Sonar DIY : Introduction

Qu’y a-t’il sous la mer ? C’est une question qui intéresse beaucoup de monde, mais dont la réponse peut se révéler assez compliquée. Selon les personnes, l’objectif n’est pas le même : les pêcheurs veulent repérer les poissons, les militaires veulent repérer les dangers potentiels, et d’autres veulent juste savoir ce qu’il y a au fond, par exemple pour préparer une plongée sympa…

Image issue du site Internet du SHOM

L’objectif de ce projet est de s’attarder sur ce troisième cas. Trouver une plongée sympa, comme sur l’image au dessus issue du site du SHOM, si on ne connait pas les coordonnées exactes à 10m près peut s’avérer délicat. En effet, une fois au fond, la visibilité est parfois limitée,et on peut passer à moins de 10 mètres d’une épave sans même se douter qu’elle est là. L’une des solutions est d’utiliser le sondeur d’un bateau pour repérer les changements brutaux de profondeur sous le bateau, mais la zone couverte par un sondeur dépasse rarement le mètre, ce qui est donc insuffisant. De plus, pour trouver une épave, on connait généralement le point de naufrage, mais avec les courants, une épave peut se situer à plusieurs kilomètres de là où elle a coulé !

Il existe donc plusieurs solutions :

• avoir beaucoup de patience et de chance, et tenter de trouver au sondeur quand même (par expérience, c’est fastidieux !)
• avoir beaucoup de contacts qui vous donnent quelques points précis. Cependant, ces points, c’est un peu comme pour les coins à champignons : c’est personnel !
• avoir un beau budget, et s’offrir un sonar tout fait, qui coûtera pour les moins chers un peu plus de 2000$ (montés sur le bateau), et pour les plus chers jusqu’à plusieurs (dizaines de) milliers de dollars.

Aucune de ces solutions ne me satisfaisait vraiment, et j’ai donc décidé de chercher comment faire un sonar maison à prix réduit (attention, on parle quand même de centaines d’euros), avec une qualité correcte, pour explorer les fonds marins.

Un sonar, sur le principe, c’est simple : on envoie une impulsion acoustique dans l’eau (un bip), puis on écoute le retour en chronométrant le temps que ça a mis pour revenir. Comme on connait la vitesse de propagation du son dans l’eau (environ 1500m/s), on peut obtenir la distance parcourue par l’onde et donc la position de l’objet qui a renvoyé.

Ca c’est la théorie extrêmement simplifié. Mais dans la pratique, le problème est un peu plus complexe : comment émettre un son puissant dans l’eau ? Comment le récupérer ? Comment mesurer la distance et en déduire la position ? Comment l’adapter à un bateau ? Plus on rentre dans les détails, plus le problème se complexifie.

En cherchant un peu sur le grand-n-Internet, on trouve quelques références, pas mal de demande (sur les forums Arduino entre autres), mais rien de bien probant. La plupart des solutions proposées s’appuient sur des éléments de sonar ou de « FishFinder », ce qui augmente « un peu » le prix ! Puis, en cherchant un peu plus, on tombe sur une solution extrêmement séduisante : http://www.mbtelectronics.com/side-scan-sonar.php

En feuilletant le document, on se rend compte que le problème est effectivement très complexe, et qu’il implique de faire de l’électronique analogique, un peu de mécanique, et du matériau. Cependant, c’est la seule solution vraiment DIY que j’ai réussi à trouver, et j’ai essayé de m’y intéresser plus en détail.

Le but de cette série d’article est de présenter ma version du Sonar DIY proposé par Mark Thompson (que je remercie d’ailleurs ici, ses conseils lors de nos échanges de mails m’ont permis de me sortir de problèmes qui m’auraient autrement empêché de continuer !). Voici les contraintes que je me suis fixé :

• un sonar utilisable par un non électronicien/informaticien/ingénieur. Même si la réalisation n’est clairement pas faisable sans connaissances en électronique, le but est de pouvoir mettre ce sonar « entre toutes les mains »
• un sonar à moins de 250€. Le prototype va clairement couter plus cher, mais j’aimerais pouvoir fournir à la fin du projet une liste du matériel, qui permettra de le refaire pour un prix accessible. Bien sûr, je ne compte pas le coût de l’outillage, ou du matériel « classique » (comme par exemple le bout pour le tractage du poisson) qui sera utilisé
• un traitement numérique. La solution proposée par Mark Thompson est intégralement analogique, ce qui ne permet pas d’envisager d’évolutions au niveau du traitement des données reçues. Le traitement sera réalisé en numérique dans le sonar proposé, et permettra à terme de faire un sonar de qualité correcte..

Je posterai sur ce projet de manière assez irrégulière, en fonction du temps et des avancées du projet. Le prochain post présentera de manière générale les différents éléments du sonar, et les différentes possibilités retenues.