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).
