielles, la création d'emplois hautement qualifiés, la génération d'emplois dans des entreprises de fournisseurs locaux compte tenu de la capacité de traînée, l'acquisition de technologies acoustiques de dernière génération en sonars, et acquérir des connaissances applicables dans de futurs contrats au niveau international.

Dans le cadre de ce transfert, une nouvelle infrastructure de fabrication a été conçue en 2020, construite dans les installations de SAES à La Palma (Carthagène). Ces nouvelles installations, qui s'étendent sur 400 m2, comprennent des ateliers de fabrication spécialisés, des laboratoires de mesure, des équipements de fabrication industrielle et des équipements de mesure électronique. Ces travaux ont été achevés en octobre 2022 et constituent une ressource vitale pour les procédés de fabrication des capteurs acoustiques, sous la responsabilité du SAES.

Pour en revenir à la suite intégrée, celle-ci comprend des composants clés tels que les sonars BlueMaster (UMS 4110) et CAPTAS-4-Compact, ainsi que le système de communication sous-marine TUUM-6 et le système acoustique numérique BlueScan, ce dernier étant déjà utilisé dans d'autres pays européens. marines. Ce n’est pas une mince affaire, car au-delà du succès que ces systèmes ont connu sous d’autres latitudes, leur utilisation généralisée permet de maximiser l’interopérabilité et, avec elle, les possibilités de localisation des sous-marins ennemis.

On voit par exemple que le sonar à profondeur variable ou VDS (de l'anglais Sonar à profondeur variable) est similaire à celui choisi pour les nouvelles frégates que la France construit pour les marines comme celle grecque, et le sonar de coque est le même que celui monté sur certaines versions des frégates françaises et italiennes de type FREMM. Le grand avantage est que, contrairement à ce que d'autres États ont fait, qui agissent simplement en tant que clients, SAES participe à l'intégralité de l'intégration de la suite sonar, assurant la présence de l'industrie nationale dans un domaine aussi complexe que l'acoustique sous-marine.

Principaux capteurs acoustiques des frégates F-110

Regardons ci-dessous les trois éléments principaux, à commencer par le sonar à profondeur variable ou VDS, plus précisément le modèle CAPTAS-4 Compact Dependent C4CD (dans son acronyme en anglais) .

Au cours des quatre dernières décennies, les sonars actifs basse fréquence à profondeur variable se sont distingués par leur excellence opérationnelle dans diverses conditions environnementales et profils bathymétriques. Ces systèmes se sont révélés très efficaces pour détecter, localiser et classer les sous-marins, notamment ceux qui sont de plus en plus furtifs.

La famille de sonars CAPTAS a été pionnière dans ce domaine et reste aujourd'hui le leader incontesté du marché. Avec plus de 80 systèmes en construction ou en service, les différents produits CAPTAS sont recherchés par les plus grandes marines mondiales en raison de leurs performances et de leur fiabilité exceptionnelles.

Le programme initial proposait l'installation de plates-formes avec un sonar basse fréquence actif/passif à l'avant, un réseau basse fréquence remorqué passif et un complément actif dérivé du système ATAS (de l'anglais Sonar à tableau tendu actif). Cependant, au cours du développement, le concept a changé, donnant naissance à un réseau remorqué hybride actif/passif qui intègre des composants des développements précédents.

Le CAPTAS-4 se compose d'un corps remorqué avec deux modules : un transducteur actif omnidirectionnel sous la proue du corps et une grande aileron vertical abritant les récepteurs actifs, ayant été mis à niveau dans le cadre du programme Spearhead. Le système transmet à des fréquences plus basses pour profiter de la propagation du son et déploie le corps remorqué à la profondeur optimale pour détecter et suivre les cibles. Fonctionne conjointement avec un réseau passif remorqué .

CAPTAS-4 équipe les frégates anti-sous-marines de haut niveau, comme les britanniques Type 23 et 26, les françaises et italiennes FREMM, les espagnoles F-110 et les chiliennes Type 23. Comme si cela ne suffisait pas, il devrait également équiper de nouvelles plates-formes dans le futur, comme les frégates Hunter de la marine australienne.

Bien que le CAPTAS-4 ait toujours fait preuve de performances exceptionnelles, Thales a reconnu que son poids total et sa complexité d'installation constituaient un obstacle à sa vente, choisissant de développer un système plus léger pouvant être installé sur des navires plus petits. Les travaux pour aboutir à CAPTAS-4-Compact ont débuté en 2013, permettant enfin de disposer d'un capteur performant mais toujours adapté à une installation sur des frégates de taille moyenne.

Ce n'était pas une tâche simple, car il s'agissait d'identifier les aspects qui pourraient réduire la taille et le poids de l'ensemble, sans impliquer de perte en termes de performances. Par exemple, le système de compensation et la longueur du câble de remorquage. Grâce au travail des ingénieurs de l'entreprise, la configuration Compact a remplacé le CAPTAS-4 d'origine, son encombrement est réduit de moitié et son poids a diminué de 20 %, tout en conservant les performances.

Le CAPTAS-4-Compact a connu sa première vente réussie en 2017 pour le programme français de frégates de défense et d'intervention du FDI (du français Frégate de Défense et d'Intervention). Le deuxième client a été l'Espagne, lorsqu'elle a choisi la version remorquée dépendante pour son programme de frégates F-110, ce qui sera possible grâce à l'accord entre Thales et SAES. Le troisième client était la Grèce, qui a également opté pour l’armée française en 2022.

Ce ne sont en aucun cas les seuls membres d'une famille qui n'a cessé de s'agrandir avec des variantes comme le CAPTAS-2, qui recherche un équilibre optimal et est utilisé dans les frégates de taille intermédiaire. Également le CAPTAS-1, conçu spécifiquement pour les corvettes et les patrouilleurs et qui connaît un succès international important. . Enfin, nous avons CAPTAS-Nano, qui représente une alternative économique au sonar de coque traditionnel et peut être installé même sur des navires d'un déplacement de seulement 400 tonnes ou, mieux encore, sur des conteneurs pour navires d'opportunité. .

L'important pour nous est que les solutions CAPTAS partagent le même pedigree technologique basé sur d'excellents capteurs acoustiques, testés et éprouvés en mer. Il en va de même pour les modules électroniques et les logiciels. Cela signifie que toute amélioration affectant l'un des produits de la gamme profite à toute la famille, permettant à chaque membre de la famille d'être à tout moment à la pointe de la technologie. .

Passons au sonar de coque, il s'agit d'une variante de l'UMS-4100, l'UMS-4110. Il s'agit d'un sonar de coque cylindrique monté sur la proue et fonctionnant à basses fréquences, il dispose donc d'une détection de rebond de fond à longue portée ou même d'une détection de zone de convergence. Il a été développé à partir du TSM-2633 Spherion et était à l'origine connu sous le nom de Spherion Mk 3. Il s'agit d'un sonar panoramique moyenne fréquence qui utilise un ensemble de transducteurs cylindriques à 48 réseaux logés dans une ampoule sous la proue. Sa fréquence de transmission est de 4,5 kHz, avec une durée d'impulsion maximale de quatre secondes.

La famille de sonars UMS-4100 remplace, comme nous l'avons dit, la série originale TSM-26, incorporant des éléments des systèmes TSM-25 Spherion, DUBV-23 et Type 2050 de la Royal Navy. Cette famille modulaire offre une adaptabilité à diverses exigences opérationnelles, située dans un triangle conceptuel formé par le DUBV-23, le Spherion et le Type 2050.

La partie sèche du système UMS-4110 comprend le module émetteur/récepteur et un sous-système informatique pour le traitement des données et l'analyse des signaux, ainsi que des interfaces avec les armes du navire, les écrans de contrôle de tir et les opérations tactiques. Les membres de la famille partagent un récepteur et un processeur de signal.

Cela permet une détection et un suivi communs, mais pas de formation de faisceau, en raison des différences dans les transducteurs utilisés. Toutes les versions sont automatiquement actives et passives grâce à l'utilisation de la formation de faisceaux à la réception. Les fonctions sonar sont la détection active pour l'ASW, la passive pour l'alerte aux torpilles et la détection active pour la détection des mines et des obstacles.

Les écrans comprennent un grand viseur panoramique pour les fonctions de recherche ; une lunette à grossissement et une lunette Doppler pour les opérations d'attaque ; lecture numérique des données de relèvement cible, de portée et de vitesse ; un canal audio ; et un indicateur pour afficher les résultats des tests du système.

L'UMS-4110 dispose des modes de fonctionnement suivants : surveillance panoramique, surveillance sectorielle, surveillance passive, attaque par balayage et attaque par projecteur. Il est conçu pour les escortes de moyenne à grande taille et possède un niveau de puissance élevé à une fréquence relativement basse, offrant une surveillance ASW panoramique. De plus, il utilise plusieurs configurations de transmission, permettant à deux navires d'opérer dans la même zone. Enfin, le système peut être intégré au sonar à profondeur variable CAPTAS pour obtenir une image sonar puissante de l'étage ASW.

Parallèlement à la série UMS-4100 de sonars montés sur coque se trouve la famille UMS-4200 de sonars remorqués. Il s'agit également d'une famille modulaire, apparemment dérivée du britannique Type 2087 et du français DUBV-61, avec, semble-t-il, d'importantes contributions du Kariwara australien.

Passons au troisième élément, nous avons le système de traitement acoustique des bouées sonores. Le système SAS, dans le cas des frégates F-110, fourni par la société espagnole SAES et qui sera chargé de gérer toutes les fonctions liées aux bouées sonores déployées à la fois depuis le navire lui-même et depuis l'hélicoptère organique qu'il transporte.

L'intégration du SAS au système de combat de la frégate lui permettra de recevoir des données cruciales, telles que des informations de navigation, des données tactiques, des traces et l'heure, ainsi que d'envoyer des informations tactiques sur les cibles détectées. De plus, une interface sera établie avec l'hélicoptère pour traiter et contrôler les bouées sonores reçues via cette plateforme aérienne.

Les capacités SAS couvriront plusieurs aspects clés. Premièrement, il s'intégrera à SCOMBA, facilitant des fonctions telles que la gestion des contacts, la classification, la prédiction, le statut et l'audio. De plus, le système permettra le traitement des bouées sonores, qu'elles soient reçues directement sur le navire ou via la liaison avec l'hélicoptère. Une autre fonctionnalité notable sera la possibilité de configurer à distance les bouées sonores, offrant ainsi une plus grande flexibilité opérationnelle.

SAS de SAES se démarquera également par ses capacités de détection automatique et de recherche des contacts, ainsi que par l'offre d'options de formation embarquée, à la fois intégrées et isolées. D'autre part, il comprendra des fonctions telles que l'enregistrement des données tactiques et l'analyse post-mission. Ces capacités intégrées donneront à la frégate une solide capacité de détection et de gestion des menaces sous-marines, mais permettront également à nos marins d'apprendre de chaque utilisation, grâce à la possibilité d'analyser les données collectées.

On retrouve enfin le système AMS (Acoustic Management System) des futures frégates F-110, qui jouera un rôle crucial dans la fusion des informations tactiques des bouées sonores et des deux sonars. L'AMS comprendra des fonctions telles que la classification de détection, la localisation des zones de contact probables, la gestion des données ANM et bathymétriques, le fonctionnement multistatique, la prédiction des performances et l'enregistrement des données audio. De plus, il sera intégré à d'autres systèmes, tels que SCOMBA et Suite Sonar, permettant la fusion de cartes énergétiques dans une cartographie géographique du navire.

Pour conclure sur le thème des capteurs, et par rapport à ce qui a été expliqué jusqu'à présent et aux capacités des systèmes choisis pour les frégates F-110, il convient de noter qu'au début de l'année 2020, deux frégates FREMM de la La Marine Nationale française, tous deux équipés d'hélicoptères CAPTAS-4 et ASW NH90 équipés de bouées sonores FLASH, a été honoré par l'US Navy du prestigieux « Hook'em Award », en reconnaissance de leur capacité à détecter et suivre les menaces sous-marines. . Ainsi, le « Provence » et le « Languedoc », opérés sous le commandement tactique de la CTF 473, ont démontré des capacités ASW exceptionnelles lors de manœuvres conjointes en mer Méditerranée, ce qui leur a valu une reconnaissance bien méritée.

Cette récompense, qui est tout sauf anecdotique, laisse présager que la série de sonars de Thales continuera à connaître du succès partout dans le monde. Tout cela permettra à SAES, grâce aux transferts technologiques, mais aussi à ses propres développements, de positionner l'entreprise espagnole comme un acteur leader sur le marché de l'exportation dans les années à venir.

Les frégates F-110 et le multistatisme

Les progrès réalisés dans la réduction de la signature acoustique des sous-marins contemporains, ainsi que l’augmentation du trafic maritime et l’augmentation conséquente du bruit ambiant, ont généré la nécessité de développer des sonars actifs basse fréquence. Ces derniers, capables d'augmenter l'énergie du signal et de discriminer les cibles, fonctionnent à des fréquences inférieures au kilohertz, nécessitant la séparation de l'antenne de réception de l'antenne d'émission et une synchronisation entre les deux.

Ainsi surgit la notion de bistatisme, qui constitue le thème central de cet ouvrage. En termes simplifiés, un système sonar multistatique implique une ou plusieurs plateformes émettant et une ou plusieurs recevant l'émission réfléchie par la cible visée. . La future guerre anti-sous-marine côtière nécessitera une fusion de capteurs interconnectés, de véhicules sans pilote et de plates-formes conventionnelles qui coopèrent dans le même espace et au même moment. .

Cependant, des émetteurs et des récepteurs sont-ils compatibles ? Examinons les caractéristiques fondamentales qui doivent être réunies pour le bon fonctionnement du système. Les fréquences du sonar, la forme d'onde et d'autres aspects doivent être compatibles entre les émetteurs et les récepteurs . Cela permet d'identifier l'onde réfléchie, de la différencier de l'onde rayonnée et de la traiter de manière appropriée pour obtenir la position de la cible.

Les éléments du système doivent être liés pour obtenir une zone de positions probables de contact en mesurant la différence de phase temporelle et angulaire entre le ping sonar direct de l'émetteur et celui réfléchi par l'écho du contact. Des problèmes tels que la sensibilité, les temps de transmission, le positionnement des récepteurs, la différence de vitesse du son dans l'eau entre émetteurs et récepteurs, le positionnement relatif du contact et des acteurs du système multistatique, entre autres, doivent être abordés par le traitement du signal. cela permet d'obtenir des solutions fiables de la position réelle du contact.

Émettre avec des sonars basse fréquence en milieu côtier, c'est faire face à de nombreux contacts et faux échos, motivés par une multitude de facteurs, de l'orographie elle-même à la faune marine en passant par l'augmentation du trafic maritime. Pour discriminer le signal recherché du reste, un processus de surveillance des signaux au seuil de détection doit être effectué. Cela implique d’éliminer les échos qui décrivent des trajectoires invalides ou incohérentes avec un contact sous-marin, améliorant ainsi la capacité de suivi de cible.

Le multistatisme est en phase d’expérimentation et de développement par certains pays de l’OTAN, dont la France, l’Italie, les États-Unis et le Royaume-Uni. . Ces pays utilisent des sonars actifs à basse fréquence (LFAS) sur diverses plates-formes. Les récepteurs doivent être compatibles avec les paramètres sonar des émetteurs, allant des navires de surface aux sous-marins, en passant par les hélicoptères équipés de VDS, les bouées sonores passives et les capteurs acoustiques de fond. .

Les liens de communication sont essentiels au succès du système en réseau. L'approche de CMRE (Centre de Recherche et d'Expérimentation Maritime) de l'OTAN dans ses expériences de fusion et de traçage des contacts, a montré que les communications (type UHF) s'estompent à mesure que la distance entre les nœuds augmente. D’où la nécessité d’établir des réseaux tolérants aux délais, un principe utilisé aussi bien pour les communications aériennes que souterraines. .

L'intégration de diverses plates-formes confère à ces systèmes une polyvalence et des avantages, tels qu'une augmentation de la zone de recherche et de la probabilité de détection. La possibilité de diffuser à partir de récepteurs permet d'étendre davantage la détection, mais au prix de révéler la position de l'unité. Dans des expériences, l'efficacité a été démontrée dans des champs avec des bouées sonores actives et passives, déployables par voie aérienne et économiquement rentables.

De plus, ces systèmes permettent aux unités de réception de détecter, localiser, suivre, classer et poursuivre les sous-marins ennemis sans révéler leur position. Cela réduit les réverbérations et les interférences, améliore la capacité de suivi et facilite la classification des contacts. De même, refuser des informations acoustiques à l’ennemi entrave sa capacité à s’échapper et à contre-mesure.

Cependant, le multistatisme présente des inconvénients et des complexités. Les zones aveugles, la nécessité d'une connaissance précise de la position de l'émetteur, des communications fiables et sécurisées entre les unités et la possibilité d'une exploitation ennemie des émissions sont des défis à surmonter. De plus, l’intégration au niveau de l’OTAN nécessite des bases de données et des paramètres standards .

Dans le contexte de la Marine, les frégates F-110 seront les premières unités à disposer de cette capacité, notamment grâce au rôle du SAES. À cet égard, le système de gestion acoustique AMS remplit plusieurs fonctions cruciales, assurant une gestion efficace des données tactiques et acoustiques et classifiant les détections fournies par les bouées sonores et les sonars. Sur les frégates F-110, l'installation de tous les processeurs sur une seule plateforme simplifie le multistatisme en ayant la même référence temporelle et les mêmes communications par câble, à l'exception des bouées sonores, qui sont reçues via la liaison de données.

Pour ce faire, les contacts identifiés peuvent être comparés à une base de données d’intelligence acoustique afin de réaliser une classification précise. Ces données de classification sont stockées de manière compatible avec d'autres plates-formes espagnoles, comme le sous-marin S-80, grâce à la communauté du logiciel fourni par SAES, qui développe également l'outil EDIA pour l'exploitation des données de renseignement acoustique.

De plus, le système de gestion acoustique permet de localiser facilement les zones probables de détection à l'aide de graphiques de traçage géographique ou multistatique. Ces graphiques sont générés à partir des données des modèles de propagation acoustique et des détections reçues, en les fusionnant dans le système de gestion acoustique. Cela permet à l'opérateur acoustique de générer des pistes acoustiques basées sur ces tracés.

Le système est également chargé de gérer les données bathymétriques provenant du système acoustique de bouées sonores SAS, également de SAES, ainsi que les données bathymétriques acquises de l'unité bathymétrique. Ces données sont stockées et gérées efficacement dans une base de données gérée par le système de gestion acoustique.

Une autre caractéristique notable du système de gestion acoustique est le fonctionnement multistatique entre les bouées sonores et le sonar du navire. Cela implique la création de réseaux multistatiques, pour la gestion des bouées sonores dans ces réseaux, la synchronisation du traitement des bouées sonores avec l'émission de pings, et la prédiction des performances monostatiques et multistatiques pour optimiser la configuration et la détection du réseau. . De plus, le système de gestion acoustique permet l'enregistrement des données audio reçues par la suite sonar pendant la mission.

L’échange de données tactiques et acoustiques entre capteurs est essentiel pour une coordination efficace . Les autres capacités du système de gestion acoustique incluent l'intégration avec le système de combat SCOMBA pour gérer les contacts, la classification, la prédiction, l'état et l'audio, ainsi que l'intégration avec la suite Sonar pour gérer les paramètres du sonar pour la classification et l'enregistrement des contacts. Il réalisera également le traitement du signal des bouées sonores, des sonars, la classification des contacts, la gestion multistatique, les données ACINT et environnementales (bathymétrie, bruit ambiant, fond, état de la mer, etc.), ainsi que des outils de planification acoustique et multistatique.

Enfin, le système de gestion acoustique affichera les niveaux d'énergie détectés par tous les capteurs impliqués dans l'opération anti-sous-marine à bord de la frégate (bouées sonores, sonars et capteurs de bruit) sur une présentation géographique cartésienne, afin que les niveaux d'énergie soient fusionnés avec le reste des informations tactiques (détections, tracking, outils, etc.).

Ceci étant expliqué, l’adoption du mode multistatique présente une série d’avantages significatifs. Parmi eux, se distingue la réduction des émissions acoustiques, qui permet de maintenir un profil bas et de réduire la détection. De plus, il est possible d'améliorer la localisation et la classification des contacts, augmentant ainsi l'efficacité de la détection sous-marine.

L’expansion de la couverture spatiale constitue un autre avantage fondamental, permettant une plus grande zone de surveillance. De plus, le mode multistatique permet de garder cachées les plates-formes de réception uniquement, contribuant ainsi à la stratégie furtive. Bien que le sonar émetteur puisse recevoir l'écho du pire aspect du contact, d'autres récepteurs peuvent capter l'écho d'un aspect plus favorable.

Les études menées dans le cadre de l'OTAN visant à élaborer des normes visant à faciliter la mise en œuvre du mode multistatique entre les plates-formes LFAS démontrent un engagement continu en faveur de l'amélioration de ces technologies. L’exploration de nouveaux types de signaux à modulation composée, permettant simultanément une portée optimale et une précision Doppler, représente également une voie prometteuse pour l’application du mode multistatique en eaux peu profondes. .

Ensemble, ces avantages mettent en évidence l’importance et l’évolution que le multistatisme aura dans la guerre anti-sous-marine. Désormais, ils nous placent également devant l’obligation de faire face à un défi technologique majeur et de le faire en temps opportun. Heureusement, en tant que pays, l’Espagne dispose non seulement des ressources, mais aussi des atouts nécessaires pour relever ce défi.

Parlons du futur

Les frégates F-110 devraient entrer en service entre 2028 et 2032. Les travaux sont toutefois bien plus précoces. Après tout, le programme a débuté en 2015, en faisant appel à des programmes technologiques clés (PROTEC) pour développer les principaux capteurs du navire, notamment le radar à balayage de surface, le système IFF avancé, les systèmes de guerre électronique (ESM et ECM), le système IRST et les modules de transmission/réception pour l'air. radar d'exploration. La même année, l'ingénierie du système SCOMBA a commencé à adapter sa configuration aux exigences d'intégration des capteurs du système de combat F-110. En outre, en 2015 également, la phase de définition du navire a commencé avec Navantia, culminant en novembre 2017 avec l'approbation de la configuration de base des frégates F-110 lors de la revue de conception du système.

À l'heure actuelle, comme nous le savons, la construction de cinq unités est prévue, sans préjudice du fait que la Marine pourrait augmenter la série en acquérant des variantes spécialisées dans d'autres domaines développés sur la même base. Plus important encore, si possible, il faut tenir compte du fait que le constructeur, ainsi que le reste des entreprises impliquées dans le programme, auront de nombreuses opportunités commerciales à l'étranger, car de nombreux pays doivent remplacer une partie des frégates en service. . .

La position actuelle de Navantia sur le marché des frégates est solide, celles-ci étant le produit phare de l'entreprise et suscitant un intérêt international continu. En ce sens, le défi pour les frégates F-110 est d'obtenir le même succès que leurs prédécesseurs, les F-100, en devenant des navires opérationnels, de pointe, de qualité et compétitifs.

Dans ce cadre, les nouveaux systèmes apporteront une valeur ajoutée significative à la capacité de combat des frégates F-110, se positionnant comme une référence pour les futurs navires du même type. Ainsi, les capacités anti-sous-marines dérivées de l’inclusion de systèmes absolument avant-gardistes constitueront la principale valeur ajoutée de ces frégates par rapport à leurs prédécesseurs. Des systèmes tels que le sonar de coque à moyenne fréquence et le sonar remorqué à profondeur variable, mais également le traitement acoustique des bouées sonores et la gestion acoustique pour les opérations multistatiques, tous deux de SAES.

Concernant les armes ASW, le F-110 sera équipé de torpilles légères anti-sous-marines, les MK-54, et conservera la capacité de lancer l'actuel MK-46 en service dans la Marine. Ces torpilles peuvent être lancées depuis deux supports situés à bord, un de chaque côté, ainsi que depuis l'hélicoptère.

En plus des systèmes RPAS (systèmes aériens télépilotés) dont dispose la Marine au moment de l'entrée en service du F-110, il est prévu que l'hélicoptère organique soit le MH-60R qui, bien qu'il ne soit pas le plus design moderne, ils le placent aujourd’hui comme l’un des hélicoptères de taille moyenne les plus avancés. En particulier, tous les systèmes embarqués sont intégrés numériquement et présentés à la demande aux pilotes sur cinq écrans numériques multifonctions, permettant de personnaliser les informations en fonction du temps de vol et de la mission. Les systèmes de lutte anti-sous-marine et anti-surface de l'hélicoptère seront intégrés à ceux de la frégate via des systèmes de liaison de données interopérables et une liaison spécifique pour transmettre des images de l'environnement situationnel. .

Conclusions

Au cours des 20 dernières années, le sonar actif basse fréquence et profondeur variable s'est imposé comme le capteur privilégié des navires de surface des marines occidentales dans la lutte contre les sous-marins. Leur émergence reflète deux dynamiques principales : l’efficacité nettement réduite des sonars passifs remorqués qui ont proliféré pendant la guerre froide, imputable à la combinaison d’une réduction du bruit sous-marin et de l’augmentation des opérations dans les régions littorales caractérisées par des niveaux de bruit environnementaux élevés ; et la maturité atteinte par les technologies (à la fois matérielles et logicielles) nécessaires au développement de systèmes multistatiques.

L’efficacité décroissante des sonars passifs contre les sous-marins modernes a conduit à un intérêt croissant pour les vertus des sonars actifs à très basse fréquence, notamment sous la forme d’une nouvelle génération de sonars à profondeur variable combinant émetteurs basse fréquence et matrices de réception. Ceci, à son tour, a généré un investissement proportionnel à la fois grâce à la recherche menée par les laboratoires scientifiques et les universités, et par l'industrie, qui a tenté de convertir les nouvelles technologies et techniques en produits commercialisables.

Nous en avons un bon exemple avec le CAPTAS-4 Compact, qui est également intégré au sonar du casque via le système acoustique numérique BlueScan. Ce système permet le traitement des informations provenant de divers contacts provenant de plusieurs sources pour générer une trace unique dans le système de combat, ainsi que l'obtention d'une propagation à longue portée et la capacité de fonctionner de manière multistatique avec d'autres capteurs basse fréquence.

La partie multistatisme, même si elle en est encore à ses balbutiements, est fondamentale. À l'heure actuelle, il est prévu que les systèmes LFAS fonctionneront en réseau, en utilisant une combinaison de LFAS, de bouées sonores et de véhicules sans pilote. C'est pourquoi l'incorporation d'un système LFAS multistatique dans le F-110 implique une avancée significative dans sa capacité ASW, permettant une coopération efficace avec d'autres plates-formes compatibles. Le F-110 se positionne ainsi à la pointe de la transformation technologique en matière de guerre anti-sous-marine, bénéficiant d'un système encore en développement, qui lui donnera la capacité d'améliorer et d'adopter des tactiques ASW plus modernes adaptées aux environnements côtiers et aux eaux restreintes.

Cependant, même si les avantages des systèmes LFAS sont largement appréciés, le fonctionnement à basse fréquence présente ses propres problèmes. Ceux-ci incluent la taille et le poids du capteur, la directivité, la résolution des ambiguïtés, la portée et la nécessité d'une bathymétrie précise pour garantir un placement optimal du sonar dans l'eau. De plus, la plus grande probabilité d'opérations côtières pose des problèmes de fausses alarmes causées par des niveaux élevés de réverbération dans les eaux peu profondes. Les méthodes appliquées pour surmonter ces difficultés comprennent : les changements de formes d'onde (onde continue, modulée en fréquence et combinée), les nouvelles techniques de traitement du signal ; transmission à large bande; et une conception de réseau de réception optimisée.

L'avenir réside dans la poursuite de l'intégration des capteurs avec d'autres systèmes, qu'il s'agisse de bouées sonores, de capteurs de fond, de systèmes sans pilote ou de tout autre moyen capable de s'intégrer au scénario de combat anti-sous-marin grâce aux réseaux multistatiques et même de l'extrapoler à d'autres domaines. , créant une image dans le multidomaine avec tous types de capteurs.

Pendant la guerre froide, les principales marines mondiales ont concentré leurs efforts de guerre anti-sous-marine, notamment sur la détection passive des sous-marins à propulsion nucléaire en eaux libres. Cette approche a bénéficié de la capacité du son à parcourir de longues distances en eau profonde, avec peu d’atténuation et une interaction minimale avec le fond marin, ainsi qu’un trafic maritime réduit. Cependant, au cours de la dernière décennie, la principale menace a évolué vers les sous-marins très silencieux opérant dans les eaux peu profondes à proximité des côtes, profitant de conditions acoustiques difficiles pour échapper à la détection.

Dans les eaux peu profondes, les profils de vitesse du son réfringent vers le bas génèrent des interactions complexes et mal comprises avec les sédiments du fond marin. De plus, l’environnement dynamique des eaux peu profondes présente des défis supplémentaires, dans lesquels le mouvement et les manœuvres des sources deviennent des facteurs importants. Face à cette évolution de la menace, les marines cherchent à tirer parti des avancées technologiques et des algorithmes de traitement, ainsi que des nouvelles architectures de systèmes, pour extraire des informations significatives à partir de signaux faibles et déroutants.

Les domaines de recherche et développement comprennent des techniques actives et passives applicables à différents types de sonars, tels que les sonars montés sur coque, à profondeur variable, remorqués, sous-marins et immersifs, ainsi que les bouées sonar et les réseaux fixes ou mobiles. En parallèle, des travaux sont en cours pour améliorer les performances des torpilles et autres armes ASW dans les eaux peu profondes. Los avances abarcan diversas áreas, como nuevos materiales y diseños de transductores, sonares con anchos de banda más amplios, el uso creciente de bajas frecuencias para abordar desafíos en operaciones litorales, operación bíestática/multiestática para mejorar el rendimiento y la adopción de ayudas electrónicas para la prise de décisions.

Ces avancées fournissent un portefeuille de technologies et de techniques que les développeurs peuvent exploiter pour répondre à leurs besoins spécifiques. Ils font également partie d'un domaine dans lequel SAES constitue un atout considérable pour l'Espagne, car c'est la seule entreprise qui travaille sur l'acoustique sous-marine et qui est capable d'intégrer les meilleurs sonars du marché.

Le programme F-110 intervient en pleine transformation de SAES, une entreprise plongée dans un processus de renouvellement qui couvre tous les domaines de l'entreprise et a l'innovation technologique comme élément cardinal. Un processus qui s'appuie en outre sur l'application de nouvelles technologies pour obtenir une amélioration substantielle des processus tout au long de la chaîne de valeur, en impliquant le client et depuis le niveau de la direction jusqu'aux ateliers.

Le principal défi réside dans l’intégration efficace des différents capteurs dans un ensemble unique, même s’il y a des raisons d’être sûr que, là aussi, les frégates F-110 feront leurs preuves. De plus, ils seront prêts à travailler avec le système de bouées sonores du futur avion de patrouille maritime C-295, qui sera opérationnel en Espagne dans quelques années et dont nous espérons qu'il sera compatible avec le multistatisme. tout comme le P-8 Poséidon de l'US Navy.

Pendant que cela se concrétise, la Marine continuera à bénéficier des capacités du SAES dans tout ce qui concerne l'acoustique sous-marine, de son fort engagement envers les talents nationaux, soutenu par diverses collaborations dans des chaires avec des universités espagnoles et de son intérêt à couvrir de nouveaux domaines, comme c'est le cas avec le Programme Persée. Après tout, très peu de pays sont capables de construire des frégates performantes ou des sous-marins de pointe, mais il y en a encore moins qui peuvent intégrer des capteurs acoustiques de pointe ou, comme dans ce cas, ceux qui ont la possibilité de les intégrer à leurs propres capteurs acoustiques. solutions de traitement du signal.

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