Les sites radars HF du MIO

Les sites radars HF du MIO

Aire toulonnaise: ANTARES

Définition du site

Le site ANTARES est situé au large de Toulon. Sa postition méridionale en fait un point d'observation exceptionnel de l'entrée du courant Nord-Liguro Provençal dans le golfe du Lion.

La couverture radar HF de cette zone a été réalisée à partir de quatres sites instrumentés (2 sites en émission à La Seyne sur mer - Amphitria et à Hyères - Porquerolles, 2 sites en réception à La Seyne-sur-Mer - Cap Sicié et à Bormes-les-Mimosas - Cap Bénat, dont un binôme en configration bistatique). Les instruments utilisés sont ceux des radars WERA de la société allemande Helzel Messtechnik. La synchronisation émetteur-récepteur est obtenue à partir d'un signal d'horloge GPS.

La couverture spatiale attendue est présentée dans la figure #1. La portée de chaque radar est d'environ 80 km. L'ouverture du réseau d'antennes de réception du Cap Sicié à l'Est est d'une centaine de degrés et couvre du Sud (180º North Counter Clock Wise) à à l'Est (80º NCCW). Pour chaque site radar, on construit des cartes de vitesse radiale avec une résolution spatiale de 3km en distance, et un pas angulaire de 2º. Les mesures sont réalisées en continu toutes les vingt minutes.

couverture radar hf du site ANTARES
Figure #1: couverture radar attendue pour le site ANTARES

La Seyne sur mer - Cap Sicié

Le site est composé d'un réseau de réception non-linéaire de 8 antennes (formation en zig-zag voir figure #2), avec la possibilité d'activer en émission deux autres antennes.

Ce site a été le premier à être instrumenté et a acquis les premières mesures de vitesse radiale en mai 2010. Depuis, ce site est maintenu et a connu une seule période d'intrruption de 4 semaines pour maintenance en octobre 2012. Il a tout d'abord fonctionné seul en émission et réception.

La configuration géométrique des deux antennes d'émission permet d'atténuer le rayonnement dans la direction du réseau de réception. Mais dans les cas de vents forts, de type mistral, le mouvement des antennes induit une forte modulation du rayonnement émis. Alors le signal reçu sur les antennes de réception n'est plus uniquement celui rétrodiffusé par la mer, mais est dominé directement par la modulation parasite du signal émis. Depuis mars 2013, pour corriger ce phénomène, l'émission est déportée sur un site en contre-bas.

implantation du réseau d'antennes
Figure #2: implantation du réseau d'antennes de réception
une antenne du réseau de réception
Figure #3: une antenne du réseau de réception
antennes de réception
Figure #4: vue du réseau d'antennes de réception
station de travail avec les boitiers électroniques
Figure #5: station de travail avec les boitiers électroniques

La Seyne sur mer - Amphitria

Afin d'améliorer les mesures du site du Cap Sicié, nous avons installé en mars 2013 un site d'émission autonome "Stand-Alone" synchronisé par signal GPS avec la station de réception. L'antenne émet une rampe de fréquence centrée sur 16,173MHz et d'une largeur de bande de 50kHz.
antenne d'émission du Cap Sicié
Figure #6: antenne d'émission du Cap Sicié
coffre électronique de l'émetteur du Cap Sicié
Figure #7: coffre contenant l'électronique de l'émetteur du Cap Sicié

Bormes les Mimosas - Cap Bénat

Le second site de réception a été mis en fonctionnement en décembre 2011. Il est constitué d'un réseau linéaire conventionnel de 8 antennes.

La réception est ici très éloignée de l'émission (distance les séparant supérieure à 15 km) et a nécessité d'adapter les algorithmes de traitement des mesures au mode bi-statique. Dans un premier temps, ce site a été couplée à l'émetteur du Cap Sicié, puis à partir de fin mai 2012, à l'émetteur de Porquerolles;

implantation du réseau d'antennes
Figure #8: implantation du réseau d'antennes de réception
vue sur la mer depuis le site de réception du Cap Bénat
Figure #9: vue sur la mer depuis le site de réception du Cap Bénat

Hyères - Porquerolles

Depuis fin mai 2012, un nouveau site d'émission autonome "Stand-Alone" a été mis en fonctionnement. L'antenne émettant une rampe de fréquence centrée sur 16,175MHz et d'une largeur de bande de 50kHz. Comme les îles d'Hyères constituent un obstacle naturel au cheminement des ondes électro-magnétiques des radars HF, il faut placer l'émetteur au sud de Porquerolles afin d'obtenir un signal rétrodiffusé de la surface de la mer au sud de ces îles.

antenne d'émission de Porquerolles
Figure #10: antenne d'émission de Porquerolles et cône de réception GPS
 boîtiers électroniques de contrôle de l'émission de Porquerolles
Figure #11: boîtiers électroniques de contrôle de l'émission de Porquerolles

Aire niçoise: DYFAMED

Définition du site

L’élargissement de l’observation radar à l’ensemble de la façade, avec l’implémentation d’un deuxième site dans la zone Ligure (couvrant le site DYFAMED/BOUSSOLE) doit permettre de suivre l’évolution saisonnière et la variabilité haute fréquence du courant Nord sur toute la façade et de ses interactions avec la circulation côtière au voisinage des sites de références.

Le matériel choisi pour couvrir la zone DYFAMED est de la société SEASONDE-CODAR travaillant dans la bande dite HF (Hautes Fréquences), et opérant à une fréquence de 13.5MHz (+/- 50kHz), soit une longueur d'onde de l'ordre de 22 m. Ces radars, acquis conjointement par l'IFREMER dans le cadre du CETSM, le CNRS et l'Université de Toulon, n'ont besoin que d'un seul mât antennes, haut de 7 mètres, et d'un caisson pour l'électronique aux dimensions réduites. La faible emprise au sol du mât permet donc de s'installer plus facilement dans des terrains accidentés ou exigus.

Afin d'instrumenter la zone de Nice/DYFAMED, il nous faut trouver deux sites d'installation pour nos équipements radar en bord côte (moins de 500m), distants l'un de l'autre d'environ 45 km, et permettant la surveillance du secteur de Nice. Le premier site d'implantation trouvé est le phare de Saint-Jean Cap Ferrat sur la péninsule à l'est de Nice. Pour l'emplacement qui vient compléter ce dispositif à l'ouest de Nice, le deuxième site d'implantation est idéalement sur la côte entre Saint Raphaël et Théoule. Le site du sémaphore du Dramont est géographiquement très bien placé pour couvrir le secteur qui nous intéresse.

La couverture radar attendue avec deux radars Seasonde positionnés l'un au Phare du Cap Ferrat et l'autre au Sémaphore du Dramont est présenté figure#10. En rose il s'agit de la zone correctement couverte pour la mesure de courants de surface après reconstruction vectorielle (angle entre les deux projections radiales >30°). En point rouge, zone de mesure des vitesses radiales vue par l'instrument du Dramont et en bleu celui du Cap Ferrat avec une portée maximale de 80 kms.

couverture radar hf du site DYFAMED
Figure #12: couverture radar attendue pour le site DYFAMED

Saint Jean - Cap Ferrat

Site en cours de réalisation. A venir très prochainement ...

phare de Saint-Jean Cap Ferrat
Figure #13: phare de Saint-Jean Cap Ferrat

Saint Raphaël - le Dramont

Site en cours de négociation...

sémaphore du Dramont
Figure #14: Sémaphore du Dramont