Des lasers pourraient trouver les sous-marins en plongée

Les lasers ne font aucun bruit dans l’espace, contrairement à ce que "Star Trek" et "Star Wars" ont pu faire croire à leurs spectateurs. Mais des lasers dirigés vers les profondeurs peuvent provoquer de petites explosions supersoniques.

Ce n’est pas seulement un spectacle de lumières. Des chercheurs de l’US Navy espèrent utiliser des laser pour la détection sonar ou même pour les communications sous-marins vers avions.

"Les lasers qui nous utilisons dans nos expériences sont relativement compacts," explique Ted Jones, un physicien de l’US Naval Research Laboratory. "Ils sont plus petits qu’un bureau et pourraient être embarqués dans un avion."

Les radios et autres équipements qui utilisent le spectre électromagnétique, ne fonctionnent pas sous l’eau, parce que l’eau ne transmet pas bien ce type d’ondes. Cela signifie que les sous-marins ne peuvent communiquer en plongée — ils doivent faire surface s’ils veulent communiquer avec leur base, des avions ou d’autres bâtiments.

Des lasers pourraient combler ce manque, parce que l’eau peut agir comme une lentille convergente si un laser est à la bonne "frequency chirp" [1]. Le chirp s’appuie sur un mélange de plusieurs longueurs d’onde dans le rayon laser, parce que chaque longueur d’onde voyage dans l’eau à une vitesse légèrement différente.

L’effet de concentration de l’eau réduit le diamètre du rayon laser qui devient de plus en plus étroit et, finalement, provoque une explosion extrêmement chaude qui peut être entendue.

"C’est une petite bulle de vapeur extrêmement chaude qui se dilate supersoniquement, provoque une petite onde de choc, se dissipe un peu puis devient une onde sonore ordinaire," a expliqué Jones à LiveScience.

Les chercheurs de la marine américaine ont utilisé des lasers modestes pour provoquer des émissions de 210 decibels, ce qui dépasse de loin le bruit d’un réacteur d’avion à réaction ou du concert de rock le plus bruyant.

Jouer sous l’eau avec les lasers n’a rien de nouveau pour l’US Navy. Mais les précédentes expériences utilisaient des lasers plus gros et pouvaient seulement chauffer la mer sans l’effet de choc.

La compréhension de l’effet acoustique du laser est venu de la chirurgie de l’œil, puisque les scientifiques voulaient en réduire l’importance. Au contraire, Jones et ses collègues veulent amplifier le choc acoustique pour obtenir un son plus fort.

Jones envisage que des avions pourraient utiliser des lasers pour transmettre des messages à des sous-marins en patrouille sous l’eau. Ou bien encore, des lasers pourraient permettre aux avions de fouiller rapidement de larges zones de l’océan avec des systèmes sonar, qui écoutent l’écho réfléchi sur les objets immergés.

"Un avion largue un réseau de bouées sonar passives", explique Jones. Le même avion pourrait alors utiliser son laser pour fouiller une large zone et voir ce que les bouées détectent.

Mais avant que cela n’arrive, Jones et ses collègues essayent d’améliorer la portée du laser sous l’eau. Les rayons lasers actuels peuvent parcourir presque 20 m — pas encore exactement du matériel de Star Trek, mais toujours très sci-fi.

Notes :

Source : U.S. News & World Report