Les différentes méthodes de localisation des U-Boote



Pour les sous-marins, on distingue les méthodes de localisation suivantes :

    I. La détection passive des bruits sous-marins par écoute.
    II. La méthode active de réflexion sous-marine par sondeur horizontal.
    III. L'enregistrement passif des bruits en surface par radiogoniométrie.
    IV. La méthode active de réflexion en surface par radiosondage/radar.

I. L'enregistrement passif des bruits sous-marins par l'écoute.
- Tout navire en mouvement génère des bruits dans l'eau en raison de l'hélice et des machines en fonctionnement. Ces bruits sont émis dans l'eau par l'hélice ou la coque et se propagent de tous côtés. Ces bruits sont également audibles sur de longues distances. La principale source de bruit reste toutefois l'hélice qui, en fonction de sa vitesse de rotation, produit un bruit cadencé dont les composantes sont particulièrement fortes dans les hautes fréquences en raison de l'effet de cavitation (effet d'onde de choc).

- Des récepteurs appropriés permettent de les écouter dans l'eau. Les basses fréquences sont moins atténuées par l'eau que les hautes. Leur observation permet donc de déterminer des portées plus importantes.

- Les hautes fréquences, en revanche, permettent d'obtenir des relèvements plus précis avec une installation de réception de dimensions données et de déterminer ainsi la direction.

- La vitesse de propagation du son est environ 4,5 fois plus élevée dans l'eau que dans l'air. Elle dépend toutefois des facteurs suivants :

- Vitesse du son (en m/s).
- Température de l'eau (en ° Celsius).
- Salinité de l'eau (en pourcentage de poids).
- Profondeur de l'eau (en m).

- Outre ces facteurs, la portée de l'enregistrement passif des bruits dépend également de la stratification de l'eau et de la sensibilité de l'appareil d'écoute.

- Le sonomètre (appareil d'écoute) doit donc - en l'absence d'autres possibilités d'observation - pouvoir détecter les bateaux à la plus grande distance possible et déterminer la direction dans laquelle ils se déplacent avec la plus grande précision possible.

L'évolution de la Première Guerre mondiale à 1939 :
- Dès la Première Guerre mondiale, les sous-marins allemands ont été équipés de récepteurs de bruits (microphones à charbon) installés à différents endroits de la coque du bateau et protégés les uns des autres. Ces récepteurs permettaient déjà d'écouter les bruits d'hélice des navires en mouvement. En activant les récepteurs au choix, il était possible de déterminer approximativement le secteur d'où provenaient les bruits.

- En 1918, la marine impériale a déposé un brevet pour la détermination de la direction. On y envisageait déjà un procédé de compensation - certes encore primitif - tel qu'il serait utilisé plus tard dans les installations d'écoute de groupe (GHA : Gruppen-Horch-Anlagen) ou les appareils d'écoute de groupe (GHG : Gruppen-Horch-Geräten).

- Les microphones à charbon utilisés pendant la Première Guerre mondiale n'étaient pas en mesure de couvrir la même sensibilité, ni leur gamme de fréquences limitée (plus basse). Les propriétés physiques de ces récepteurs posaient également problème, car elles ne pouvaient pas être maintenues constantes (écarts !). De plus, le problème de l'utilisation à de grandes profondeurs d'eau n'avait pas encore été résolu.

On a ensuite essayé les récepteurs électrodynamiques, mais ils n'ont pas donné satisfaction non plus en raison de leurs propriétés de résonance. C'est ainsi que l'on est finalement arrivé au récepteur piézoélectrique, qui fonctionne selon l'effet découvert dès 1880 par Pierre Curie, selon lequel les cristaux de quartz se chargent positivement ou négativement sous l'effet de contraintes mécaniques.

- Dans les années 1930, les entreprises Atlaswerke AG à Brême, et Electroacustic GmbH à Kiel (ELAC) collaborent avec la marine sur de tels récepteurs (et sur le développement global des installations d'écoute).

- Comme le sel de Seignette (un sel d'acide tartrique) présente une sensibilité plus élevée que les quartz utilisés jusqu'alors, on a fini par passer à ce sel.

- La sensibilité est d'environ 0,1 mV/bar dans la gamme des principales fréquences audibles. La surface de réception d'un tel récepteur à cristaux ne nécessite qu'un diamètre d'environ 5 cm. Pour une vitesse du son de l'eau de 1 500 m/s, on obtient des longueurs d'onde de 1,5 à 0,1 m pour la gamme de fréquences en question d'environ 1 000 à 15 000 Hz. En raison de cet écart important (5 cm contre 1,5 m), un seul récepteur à cristaux est totalement inadapté. Suspendu librement dans l'eau, il reçoit les bruits provenant de différentes directions avec une sensibilité à peu près identique (il en va de même pour les récepteurs magnéto-restrictifs utilisés en plus des récepteurs Seignette).

- Pour les dispositifs de réception directionnelle, on a besoin, au lieu de récepteurs individuels, de groupes de récepteurs dans lesquels les récepteurs individuels sont disposés dans l'eau sur une étendue spatiale de l'ordre de grandeur de la longueur d'onde à recevoir.

- Il existe deux méthodes pour utiliser des ensembles de récepteurs avec des caractéristiques directionnelles spécifiques pour le repérage des sons :

  - La méthode de la base tournante (Drehbasismethode) consiste à faire tourner l'ensemble des récepteurs situés dans le plan horizontal autour d'un axe vertical passant par l'horizon et à observer le maximum dans l'écouteur.

  - Dans la méthode de compensation (Kompensationsmethode), on travaille avec des récepteurs fixes ; la rotation du vecteur directionnel s'effectue par l'insertion entre les différents récepteurs et l'écouteur d'éléments de temporisation ou de compensation de phase correspondant à la configuration respective de l'ensemble de récepteurs.

- Pendant la Seconde Guerre mondiale, les deux méthodes sont utilisées sur les sous-marins allemands.

Système de repérage sonore à base de cristaux tournants (KDB : Kristall-Basisgerät) :

- Un KDB se compose d'un groupe rectiligne de six récepteurs à cristaux montés dans un boîtier à une distance d'environ 8 cm, ce qui donne une base de réception horizontale d'une largeur d'environ 50 cm.

- Au lieu du groupe de six, on utilisera plus tard ce que l'on appelle le groupe de bandes qui, au lieu des six récepteurs individuels, utilise une membrane réceptrice rectangulaire de 36 cm de long et 4 cm de large. Celle-ci est continuellement garnie à l'intérieur de cristaux en bloc afin d'obtenir un relèvement plus net des fréquences plus élevées dans la zone proche.

- Une fois la base déployée, elle est tournée à la main ou par télécommande ; une source de bruit peut être repérée, en cherchant le maximum de volume, par un mouvement de va-et-vient avec une précision de quelques degrés. En activant des filtres électriques, il est possible de supprimer les plages de fréquences plus basses et d'effectuer un repérage plus précis avec les fréquences plus élevées transmises.

- Les appareils KDB sont principalement destinés aux navires de surface, mais sont également utilisés sur les sous-marins, notamment pour obtenir un relèvement circulaire lorsque le bateau est échoué.

- En raison des bruits d'écoulement générés par la navigation dans l'eau, les appareils KDB ne peuvent être utilisés dans un premier temps que jusqu'à une vitesse d'environ 6 nœuds ; par la suite, une amélioration est obtenue par l'installation dans des boîtiers aérodynamiques.

- La tâche de permettre une réception satisfaisante même à une vitesse élevée ne peut être accomplie qu'avec des groupes de récepteurs installés de manière fixe dans la proue ou la quille. On arrive ainsi à

Système d'écoute de groupe (GHA : Gruppen-Horch-Anlage) - Appareil d'écoute de groupe (GHG : Gruppen-Horch-Gerät) :

- Comme mentionné plus haut, on utilise un procédé de compensation qui permet, en cas d'incidence oblique du son, d'homogénéiser les différentes phases des oscillations et de les transmettre à l'écouteur.

- Si, dans un groupe supposé de six récepteurs (disposés en ligne droite), le son arrive latéralement par la droite, le front d'onde atteint les différents récepteurs l'un après l'autre avec une certaine différence de temps.
Entre les différents récepteurs et l'écouteur sont intercalées des chaînes de retard électriques constituées d'auto-inductions en série et de condensateurs montés en parallèle.
En enclenchant plusieurs ou moins de maillons de cette chaîne de retard, il est possible de retarder plus ou moins les vibrations entrantes et de transmettre en phase les vibrations provenant de tous les récepteurs à l'écouteur. Les différents maillons de cette chaîne à retard électrique sont reliés par des pistes de contact qui peuvent être déplacées simultanément par un mécanisme de commutation commun en fonction de la disposition géométrique des récepteurs.

- Lors du repérage de la source de bruit, on cherche, en déplaçant les contacts sur les glissières du compensateur électrique, la position pour laquelle l'intensité sonore est maximale. La direction du son peut alors être lue sur une échelle reliée au compensateur.

- Les premières installations GHG avec des récepteurs électrodynamiques sont installées sur les anciens bateaux de ligne en 1925. A l'origine, on utilisait des groupes rectilignes de 2 x 6, voire 2 x 12 récepteurs, placés dans le bordé de chaque côté de la coque avant, à proximité de la quille, c'est-à-dire le plus bas possible sous la ligne de flottaison, de manière à ce que les membranes des récepteurs soient aussi lisses que possible dans le bordé extérieur.
Ces groupes de récepteurs droits présentent l'inconvénient de fournir des résultats très imprécis dans le secteur avant ou arrière, tout en offrant une bonne précision de relèvement transversalement au navire. C'est pourquoi, dans l'intérêt d'une précision de relèvement plus régulière, on passe à une forme de montage qui, dans la projection des récepteurs sur le plan horizontal, donne approximativement une ligne circulaire. On y parvient en encastrant les récepteurs dans la coque de l'avant du bateau selon une ligne ascendante et descendante. Mais comme le principe du compensateur électrique ne peut pas être appliqué uniquement à des récepteurs rectilignes ou circulaires, on passe finalement à des dispositifs quelconques adaptés à la forme du bateau.

- Les premiers sous-marins reçoivent en 1935 des installations GHG avec 2 x 12 récepteurs, en 1939 ils ont déjà des groupes de bord avec 24 récepteurs chacun. La formation du personnel se fait à l'école de défense anti-sous-marine (UAS : Unterseebootsabwehrschule.) à l'aide de collections de bruits sur disques et ensuite à bord.

Dans des "conditions météorologiques acoustiques" favorables, les portées suivantes sont écoutées par un sous-marin naviguant en vitesse réduite :
- Destroyer en marche à 20 nœuds à une distance de 6 à 12 nautiques avec une précision de relèvement de 1 degré.
- Cargo naviguant à 10 nœuds à une distance de 4 à 8 nautiques avec la même précision de relèvement.
- Les convois sont déjà détectés beaucoup plus loin.

Une observation individuelle intéressante pendant la Seconde Guerre mondiale :
Le croiseur lourd Prinz Eugen détectait déjà le croiseur de bataille britannique Hood à une distance de 20 nautiques !

Appareil de base rotatif à magnétostriction (Magnetostriktion-Drehbasisgerät)
- L'appareil de base tournant à magnétostriction (MDB) était un autre hydrophone tournant avec des capteurs ferromagnétiques, pour lequel aucune utilisation au front dans les sous-marins n'est attestée.

- Il faut cependant noter que des capteurs à magnétostriction avaient été utilisés sur le Zaunkönig.

- En raison de la grande importance tactique des installations d'écoute sur les U-Boote, des études sont menées sans relâche au cours de la Seconde Guerre mondiale afin d'améliorer la qualité des installations de GHG. Étant donné que le niveau de perturbation présent sur le propre bateau en marche, y compris la réflexion sur le fond marin, est naturellement d'une grande importance pour l'efficacité des installations de repérage sonore, de nombreuses mesures du niveau de perturbation sont systématiquement effectuées sur tous les types de bateaux à différents stades de la marche, dans différentes conditions de mer. Pour U-Boote, ces mesures sont effectuées dans les eaux autour de l'île de Bornholm. On essaie ici de déterminer quelles mesures, en termes d'emplacement de montage, de forme, etc., permettent d'obtenir le meilleur rapport entre le bruit utile et le niveau de perturbation.

- La disposition en balcon (Balkon-Anordnung), introduite plus tard, est due à une exigence de l'OKM de donner des possibilités d'écoute aux sous-marins ayant fait surface. De plus, le positionnement plus bas des récepteurs, qui étaient en même temps recouverts par la coque, permettait d'éviter les bruits de surface indésirables.

- Ici, les récepteurs sont installés dans une projection horizontale en fer à cheval. Les deux rangées sont espacées d'environ 30 cm. Cette disposition donne un relèvement continu avec une netteté de relèvement à peu près identique dans toutes les directions, à l'exception du secteur arrière d'environ 150 à 210 degrés.

- L' U-194 a été équipé pour la première fois d'un balcon en février 1943. Dans cette première configuration expérimentale, 2 x 24 récepteurs ont été placés dans le balcon.

L'augmentation de la marche et de la vitesse maximale sur les bateaux électriques de type XXI et XXIII, ainsi que sur les bateaux Walter de type XVII et XXVI, conduit tout d'abord à une formation particulière du groupe de balcons derrière une coque maintenue la plus lisse possible, le groupe de récepteurs étant jaugé à travers un revêtement en tôle d'acier V2A de 3 mm d'épaisseur.

Pour le type XXVI, les exigences en matière de possibilités d'écoute à vitesse maximale sont si élevées que l'on arrive à la représentation d'un balcon avec 4 x 48 = 196 récepteurs sur 8 lignes horizontales. Des réflexions supplémentaires sur la manière d'augmenter encore la portée maximale de perception ont finalement conduit à des projets visant à exploiter des plages de fréquences plus basses - entre 100 et 200 Hz - avec une base spatiale beaucoup plus grande. Ces projets n'ont toutefois pas pu être mis en œuvre avant la fin de la guerre.

- Bien que l'on soit conscient des dangers liés à l'utilisation du sondeur horizontal pour mesurer les distances (repérage par l'ennemi), le souhait d'obtenir des données non seulement sur la direction mais aussi sur la distance de la cible observée est apparu (voir S-Mob et S-Anlage, chapitre II.).

- Dans la phase finale de la guerre, on a encore travaillé sur les projets suivants, qui n'ont toutefois pas été prêts pour le front :

Felchen
- L'installation Felchen (Felchen-Anlage) était une installation de mesure acoustique passive de la distance. Partant de l'idée théorique qu'à l'aide d'une base d'une certaine longueur, à chacune des extrémités de laquelle se trouve un récepteur, il est possible de mesurer les deux angles de base par rapport à la cible et de calculer la distance à partir de ces mesures, un projet appelé Felchen est mis en route.

NHG et TAG
- Appareils d'alerte pour les torpilles en approche.

Appareil WB (WB-Gerät)
- Un dispositif de mesure passive de la distance pour estimer les bombes sous-marines qui tombent.

Dorsch
- Une bouée de détection de bruit pour l'extension de la zone de haute altitude.

Installation SP (SP-Anlage)
- L'installation SP (SP-Anlage) était un moyen de ciblage du sous-marin en profondeur pour combattre un chasseur de sous-marins en approche. L'installation doit permettre au sous-marin immergé de combattre le chasseur de sous-marins avec des missiles. La méthode de la somme et de la différence permet de déterminer les angles d'incidence horizontaux et verticaux du bruit des hélices du chasseur de sous-marins. Pour cela, on utilise les éléments de réception de deux installations S ordinaires. La profondeur de plongée est maintenue à 70 m. La distance est calculée à partir des angles d'incidence et de la propre profondeur de plongée connue. Dès les essais, cet appareil obtient de très bons résultats.

II. La méthode de réflexion sous-marine active utilisant le sondage horizontal (S-Mob et S-Anlage)
- Dès le XIXe siècle, des idées ont émergé pour déterminer la profondeur de la mer en générant un signal sonore juste sous la surface de l'eau qui serait réfléchi par le fond marin. Sur la base de la mesure du temps entre l'envoi et la réception du signal (écho), la profondeur de la mer devait être calculée. Cependant, ces tentatives échouent en raison du manque de transducteurs sonores.

- Dans le cadre de la catastrophe du Titanic du 15 avril 1912, le thème de l'échosondage horizontal est à nouveau abordé.

- Dès le 10 mai 1912, l'Anglais Richardson déposait un brevet dans lequel il proposait d'envoyer des signaux ultrasonores très focalisés depuis le navire et d'observer l'écho. Mais même aujourd'hui, il n'existe pas d'émetteurs et de récepteurs adaptés.

- Au même moment, le physicien Alexander Behm en Allemagne et l'ingénieur électricien canadien Reginald Fessenden aux États-Unis travaillaient sur le problème de la perception du son.
Cependant, une avancée décisive n'a été réalisée qu'en 1917, lorsque le physicien français Paul Langevin a présenté un transducteur fonctionnant selon le principe piézoélectrique. Une dizaine d'années plus tard, les travaux du Français Pierce notamment ont conduit aux transducteurs magnétostrictifs.

- Dans les années 1920, le désir de la Reichsmarine d'obtenir des données pour combattre l'ennemi sans dépendre de la génération de bruit de l'ennemi s'est accru.
- Fin 1929 / début 1930, les premières tentatives de localisation sonore horizontale ont commencé - initialement avec des transducteurs piézoélectriques.

- En 1932/33, des expériences ont d'abord été menées avec des transducteurs piézoélectriques sur des bateaux construits pour la Finlande, mais elles sont ensuite passées à des transducteurs magnétostrictifs.

- On savait que les basses fréquences donnaient des portées plus grandes que les hautes fréquences, mais cela nécessitait des dimensions de transducteur plus grandes. Un compromis raisonnable est observé dans la plage comprise entre 15 et 20 kHz. Pour tous les systèmes allemands, une fréquence de 15 kHz, une puissance d'impulsion de 4 à 5 kW et une durée d'impulsion de 0,02 s sont sélectionnées.

- Les plages suivantes sont obtenues avec cette méthode :

o depuis le sous-marin immergé en mode furtif :
Navires de surface plus grands à 5 000 à 10 000 m

o depuis le destroyer en mode croisière :
Sous-marins à 3 000 à 5 000 m

Le Mob-S-Anlage ou S-Anlage et ses extension
- Au début de la Seconde Guerre mondiale, le système dit Mob-S était prêt à être utilisé, construit par la Gesellschaft für musikalische und Mechanische Geräte mbH (Gema).

- L'utilisation du sondeur horizontal comportait le risque que les signaux émis par le sous-marin soient détectés par l'ennemi et révèlent ainsi la présence du sous-marin. Dans certains cas, l'ennemi peut avoir déjà été averti bien avant que le sonar du sous-marin ne puisse le détecter.

- L'ordre de base était donc de d'abord scanner l'horizon avec le système GHG et de localiser l'ennemi. Ce n'est que lorsque le bruit ennemi a été capté par l'observateur dans le dispositif d'écoute de l'appareil Mob-S que la détermination de la distance et la détermination plus précise de la direction avec les impulsions de l'échosondeur ont commencé. Cela présentait l'avantage que seules quelques impulsions d'échosondeur étaient nécessaires dans une direction spécifique.

- À partir du dispositif Mob-S, qui fonctionne sur une base à deux bandes, est développé le S-Geräte , dont la base à quatre bandes limite l'angle d'ouverture à 15 à 20° et évite un affichage ambigu.

Quelques explications sur le dispositif d'affichage du S-Geräte.

- L'image du tube cathodique avec un diamètre d'écran de 9 cm est projetée via un miroir incliné sur un miroir semi-transparent, à travers lequel elle est visualisée par l'opérateur. Le miroir inclinable se déplace de gauche à droite à une vitesse constante au moyen d'un moteur, puis revient rapidement à sa position d'origine. À travers le miroir, on peut voir une échelle de distance éclairée indirectement, qui correspond aux déviations produites sur le tube Braun.

- Chaque fois que le miroir pliant revient à la position zéro, une impulsion de 20 millisecondes de 15 kHz est émise. Immédiatement après, en fonction du gain réglé, les échos proches deviennent visibles sur l'échelle de distance sous forme d'ellipses folles dont l'amplitude décroît rapidement, de sorte que les échos de l'objet sondé peuvent alors être clairement reconnus et leur distance lue. Les amplificateurs sont équipés d'un contrôle de gain automatique dépendant du temps, qui garantit que la sensibilité du système est adaptée à la distance à laquelle l'écho est reçu pendant chaque période de sondage.

- Si les indicateurs d'écho sur le tube Braun sont verticaux, la direction est lue à partir de l'échelle de relèvement du dispositif extensible. Si l'affichage de l'écho est incliné sur l'échelle du dispositif d'affichage, l'écho peut être redressé en tournant la roue de roulement jusqu'à ce qu'elle soit verticale.

- Le S-Geräte est complété par un accessoire d'écoute, qui crée leSZ-Anlage, dans lequel l'accessoire d'écoute est utilisé pour écouter les échos et, à l'aide de l'effet Doppler, pour détecter la vitesse relative entre le véhicule de sondage et l'objet ciblé. La fréquence de l'écho est comparée à la fréquence fixe du générateur d'impulsions d'émission, une augmentation de la fréquence de l'écho signifiant une cible qui s'approche et une diminution de la fréquence signifiant une cible qui s'éloigne.

Nibelung-Anlage
- Le dernier développement de la série S-Anlagen est l'installation Nibelung.
- Ce système a été testé pour la première fois sur le sous-marin VII C U-1008, mis en service le 1er février 1944, et était destiné aux sous-marins de type XXI et XXIII.
- Le sondeur acoustique horizontal Nibelung pouvait déterminer la direction, la distance et la vitesse approximative de l'ennemi avec seulement quelques impulsions et permettait un tir programmé à l'aide de torpilles acoustiques sans observation à travers le périscope d'attaque. Grâce au Nibelung, la torpille pouvait être tirée à l'aveugle - sans contact optique !

- Les ondes sonores ont été émises à 5 kW à environ 15 kHz avec une durée d'impulsion de 20 ms via plusieurs capteurs de vibrations magnétostrictifs et l'écho a été traité par un ordinateur de tête de torpille spécialement modifié (TVhRe). Cet ordinateur analogique déterminait en continu l'avance nécessaire via une unité de calcul mécanique et transmettait cette valeur électriquement aux torpilles, ce qui permettait de tirer des torpilles acoustiques indépendantes de la position (LuT) à partir d'une profondeur maximale de 20 mètres (des travaux étaient déjà en cours sur le tir à partir de 50 m ou 100 m).

- L'émetteur et le récepteur étaient logés dans la partie avant de la tour sans séparation hydrodynamique. La plage d'aplomb était d'environ 100 degrés par rapport à l'alignement avant, la précision du relèvement d'environ 0,5 degré.

- Selon les conditions de l'eau, la distance de relèvement était d'environ deux à quatre nautiques. Le récepteur fonctionnait selon la méthode de phase avec les méthodes de somme et de différence. Les tensions de sortie du récepteur étaient transmises via des transformateurs aux plaques de déviation du tube cathodique DG-9 (tube Braun), sur lesquelles apparaissait alors une ligne diagonale, qui pouvait être rendue verticale en faisant tourner la base.

Ce relèvement "zéro" donnait la direction et la distance de la cible avec un minimum de trois impulsions. Grâce à l'aide auditive, la vitesse relative de la cible pourrait être mesurée à l'aide de l'effet Doppler. Il n'y avait que quelques défauts techniques, qui furent corrigés en janvier 1945.

- Alors que les S-Anlagen et les SZ- Anlagen utilisaient un miroir mobile pour indiquer la distance, le système Nibelung utilisait un système de mesure de distance purement électrique à l'aide de dispositifs d'inclinaison pour dévier le point lumineux sur l'écran fluorescent d'un tube cathodique. Le tube, positionné verticalement dans l'appareil, est observé par l'observateur à travers un miroir fixe semi-transparent, à travers lequel l'échelle de distance éclairée indirectement est également visible. Sur le côté gauche de l'échelle se trouve le point zéro, à partir duquel le point lumineux se déplace vers la droite à une vitesse exponentiellement ralentie.

- Sur le Type XXI, la base à quatre bandes était disposée de manière à pouvoir pivoter derrière le carénage de la tourelle. La soudure a été réalisée à travers ce revêtement en tôle, constitué d'une grille sur laquelle était tirée une fine feuille de métal. Ceci est possible grâce à l'installation et à la possibilité de pivoter à un angle d'environ +100° par rapport à l'alignement avant.

- À la fin de la guerre, les appareils suivants étaient en cours de développement en tant qu'ajouts panoramiques aux S-Anlagen :

o Sarotti (d'après la marque de chocolat allemande "Sarotti").
o Most (moût de raisin).
o Hildebrand.

- En outre, des travaux ont été réalisés sur un enregistreur d'écho, pour lequel une option de connexion était déjà prévue sur le système Nibelung. Le papier d'enregistrement utilisé était un papier électrolytique humide coloré par le courant provenant du stylet. Ce développement n'était pas encore complet à la fin de la guerre.

Évaluation de la localisation du bruit sous-marin allemand
Tout d'abord, il est important de savoir que la recherche et le développement sont effectués par le Nachrichtenmittelversuchsanstalt der Marine (N.V.A.), rebaptisé Nachrichtenmittelversuchskommando (N.V.K.) le 8 septembre 1939 et subordonné à l'OKM/Amtsgruppe Technisches Nachrichtenwesen (OKM/NWa).

- À un moment donné, vous arrivez à la conclusion que au la N.V.A. les appareils développés n'y sont pas testés et évalués de manière suffisamment critique. C'est ainsi qu'en septembre 1936 fut créé le Nachrichtenmittelversuchskommando (N.V.K.). est également subordonné à l'OKM/Amtsgruppe Technisches Nachrichtenwesen (OKM/NWa).

- Le département scientifique de la N.V.A., plus tard la N.V.K., fut dirigé d'octobre 1934 jusqu'à la fin de la guerre par le très compétent Dr. Dirigé par Rudolf Kühnhold.

- Ni le N.V.A. ni le N.V.K. ou le N.E.K. fabriquent eux-mêmes les appareils développés. Ceux-ci sont fournis par :

o - Electroacustic GmbH (Elac), Kiel.
- Atlaswerke AG, Brême.

- Ils sont ensuite installés dans les chantiers navals, qui disposent de départements spéciaux pour les équipements de communication et de suivi. Vous êtes responsable de l'approvisionnement du matériel nécessaire - conformément aux directives OKM.

- En 1943, l'état-major scientifique de la Marine est formé sous la direction du professeur Karl Küpfmüller. À terme, le Conseil de direction scientifique de la Marine sera également responsable de la détection des sons sous-marins.

- Grâce à la bonne coopération entre tous les services de la Marine - y compris les deux entreprises de construction de Kiel et de Brême - mais aussi et surtout grâce à la personnalité exceptionnelle du Dr. Rudolf Kühnhold, les appareils de détection sonore sous-marins allemands ont atteint, au début et à la fin de la guerre, un niveau très élevé qui n'a pas été dépassé du côté ennemi, et dans certains cas même pas proche d'être atteint.

- Malgré toutes ces réussites et ces accomplissements, il faut se demander si cette parité, voire cette avance de la recherche et du développement allemands, n'était pas simplement théorique.

- Bien que les sous-marins allemands soient équipés d'un excellent équipement de détection sous-marine passive et active, ils n'étaient presque jamais capables d'approcher l'ennemi sous l'eau.
Avec une vitesse maximale d'environ 8 nœuds et un temps de trajet de moins de deux heures à cette vitesse, ils sont généralement incapables d'atteindre un convoi détecté sous l'eau, et encore moins des navires d'escorte détectables.

III. Enregistrement passif du bruit de surface par radiogoniométrie
- Jusqu'au début de la Seconde Guerre mondiale, les sous-marins de surface n'avaient la possibilité de rechercher et de détecter visuellement un ennemi qu'au moyen de la surveillance à la passerelle. En dehors de bonnes et puissantes jumelles, il n'existe aucun autre outil technique pour traquer l'ennemi.

- Bien que tous les sous-marins soient équipés d'un radiogoniomètre, celui-ci n'est utilisé que pour recevoir leurs propres messages radio sur ondes longues (9 000 à 20 000 m, correspondant à 33,3 à 15 kHz) ou comme aide à la navigation. Vous ne pensez pas à cibler le trafic radio ennemi. Le récepteur Telefunken T 3 PLLÄ 38 pour la réception des ondes moyennes, longues et ultra-longues dans la gamme de 13 à 33,3 et de 70 à 1 200 kHz est couplé au système de radiogoniométrie à cadre rotatif 280 S (Drehrahmenpeilanlage 280 S). De plus, il existe le récepteur à ondes courtes T 8 K 39 (Main) pour 1,5 à 25,0 MHz.


- À l'automne 1943, les stations d'écoute navales découvrent que les convois ont été commutés sur les ondes frontalières à 2,4 MHz. Ce qui était particulièrement frappant, c'est que les Alliés n'ont pratiquement pas maintenu de discipline radio et ont donc envoyé un grand nombre de messages personnels inutiles. Ce manque de discipline facilitait le travail des postes d'écoute navals allemands !

- Contrairement à la fréquence de 2,4 MHz utilisée par les Alliés, la fréquence de radiogoniométrie la plus élevée utilisée par les sous-marins allemands était de 1,2 MHz. Telefunken a modifié le récepteur T 3 PLLÄ 38 afin qu'il puisse également détecter 2,4 MHz. De plus, un accessoire appelé carbone pressé (Preßkohle) a été développé pour le récepteur à ondes courtes T 8 K 39 (Main), qui pouvait couvrir la gamme de 1,5 à 15 MHz. Cette fixation devait être reliée au cadre de visée.

- Après que les Alliés se soient rendu compte, fin octobre 1943, qu'ils étaient suivis par les Allemands sur la vague frontalière, ils ont opté pour des abréviations qui ne pouvaient plus être suivies à la main mais uniquement par des radiogoniomètres visuels. Comme ces radiogoniomètres visuels n'existent pas sur les sous-marins allemands, le radiogoniomètre à Preßkohle est devenu inutile.

- La partie allemande a tenté de contrer la transition vers des signaux courts en utilisant le dispositif du carbone léger (Lichtkohle), qui reposait sur la manipulation des antennes déflectrices du réseau pour obtenir une indication de direction approximative. Cette procédure n'a pas donné de résultats satisfaisants.

- La solution finale fut le dispositif du charbon des marais (Sumpfkohle). Ici, un cadre transversal devait être installé entre la tête du tuba et son boîtier, car aucune atténuation significative des ondes courtes et marginales n'était attendue. Chaque cadre transversal était connecté à l'entrée d'un goniomètre quadruple à rotation continue. L'affichage a été affiché sur un appareil d'affichage.

- En plus de ce radiogoniomètre à champ proche, le dispositif lignite (Braunkohle) a été développé pour les applications à longue portée, dans lequel quatre noyaux de fer haute fréquence ont été disposés par paires sur la coque sous pression.

- Ni le dispositif Sumpfkohle ni celui du Braunkohle n'étaient prêts pour le front à la fin de la guerre.

- L'évolution montre que l'importance de la radiogoniométrie a été complètement sous-estimée du côté allemand. Seule une partie de la bande passante totale - sur laquelle se déroule le trafic radio ennemi - est couverte par les récepteurs allemands. Les lacunes dans toute la bande de fréquences ne sont comblées que lentement et après que l'ennemi passe à l'envoi de signaux courts, nous sommes à nouveau considérablement en retard sur le développement. Il semble que le développement de dispositifs adaptés n'ait été réalisé qu'avec hésitation. Les équipements Sumpfkohle et Braunkohle ne seront plus prêts pour le front jusqu'à la capitulation.

IV. Méthode de réflexion de surface active par mesure radio/radar
Le développement des appareils de mesure radio (appareils radar) remonte à 1904.

- Le 30 avril 1904, l'inventeur et entrepreneur Christian Hülsmeyer, considéré comme l'inventeur de l'appareil connu aujourd'hui sous le nom de radar, a reçu son premier brevet à Düsseldorf pour une méthode de détection d'objets métalliques au moyen d'ondes électriques.

- Le 11 novembre 1904, Hülsmeyer a reçu un brevet supplémentaire pour son idée de déterminer également la distance des objets métalliques.

- Cependant, les espoirs de Hülsmeyer de voir son invention acceptée par l'industrie maritime ne se sont pas réalisés. Son invention est arrivée trop tôt, car le tube électronique n'a été inventé qu'en 1906 par le physicien autrichien Robert von Lieben et la technologie des impulsions était encore complètement inconnue.

Finalement, en 1929, l'Institut d'essai des équipements de signalisation de la marine allemande (Nachrichtenmittelversuchsanstalt N.V.A.) a commencé à travailler sur un sondeur horizontal utilisant des impulsions sonores. En 1933, sur la suggestion du Dr Rudolf Kühnhold, la décision d'utiliser des ondes électriques pour la détection de surface a été prise. En janvier 1936, Kühnhold donne une conférence au Bureau général de la marine (Allgemeinen Marineamt) dans laquelle il explique les avantages de la localisation par ondes électriques. Dans cette conférence, il souligne de manière remarquable qu'il faut utiliser la longueur d'onde la plus courte possible afin d'obtenir une bonne réflexion sur la surface à réfléchir.

- Auparavant, la société Julius Pintsch AG à Berlin avait déjà tenté de résoudre ce problème. Julius Pintsch AG l'a essayé avec un émetteur et un récepteur fonctionnant avec une longueur d'onde de 13,5 cm. Mais les expériences menées dans le port de Kiel à l'automne 1933 se révélèrent négatives. Les performances des tubes utilisés s'avèrent trop faibles pour obtenir des réflexions. La seule source de génération possible est considérée comme le magnétron, qui est théoriquement connu en Allemagne mais pas encore disponible dans la pratique. Une tentative de la N.V.A. encourager Telefunken à coopérer dans ce domaine a échoué parce que la N.V.A. leurs préoccupations n'ont pas été présentées avec suffisamment de force aux bonnes personnes chez Telefunken. Chez Telefunken, on pense même que les ondes électriques de l'ordre du centimètre et du décimètre inférieur se comportent comme des ondes lumineuses et ne sont pas réfléchies mais projetées en miroir.

- Comme Telefunken a refusé, sur proposition de la N.V.A. Le 16 janvier 1934, une nouvelle société a été fondée, la Gesellschaft für akustische und mechanische Geräte mbH (Gema).
La nouvelle entreprise a dû repartir de zéro dans de nombreux domaines, car l'expertise et la tradition trentenaire de l'industrie radio n'étaient pas disponibles chez Gema. À tous égards, du physique au technique, du développement des tubes à la production en série, un nouveau départ devait être pris.

- Gema commence ses travaux avec des magnétrons achetés en Hollande, qui fonctionnent à une longueur d'onde de 50 cm. Le 26 septembre 1935, l N.V.A. Une première manifestation a eu lieu à Pelzerhaken. Outre le commandant en chef Erich Raeder, le commandant en chef de la flotte et le chef du bureau des armes navales y participeront. En raison des résultats favorables, des fonds plus importants sont approuvés pour la localisation des mesures radio.

Lors des essais de fin octobre 1936, 7 000 m furent franchis face au croiseur léger Königsberg.

- Au tournant des années 1935/36, la Gema et la N.V.A. un programme de développement a été mis en place. Ses principaux objectifs sont :

o Développement d'un dispositif dans la gamme des ondes centimétriques d'environ 4 à 10 cm.
o Poursuite du développement de l'appareil de 50 cm comme système de cible maritime.
o Développement d'un dispositif sur une longueur d'onde d'environ 2m pour la détection de cibles volantes.

- Cela s'est produit à peu près au même moment où les Anglais ont commencé à construire leur chaîne d'alerte radar de 12 m.

- Ce programme de développement conduit aux résultats suivants :
o Le projet de 2 m a conduit en 1937 à l'appareil de 2,4 m Freya, qui pouvait plus tard détecter des cibles aériennes - avec une élévation suffisante - à des distances allant jusqu'à 150 km. La précision du relèvement latéral est de 2 à 3 degrés. Une mesure d'altitude n'est pas possible.
o Le développement de 50 cm conduit au dispositif de visée de 60 cm (appelé plus tard également dispositif Seetakt ou FuMG38G), qui a été présenté à l'Ob.d.M. en mai 1937 est démontré. Lors de cette démonstration, une portée de 10 000 m a été atteinte contre le croiseur léger Köln.

- Les premiers systèmes prototypes furent installés en 1937 sur le torpilleur G 10 et sur le bateau expérimental Strahl de la N.V.A. et installé sur le croiseur léger Königsberg.
En 1938, le cuirassé Admiral Graf Spee suivit, puis à l'été 1939, les sous-marins de type IX l'U-39 et l'U 41. La version sous-marine du dispositif Seetakt (FuMo 29) avait des dipôles fixes sur les côtés avant de la tourelle. Avec un compensateur, le diagramme peut être incliné de 10°. Pour chercher partout, les bateaux devaient faire des boucles. Comme il n'y avait pas assez de place dans la salle radio pour accueillir deux appareils de suivi actifs (S-Anlage pour la détection sonore sous-marine et le Seetakt-Gerät pour la détection radio de surface), le F.d.U. Karl Dönitz en août 1939 contre la technologie de mesure radio. Les équipements des U-39 et U-41 sont à nouveau débarqués.

o Cependant, le développement du dispositif centimétrique semble médiocre. Le développement d'un dispositif approprié s'avère d'une grande importance pour la N.V.A. comme un échec. Lors des essais, le bateau d'essai ne peut être localisé qu'à 2 000 m. En raison de l'instabilité de l'émetteur et du récepteur et de réflexions inattendues du miroir, les expériences ont été interrompues et les travaux ont été arrêtés. Cet échec a probablement conduit à la décision finale prise en janvier 1939 de se concentrer sur les longueurs d'onde plus longues, apparemment plus prometteuses.

- Le développement dans le domaine du centimètre fut ensuite suspendu pendant près de quatre ans jusqu'à sa reprise en 1943, stimulée par la découverte du dispositif britannique Rotterdam.

- Outre les développements Gema décrits ci-dessus, Freya et Seetakt, les appareils suivants font également partie des développements les plus connus de la société :

o Ertsling (IFF)
o Mammouth
o Verseau

- Ce qui s'est passé pendant la guerre - trop tard et avec trop peu d'importance - dans le domaine des mesures radio peut être rapidement décrit :

o Fin 1941, une nouvelle tentative est faite avec le dispositif Gema 80 cm Seetakt (FuMo 30). Des expériences sont menées avec des antennes à cadre fixe et à miroir rotatif, mais sans grand succès. Trois bateaux de type IX sont équipés de ce dispositif : U-156, U-157 et U-158. Tous les bateaux ont été perdus dans les Caraïbes entre le 13 juin 1942 et le 8 mars 1943.

o Afin de remédier à cette situation insatisfaisante, l'installation du dispositif Hohentwiel fut ordonnée à la mi-1943. Il s'agit d'un appareil développé par l'armée de l'air et construit par la société Lorenz avec une longueur d'onde de 56 cm.
Les avantages par rapport à l'appareil Gema sont évidents : l'appareil Lorenz fonctionne sur une longueur d'onde beaucoup plus courte, utilise un émetteur beaucoup plus puissant (30 kW contre 10 kW) et a des dimensions plus petites et un poids plus faible, ce qui lui permet d'être installé dans la salle radio. Le premier appareil a été testé en août 1943 sur le sous-marin VII C U-742, qui a été perdu au large de Narvik le 18 juillet 1944.

- En septembre 1943, 64 bateaux étaient équipés du dispositif Hohentwiel. Des portées de 8 à 10 km contre des cibles maritimes et de 15 à 20 km contre des avions sont attendues. Étant donné que l'appareil possède une limite de mesure inférieure de 1 800 m, il ne peut pas être utilisé comme dispositif de visée pour le tir de torpilles de surface.

o À la fin de la guerre, les éléments suivants étaient testés :
- BerlinU II, un appareil de mesure radio tactique périscopique rétractable pour les grandes profondeurs avec une longueur d'onde de 9 cm et un affichage panoramique.
- Lessing II, un appareil de mesure radio extensible similaire pour la détection des avions dans l'air avec une longueur d'onde de 2,4 m, un émetteur de 100 kW, une portée de 30 km, mais sans indication de direction.

- Les deux appareils sont spécialement destinés aux types XXI et XXVI et devraient être prêts pour le front à partir de la mi-1945.

Étude effectuée par Hardy Micheel (Norvège).

Glossaire
Source : Eberhard Möller / Werner Brack, Enzyklopädie deutscher U-Boote von 1904 bis zur Gegenwart (avec nos propres corrections).

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