On entend par « SONALs profonds » les systèmes composés d’un ou plusieurs sonars latéraux associés à des sondeurs (mono ou multifaisceaux ) et autres capteurs. Ils sont remorqués à une profondeur supérieure à 1000 mètres: à différencier des sonars pouvant travailler sur des grands fonds mais remorqués en surface.

Le Scripps Institution of Oceanography Deep Tow Sonar est le prédécesseur de tous les sonars profonds. Modifié à plusieurs reprises, ce sonar est toujours utilisé pour diverses occasions, attestant de la souplesse d'utilisation de ses composants et de la fiabilité de son design et de ses transducteurs. Les récentes utilisations ont été pour la recherche géologique dans l'océan Atlantique (nodules polymétalliques), la recherche d'épaves, la surveillance de câbles et de pipelines en Méditerranée, Golfe du Mexique, Mer du Japon, Golfe d'Oman. Le AMS 60 kHz COMRA a terminé ses essais en mer et va être employé pour la recherche de nodules polymétallique dans le bassin du Pacifique Est. Ifremer a également développé son propre sonar de grand fond: le SAR (Sonar Acoustique Remorqué). Il évolue dans des profondeurs allant de 200 à 6000 mètres: il est utilisé essentiellement pour la recherche de nodules polymétalliques.

SAR Ifremer
(Photo Ifremer: site de l'Ifremer)

Les composants principaux d'un sonar latéral profond sont:

• le poisson avec ses différents sonars et capteurs sous-marins
• le câble et le dépresseur
• l'accastillage pour la mise à l'eau

A la différence d'un SONARs pour de faible profondeur, le poisson mesure en général 3 à 7 mètres de long et pèse de 350 à 1500 kilogrammes. Une ou plusieurs antennes sont installées sur chaque flanc, de 3 kHz à 12 kHz, et, sur les nouveaux systèmes, un sonar pour éviter les obstacles.
Leur résolution est de l’ordre du quart de mètre (0,250m).
Les derniers modèles possèdent des capacités telles que des aides au pilotage et rayons de mise au point automatique (type autofocus).

Le câble de liaison peut être coaxial ou en fibre optique. Les avancées technologiques sur la souplesse, la résistance et la facilité à réparer les câbles électro-optiques, couplées à la baisse du prix, les rendront plus accessibles dans l'avenir.


Principe

• Positionnement du poisson
  Le positionnement des sonals remorqués à grande profondeur se fait via une combinaison entre la navigation en surface au DGPS et les données de positionnement du poisson. Il est réalisé par le calcul du retard du poisson sur le navire ou par acoustique. Les erreurs commises par le calcul du retard du poisson sont croissantes avec la longueur de câble (on l'appelle le "layback").
  En savoir plus sur le système de positionnement
  
  
• Acquisition des données
  

  Ces dernières années, plusieurs systèmes de sondeurs intégrés dans les coques ou tractés ont été développés, réunissant des données bathymétriques latérales. La mesure de la bathymétrie se fait :
  

  • soit en mesurant la phase, l'angle et la direction du rayon acoustique après réflexion
  • soit en calculant la profondeur à un angle et une distance particuliers de l'émetteur à des lignes d'isophase. Ces lignes apparaissent comme des motifs ou des franges d'interférence sur l'image
  
  

  En général, les systèmes par mesure de phase sont plus rapides : ils sont traînés à faible profondeur et couvrent une surface plus large, mais avec une moins bonne résolution.
  Les systèmes par interférence et isophase sont traînés à grande profondeur, balayant une bande plus étroite avec une meilleure résolution et plus de précision.

  La précision des informations de chaque système est affectée par :
  

  • la taille de l'empreinte du rayon sur le fond,
  • variation de la vitesse du son entre le sonar et le fond,
  • le degré d'interférence des multifaisceaux causée par la rugosité du sol, et
  • la précision de la navigation du poisson et de son positionnement.

  Pour une exploration classique les systèmes de surface suffisent, mais pour l'inspection précise d'un site les systèmes profonds sont recommandés. Leur précision est meilleure grâce aux faibles erreurs commises par les multifaisceaux et le profil de la célérité du son.

La courte portée et la faible vitesse de remorquage n’en font pas un outil très rentable les opérations à but commerciales mais il est toujours très utile pour les investigations scientifiques :

• Le suivi de câbles ou installation de Pipelines.
• La recherche de gisements sédimentaires(pétrole, nodules plymétalliques...) ou de petits objets.

Ces sonars combinent l’imagerie, la détection du fond et le positionnement, mais peuvent également réaliser des mesures bathymétriques (déphasage ou technique interférométrique). Cependant ils disposent d’une courte portée et nécessitent une faible vitesse de remorquage pour une utilisation optimale.