Dans les domaines de l’océanographie, des opérations maritimes et des activités liées à la défense, les navires de surface sans équipage sont appréciés pour une raison essentielle : ils peuvent être configurés pour effectuer des tâches très différentes sans changer la plate-forme elle-même. Le même USV peut servir à la collecte de données scientifiques, aux relevés hydrographiques, à la surveillance de l’environnement ou de la surface, en fonction de la configuration de sa charge utile. Ce sont les types de charge utile et la configuration de la mission qui rendent cela possible.
Une plateforme définie par sa charge utile
Un USV professionnel/commercial n’est pas construit autour d’une seule mission. Il offre plutôt un espace de pont ouvert, des baies internes et des connexions électriques et de données standardisées, ce qui permet aux opérateurs d’adapter le navire à une tâche spécifique. Dans les limites de la capacité de charge utile, du poids de la charge utile, du volume de la charge utile et de la puissance disponible de la charge utile, il est possible d’installer un large éventail de capteurs et de systèmes.
BX-USV par AGISTAR
Cette approche permet de prendre en charge la recherche civile, l’arpentage commercial, les tâches de sécurité maritime et les opérations liées à la défense sur la même architecture de plate-forme de base.
Charges utiles des capteurs utilisés dans les domaines maritimes
Les capteurs environnementaux et océanographiques restent une catégorie importante de charge utile, mais ils ne représentent qu’une partie du tableau. Les charges utiles les plus courantes sont la conductivité, la température, la profondeur, la salinité, la turbidité, les fluoromètres, la chlorophylle, l’oxygène dissous, le pH et les capteurs de nutriments. Ces capteurs soutiennent la recherche, la surveillance réglementaire et les opérations en mer.
Les charges utiles hydroacoustiques étendent l’utilisation des USV à la surveillance et à la sécurité. Les échosondeurs monofaisceau et multifaisceau, les sonars latéraux, les sonars bathymétriques, les profileurs de fond et les profileurs acoustiques à effet Doppler sont utilisés pour la cartographie des fonds marins, les études d’itinéraires, l’évaluation des habitats et l’inspection des infrastructures. Ces mêmes systèmes sont également utilisés pour les études portuaires et les tâches de connaissance du domaine maritime.
Les charges utilesmétéorologiques et relatives aux conditions de surface, telles que les capteurs de vent, les capteurs de température de l’air, les capteurs de vagues, les radars de vagues et les capteurs de pression barométrique, soutiennent les opérations en mer, la surveillance de l’environnement et la planification opérationnelle.
Charges utiles de navigation, de positionnement et de contrôle
Les capteurs de navigation sont essentiels, quelle que soit l’application. Les récepteurs GNSS, les capteurs de navigation inertielle, les unités de référence de mouvement, les capteurs de cap et les capteurs de compas permettent de contrôler les navires et fournissent la précision de positionnement requise pour les charges utiles d’étude, de contrôle et de surveillance.
Dans les missions d’enquête et de défense, l’intégration étroite entre les capteurs de navigation et les charges utiles de la mission est essentielle. Une synchronisation temporelle précise et un montage stable sont souvent plus importants que le modèle de capteur spécifique utilisé.
Dispositions des charges utiles fixes, modulaires et remorquées
Les charges utiles des USV sont généralement installées de l’une des trois manières suivantes. Les charges utiles fixes sont montées de manière permanente pour des missions répétées. Les charges utiles modulaires permettent d’échanger des ensembles de capteurs entre les déploiements avec un minimum d’effort. Les charges utiles remorquées, y compris les sonars remorqués et autres systèmes de capteurs remorqués, permettent aux petits USV de transporter des instruments plus grands ou plus spécialisés.
Ces options permettent aux opérateurs d’augmenter ou de réduire leurs capacités en fonction des besoins de la mission sans s’engager dans un navire à usage unique.
Echosondeurs multifaisceaux HydroSweep Deep Water de Teledyne Marine
Adapter les charges utiles à la mission
En pratique, le choix de la charge utile d’un USV est un exercice d’équilibre. Les systèmes acoustiques à haute résolution augmentent la demande en énergie et le poids de la charge utile. La surveillance de longue durée favorise les charges utiles de capteurs plus légers et moins puissants. Les missions de surveillance et de sécurité maritime peuvent donner la priorité aux capteurs de navigation, aux charges utiles de connaissance de la situation et aux communications plutôt qu’aux instruments scientifiques.
Les USV étant conçus pour accepter différents types de charge utile, la plateforme peut être adaptée à la recherche, aux enquêtes commerciales, aux opérations en mer ou aux tâches liées à la défense en utilisant le même navire de base.
Types d’USV et leurs charges utiles typiques
Bien que les options de charge utile soient très adaptables, les différentes classes d’USV tendent à être associées à des combinaisons particulières de capteurs et de systèmes. Ces regroupements reflètent les missions qui leur sont le plus souvent confiées, plutôt que des limites techniques strictes.
USV militaires
LesUSV militaires sont conçus pour prendre en charge un large éventail de tâches liées à la défense, et opèrent souvent aux côtés d’équipages. Les charges utiles mettent l’accent sur la navigation, la connaissance de la situation et la flexibilité de la mission.
Les charges utiles typiques comprennent des capteurs de navigation, des systèmes de navigation inertielle, des récepteurs GNSS, des capteurs de surveillance de surface, des capteurs hydroacoustiques, des capteurs environnementaux et des ensembles de capteurs spécifiques à la mission, en fonction du rôle et de l’environnement de la menace.
VNU de combat
LesUSV de combat sont un sous-ensemble de plateformes militaires optimisées pour les environnements contestés. La capacité de charge utile est généralement réservée aux systèmes de mission plutôt qu’aux instruments scientifiques.
Les charges utiles typiques comprennent des capteurs de navigation et de positionnement, des capteurs de surveillance de la surface et de la subsurface, des charges utiles hydroacoustiques, des charges utiles de communication et des capteurs environnementaux de soutien utilisés pour éclairer la prise de décision tactique.
VNU de sécurité maritime
Les USV de sécurité maritime se concentrent sur la patrouille, la surveillance et le soutien à l’interdiction dans les ports, les eaux côtières et les zones offshore.
Les charges utiles typiques comprennent des capteurs de navigation, des capteurs de surveillance de surface, des charges utiles électro-optiques, des capteurs hydroacoustiques, des capteurs environnementaux et des systèmes de communication permettant une surveillance persistante et une connaissance du domaine maritime.
VNU de relevé hydrographique
LesUSV de relevé hydrographique sont optimisés pour la cartographie des fonds marins et les opérations de cartographie où la précision du positionnement et la qualité des données sont essentielles.
MRU-B2 par Inertial Labs, une société de VIAVI Solutions
Les charges utiles typiques comprennent les échosondeurs multifaisceaux, les échosondeurs monofaisceau, les sonars latéraux, les unités de référence de mouvement, les capteurs de cap, les récepteurs GNSS, les capteurs de vitesse du son et d’autres capteurs de navigation.
VNU de levés bathymétriques
Les USV d’étude bathymétrique se concentrent spécifiquement sur la mesure de la profondeur et le profilage des fonds marins, souvent dans des eaux peu profondes ou restreintes.
Les charges utiles typiques comprennent des échosondeurs à un ou plusieurs faisceaux, des sonars bathymétriques, des unités de référence de mouvement, des récepteurs GNSS, des capteurs de cap et des ensembles de capteurs de navigation compacts.
VNU de recherche océanographique
LesUSV de recherche océanographique soutiennent les études scientifiques multidisciplinaires dans les environnements côtiers et offshore.
Les charges utiles typiques comprennent des capteurs de conductivité, de température et de profondeur, des capteurs de salinité, des capteurs de température, des fluoromètres, des capteurs de chlorophylle, des capteurs d’oxygène dissous, des capteurs de nutriments, des profileurs de courant acoustiques à effet Doppler, des capteurs météorologiques et des capteurs de navigation.
VNU de surveillance de l’environnement
LesUSV de surveillance environnementale sont utilisés pour l’échantillonnage répété, l’analyse des tendances et la surveillance réglementaire.
Les charges utiles typiques comprennent des capteurs de qualité de l’eau, des capteurs de température et de salinité, des capteurs de turbidité, des capteurs de pH, des capteurs d’oxygène dissous, des capteurs de chlorophylle, des capteurs météorologiques et des capteurs de positionnement optimisés pour la précision des enquêtes répétées.
USV de surveillance côtière
LesUSV de surveillance côtière opèrent dans les zones littorales où les conditions environnementales changent rapidement.
Les charges utiles typiques comprennent des capteurs de qualité de l’eau, des capteurs de vagues, des capteurs météorologiques, des profileurs de courant, des capteurs de navigation et parfois des systèmes acoustiques compacts pour l’évaluation du fond marin et de l’habitat.
VNU de recherche halieutique
Larecherche halieutique utilise les USV pour étudier les stocks de poissons, les habitats et les facteurs environnementaux.
Les charges utiles typiques comprennent des capteurs hydroacoustiques, des échosondeurs scientifiques, des capteurs environnementaux, des capteurs de conductivité-température-profondeur, des fluoromètres, des capteurs de chlorophylle et des capteurs de navigation précis pour soutenir l’analyse spatiale.
VNU d’inspection en mer
LesUSV d’inspection offshore permettent d’inspecter et de surveiller les infrastructures offshore, notamment les plateformes, les pipelines et les installations d’énergie renouvelable.
Les charges utiles typiques comprennent des capteurs de navigation, des systèmes de positionnement, des capteurs hydroacoustiques, des capteurs environnementaux et des interfaces pour les charges utiles d’inspection déployées ou remorquées.
VNU de soutien à l’inspection des câbles
LesUSV de soutien à l’inspection des câbles sont utilisés pour assister les opérations d’étude et de surveillance des câbles sous-marins.
Les charges utiles typiques comprennent des capteurs de navigation et de positionnement, des charges utiles hydroacoustiques, des sonars à balayage latéral, des profileurs de fond, des capteurs environnementaux et des systèmes soutenant l’équipement d’inspection remorqué ou déployé.
VNU d’intervention en cas de catastrophe
LesUSV d’intervention en cas de catastrophe sont déployés rapidement après des incidents maritimes ou des catastrophes naturelles.
Les charges utiles typiques comprennent des capteurs de navigation, des capteurs de surface et de subsurface, des systèmes hydroacoustiques, des capteurs environnementaux, des capteurs de qualité de l’eau et des charges utiles de communication qui permettent le transfert de données en temps réel.
La flexibilité de la charge utile, véritable avantage
Pour le public de l’OST, qui englobe la science, l’industrie et les opérations maritimes, le principal enseignement à tirer est simple. Les USV ne sont pas définis par une seule application. Ils se définissent par la facilité avec laquelle leurs charges utiles peuvent être sélectionnées, combinées et modifiées.
La technologie des capteurs continuant à évoluer et l’intégration des charges utiles devenant plus normalisée, les USV sont de plus en plus utilisés partout où des données maritimes, une sensibilisation ou un accès sont nécessaires, la charge utile se chargeant du véritable travail.
