FR3080194A1 - Procede de guidage d'un vehicule sous-marin autonome et systeme associe d'acquisition de donnees d'analyse sous-marine - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé de guidage d'un AUV (A53) évoluant sous l'eau au cours d'une mission d'acquisition de données d'analyse sous-marine dans une zone d'observation. Conformément au procédé, on planifie des positions théoriques pour l'AUV (A53) et pour au moins trois véhicules de surface (S1, S2, S3) évoluant au-dessus de l'AUV, par rapport à une grille virtuelle s'étendant parallèlement à la surface de l'eau et se déplaçant selon une trajectoire prédéfinie. Chaque véhicule de surface estime son écart courant de positionnement relativement à la grille virtuelle. L'AUV reçoit au moins trois signaux acoustiques et au moins trois messages acoustiques émis respectivement par les véhicules de surface, chaque message acoustique émis comportant l'écart courant de positionnement estimé. L'AUV estime sa position réelle courante relativement à la grille virtuelle à partir des signaux et messages acoustiques reçus. L'AUV active ses moyens de guidage pour qu'il tende à se déplacer de sa position réelle courante estimée à sa position théorique planifiée.

Description

Procédé de guidage d’un véhicule sous-marin autonome et Système associé d’acquisition de données d’analyse sous-marine

CONTEXTE

DOMAI NE TECHNI QUE

La présente invention concerne de manière générale l’acquisition de données d’analyse sous-marine en utilisant un ou plusieurs véhicules sousmarins autonomes désignés dans la suite par l’acronyme AUV (« Autonomous Underwater vehicle » en terminologie anglo-saxonne), et plus précisément un procédé de guidage d’un véhicule sous-marin autonome, ainsi qu’un système associé d’acquisition de données d’analyse sous-marine.

Un domaine non limitatif d’application de l’invention concerne l’acquisition de données sismiques marines, pour lequel les AUV sont équipés de capteurs d’ondes sismiques. La présente invention sera donc décrite dans la suite dans ce contexte particulier, étant entendu que d’autres applications, telles que la cartographie de l’habitat sous-marin, ou la surveillance de paramètres de l’eau, ou plus généralement tout dispositif pouvant tirer profit d’une grande densité d’AUV déployés, peuvent être envisagées en équipant les AUV des capteurs adaptés à l’application.

EXAMEN DU CONTEXTE

L'acquisition et le traitement de données sismiques marines génèrent un profil (une image) d'une structure géophysique sous les fonds océaniques. Bien que ce profil ne fournisse pas un emplacement précis des gisements de pétrole et de gaz, il suggère aux hommes du métier la présence ou l'absence de ces gisements. Ainsi, la fourniture d'une image de haute résolution des structures géophysiques sous les fonds océaniques est recherchée dans ce type d’études.

La sismologie à réflexion est un procédé d'exploration géophysique pour déterminer les propriétés de la sous-surface de la terre, qui est particulièrement utile pour la détermination des gisements indiqués ci-dessus. La sismologie marine à réflexion est basée sur l'utilisation d'une source d'énergie qui envoie une onde vers les fonds marins. En mesurant notamment le temps nécessaire pour que les réflexions et/ou les réfractions reviennent vers plusieurs capteurs d’ondes sismiques, il est possible d'évaluer la profondeur des caractéristiques provoquant ces réflexions. Ces caractéristiques peuvent être associées à des dépôts d'hydrocarbure sousmarins.

Dans un système traditionnel d'acquisition de données sismiques, un réseau de capteurs d’ondes sismiques, par exemple des hydrophones, est prévu sur des flûtes sismiques (« streamers >> en terminologie anglo-saxonne) remorquées par un ou plusieurs navires. Cette configuration traditionnelle est coûteuse en raison des coûts élevés associés à l'exploitation du (des) navire(s) remorqueur(s) et des flûtes sismiques. De plus, les capteurs d’ondes sismiques sont affectés par le bruit causé par le mouvement des flûtes dans l'eau.

Pour pallier certains problèmes des systèmes traditionnels d'acquisition de données, d’autres systèmes déploient des capteurs d’ondes sismiques au fond de l'océan (OBS, acronyme anglo-saxon mis pour « OceanBottom Seismometer ») pour réaliser un couplage avec le fond océanique et réduire le bruit. Cependant, cela exige de construire des appareils coûteux car résistant à la pression des grandes profondeurs d’eau, leur déploiement et leur récupération posant les mêmes problèmes.

D’autres système connus, décrits par exemple dans le brevet américain US 6,932, 185 et le brevet européen EP 1 217 390, utilisent des stations et des capteurs d’ondes sismiques fixés de manière permanente ou semi-permanente sur le fond marin. Cette approche surmonte certains des problèmes de la configuration traditionnelle, mais elle demeure coûteuse et n'est pas flexible, car les stations et les capteurs d’ondes sismiques sont difficiles à positionner, à déplacer ou à réutiliser.

Les techniques reposant sur l’utilisation de capteurs fixés de manière permanente contribuent en outre à la pollution de l'océan.

Récemment, une approche différente a été développée, reposant sur l’utilisation de capteurs sismiques montés sur des AUV déployés dans une tranche d’eau par exemple inférieure à 100m, et récupérés en fin de mission d’acquisition. Un intérêt de l’utilisation d’AUV réside notamment dans la facilité de déploiement et de récupération de ce type d’équipements à différents endroits. Les AUV peuvent en effet être déployés et/ou récupérés indifféremment depuis un bateau ou un bord de mer. L'utilisation des AUV réduit considérablement le coût d'acquisition des données. Cependant, une difficulté de cette approche est de diriger les AUV et de connaître leur position précise pendant les acquisitions de données.

Différents systèmes acoustiques permettant de contrôler la position d’AUV ont déjà été proposés :

Dans un premier système dit à base longue ou LBL (initiales anglosaxonnes mises pour « Long BaseLine »), l’AUV est équipé d’un émetteur/récepteur de signaux acoustiques et communique avec au moins trois transpondeurs équipant respectivement trois balises de référence situées à des positions connues largement espacées, en surface ou au fond de l’océan. Pour pouvoir se positionner par rapport aux balises de référence, l’AUV envoie un signal d’interrogation acoustique qui est reçu par les transpondeurs. Les transpondeurs répondent par un signal de réponse acoustique et les réponses sont à nouveau reçues par l’AUV. Les mesures des instants séparant l’émission du signal d’interrogation et la réception des signaux de réponse permettent d’estimer les distances séparant l’AUV de chacune des balises de référence. L’AUV peut par suite déterminer sa position relative à l’emplacement des balises de référence, par exemple par trilatération, étant entendu que l’AUV connaît sa profondeur. Chacun des AUV évoluant dans la zone doit ainsi disposer d’un créneau pour échanger les données. La gamme de fréquence disponible en acoustique sous-marine étant limitée, le nombre d’AUV positionnés dans ce type de système sera lui aussi limité.

Un tel système présente néanmoins l’inconvénient de nécessiter le déploiement et la calibration des balises de référence, ce qui difficilement compatible avec des missions d’acquisition pour lesquelles la zone d’observation peut s’étendre sur des dizaines de kilomètres.

Dans un autre système dit à base courte ou SBL (initiales anglosaxonnes mises pour « Short BaseLine »), voire ultra-courte ou USBL (initiales anglo-saxonnes mises pour « Ultra-Short BaseLine »), un émetteur-récepteur d’onde acoustique monté sous un navire ou tout autre mobile en surface, communique avec un transpondeur/répondeur sur l'AUV. Une impulsion acoustique est transmise par l'émetteur-récepteur et détectée par le transpondeur/répondeur sous-marin, qui répond par sa propre impulsion acoustique. Cette impulsion de retour est détectée par l'émetteur-récepteur sur le navire. La durée de la transmission de l'impulsion acoustique initiale jusqu'à ce que la réponse soit détectée est mesurée par le système USBL et convertie en distance. Pour déterminer la position sous-marine de l’AUV, l'USBL calcule à la fois une distance et un angle de l'émetteur-récepteur jusqu'à l'AUV sous-marin. Les angles sont mesurés par l'émetteur-récepteur, qui contient un réseau de transducteurs. La position réelle de l’AUV est ensuite transmise à l’AUV, dans un message acoustique, alors qu'il se déplace vers sa position souhaitée, pour lui permettre de corriger sa trajectoire si nécessaire. Ici encore, l’AUV doit être équipé d’un module capable d’émettre et de recevoir des signaux acoustiques. En outre, les systèmes SBL et USBL implémentent un protocole de communication half-duplex (à l’alternat), avec une bande passante acoustique limitée, de sorte que ces systèmes ne peuvent être adaptés à des configurations dans lesquelles une quantité importante d’AUV (de quelques centaines à plusieurs milliers) nécessiterait d’être simultanément guidés.

En conséquence, il serait souhaitable de fournir un procédé de guidage d’un AUV qui soit simple, peu coûteux, et aisément applicable au guidage d’une quantité importante d’AUV utilisés simultanément au cours d’une même mission d’acquisition de données d’analyse sous-marine.

RÉSUMÉ

La présente invention a pour objet un procédé de guidage d’un véhicule sous-marin autonome évoluant sous l’eau au cours d’une mission d’acquisition de données d’analyse sous-marine dans une zone d’observation, le procédé comprenant les étapes suivantes :

- planification de positions théoriques, relativement à une grille virtuelle s’étendant parallèlement à la surface de l’eau et se déplaçant selon une trajectoire, pour le véhicule sous-marin autonome et pour au moins trois véhicules de surface évoluant au-dessus dudit véhicule sous-marin autonome ;

- estimation, par chacun desdits au moins trois véhicules de surface, de son écart courant de positionnement relativement à ladite grille virtuelle ;

- réception par ledit véhicule sous-marin autonome d’au moins trois signaux acoustiques et d’au moins trois messages acoustiques émis respectivement par lesdits au moins trois véhicules de surface, chaque message acoustique émis comportant l’écart courant de positionnement estimé du véhicule de surface ;

- estimation, par le véhicule sous-marin autonome, de sa position réelle courante relativement à la grille virtuelle à partir desdits au moins trois signaux acoustiques et desdits au moins trois messages acoustiques reçus ;

- activation de moyens de guidage dudit véhicule sous-marin autonome pour qu’il tende à se déplacer de sa position réelle courante estimée à sa position théorique planifiée relativement à la grille virtuelle.

Outre les caractéristiques principales qui viennent d'être mentionnées dans le paragraphe précédent, le procédé selon l'invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes :

- les positions théoriques planifiées desdits au moins trois véhicules de surface correspondent de préférence à des intersections de lignes virtuelles composant ladite grille virtuelle ;

- le procédé peut comporter en outre une étape d’activation de moyens de guidage de chacun desdits au moins trois véhicules de surface pour qu’ils tendent à se déplacer vers leurs positions théoriques planifiées ;

- chacun desdits au moins trois messages acoustiques peut être compris dans l’un desdits au moins trois signaux acoustiques ;

- le procédé peut comporter une étape de mesure, par chacun desdits au moins trois véhicules de surface, de sa position courante absolue dans un repère terrestre, et l’écart courant de positionnement de chaque véhicule de surface peut être estimé à partir de sa position courante absolue mesurée, d’une position courante absolue d’un point de référence de la grille virtuelle, et de sa position théorique planifiée relativement à la grille virtuelle ;

- le procédé peut comporter une étape de réception périodique, par chacun desdits au moins trois véhicules de surface, de la position courante absolue dudit point de référence de la grille, transmise par un navire évoluant dans ladite zone d’observation ;

- l’étape d’estimation, par le véhicule sous-marin autonome, de sa position réelle courante relativement à la grille virtuelle peut comporter une étape de calcul de la distance séparant le véhicule sous-marin autonome de chacun desdits au moins trois véhicules de surface, à partir d’instants d’arrivée des signaux acoustiques reçus ;

- le procédé peut comporter en outre une étape de détermination de la position absolue du véhicule sous-marin autonome dans un repère terrestre ;

- le procédé peut comporter comporte en outre une étape d’acquisition de données sismiques par au moins un capteur sismique équipant ledit véhicule sous-marin autonome ;

- le véhicule sous-marin autonome peut faire partie d’un ensemble de véhicules sous-marins autonomes évoluant en formation sous l’eau au cours de ladite mission d’acquisition de données, et lesdits au moins trois véhicules de surface peuvent faire partie d’une flottille de véhicules de surface dont les positions théoriques planifiées relativement à la grille virtuelle correspondent à des intersections de lignes virtuelles composant ladite grille virtuelle ;

- les étapes du procédé sont de préférence réalisées pour le guidage de chaque véhicule sous-marin autonome dudit ensemble.

L’invention a également pour objet un système d’acquisition de données d’analyse sous-marine dans une zone d’observation comportant :

- au moins trois véhicules de surface aptes à occuper des positions théoriques planifiées relativement à une grille virtuelle s’étendant parallèlement à la surface de l’eau et se déplaçant selon une trajectoire, chacun desdits au moins trois véhicules autonomes de surface étant configuré pour estimer son écart courant de positionnement relativement à ladite grille virtuelle et pour émettre un signal acoustique et un message acoustique comportant l’écart courant de positionnement estimé du véhicule autonome de surface ;

- au moins un véhicule sous-marin autonome apte à évoluer dans l’eau en-dessous desdits au moins trois véhicules de surface en occupant des positions théoriques planifiées relativement à ladite grille virtuelle, ledit au moins un véhicule sous-marin autonome comportant :

- un récepteur apte à recevoir les signaux acoustiques et les messages acoustiques émis par lesdits au moins trois véhicules de surface ;

- un calculateur configuré pour estimer la position réelle courante du véhicule sous-marin autonome relativement à la grille virtuelle à partir des signaux acoustiques et messages acoustiques reçus, et pour activer des moyens de guidage du véhicule sous-marin autonome pour qu’il tende à se déplacer de sa position réelle courante estimée à sa position théorique planifiée relativement à la grille virtuelle.

Le système selon l'invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes :

- lesdits au moins trois véhicules de surface peuvent comporter au moins un système de type GPS ;

- le système peut comporter en outre un navire apte à évoluer dans ladite zone d’observation et configuré pour transmettre périodiquement auxdits au moins trois véhicules de surface une position courante absolue d’un point de référence de la grille virtuelle ;

- lesdits au moins trois véhicules de surface peuvent comporter une antenne pour échanger des informations avec le navire par une liaison sans fil radiofréquence ou satellite ;

- ledit au moins un véhicule sous-marin autonome comporte de préférence une horloge interne synchronisée avec des horloges internes équipant lesdits au moins trois véhicules de surface ;

- ledit au moins un véhicule sous-marin autonome comporte par exemple un capteur d’ondes sismiques ;

- lesdits au moins trois véhicules de surface sont de préférence des véhicules autonomes de surface.

BRÈVE DESCRI PTI ON DES DESSI NS

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, faite en référence aux figures annexées, dans lesquelles :

- la figure 1 illustre en vue schématique de dessus un exemple de système d’acquisition de données marines conforme à l’invention, avec le principe de positionnement d’un groupe de véhicules sous-marins autonomes et d’une flottille de véhicules de surface, tels que des véhicules autonomes de surface, par rapport à une grille virtuelle ;

- la figure 2 représente en vue de dessus un exemple de grille virtuelle se déplaçant selon une trajectoire prédéfinie ;

- la figure 3 représente, en vue schématique de dessus, un exemple de pré-positionnement de véhicules autonomes de surface par rapport à la grille virtuelle ;

- la figure 4 représente, en vue schématique de dessus, un autre exemple de pré-positionnement de véhicules autonomes de surface par rapport à une grille virtuelle ;

- la figure 5 illustre une vue latérale schématique d’un véhicule autonome de surface susceptible d’être utilisé dans à l’invention ;

- la figure 6 illustre schématiquement un véhicule sous-marin autonome susceptible d’être utilisé dans à l’invention ;

- la figure 7 est un organigramme d’un procédé de guidage d’un véhicule sous-marin autonome conforme à l’invention ;

- la figure 8 est un organigramme d’un autre procédé de guidage utilisant les principes de l’invention.

DESCRIPTION DETAILLEE

Les mêmes numéros de référence sur les différentes figures identifient les mêmes éléments ou des éléments similaires. La description détaillée qui suit ne limite pas l'invention. Au lieu de cela, l'étendue de l'invention est définie par les revendications jointes. Les modes de réalisation qui suivent sont examinés, par souci de simplicité, en relation avec la terminologie et la structure d'un AUV comportant des capteurs d’ondes sismiques. Une référence dans toute la description à « un mode de réalisation » signifie qu'une fonctionnalité, une structure ou une caractéristique particulière décrite en relation avec un mode de réalisation est incluse dans au moins un mode de réalisation de l'objet présenté. Ainsi, l'apparition de l'expression « dans un mode de réalisation » à divers emplacements dans toute la description ne fait pas nécessairement référence au même mode de réalisation. En outre, les fonctionnalités, les structures ou les caractéristiques particulières peuvent être combinées de n'importe quelle manière appropriée dans un ou plusieurs modes de réalisation.

Un mode de réalisation d’un système d’acquisition de données d’analyse sous-marine dans une zone d’observation va être détaillé en référence aux figures 1 à 6.

Le système comporte une pluralité de véhicules de surface, par exemple des véhicules autonomes de surface (ou USV, acronyme anglo-saxon mis pour « Unmanned Surface Vehicle »), tels que les USV Si à S₉ de la figure 1, ainsi qu’une pluralité de véhicules sous-marins autonomes ou AUV, tels que les AUV Ai 1, Α₂ι, Α_5Ί et A₅₃ de la figure 1. Dans d’autres modes de réalisation, un navire peut faire office de véhicule de surface.

Le système peut comporter en outre un navire maître N en charge de la planification d’une mission d’acquisition de données, et de la supervision de la mission et des composantes (AUV et USV) du système. Dans un mode de réalisation, le navire maître N peut en outre être utilisé pour le déploiement et/ou la récupération des AUV.

Conformément à l’invention, les AUV vont pouvoir évoluer en formation sous l’eau lors de la mission et être guidés grâce à la flottille d’USV évoluant également en formation à la surface de l’eau et l’utilisation de signaux acoustiques transmis par ces USV.

Pour ce faire, on définit une grille virtuelle G (voir figure 2) qui s’étend parallèlement à la surface de l’eau. Lors de la mission, cette grille virtuelle G se déplace virtuellement à une vitesse adaptée à la mission d’acquisition, selon une trajectoire T prédéfinie de façon à couvrir la zone d’observation. La grille virtuelle G est composée de lignes virtuelles se coupant, par exemple à angle droit, comme représenté par le quadrillage de la figure 2. On note dans la suite (Rg, X, Y, Z) le référentiel à trois dimensions lié à cette grille virtuelle G, à partir d’un point de référence de cette grille, par exemple le centre Rg de la grille. Des points d’intersections de lignes virtuelles composant la grille virtuelle G sont associés à des positions théoriques planifiées des USV composant la flottille. Ainsi, à titre d’exemple, comme visible sur la figure 3 :

- les véhicules autonomes de surface Si et S₂ ont des positions théoriques planifiées relativement à la grille virtuelle G qui correspondent aux points d’intersection entre la ligne virtuelle L-ι et les lignes virtuelles L₅ et L₆ de la grille ;

- les véhicules autonomes de surface S3 et S4 ont des positions théoriques planifiées relativement à la grille virtuelle G qui correspondent aux points d’intersection entre la ligne virtuelle L₂ et les lignes virtuelles L₅ et L₆ de la grille.

Dans l’exemple des figures 1 à 3, les quatre véhicules autonomes de surface Si, S₂, S3, S4 définissent une cellule acoustique, ici de section carrée. Tous les AUV évoluant sous l’eau sensiblement au droit de cette cellule acoustique (tels que les AUV Α_5Ί et A₅₃ de la figure 1) vont être guidés en utilisant des signaux acoustiques transmis par ces quatre véhicules autonomes de surface Si, S₂, S₃, S_4i de manière à rester, au cours de la mission, dans la couverture de cette cellule acoustique, comme cela apparaîtra dans la suite. Les quatre véhicules autonomes de surface S₂, S4, S5, Se définissent une autre cellule acoustique en charge du guidage des AUV placés sensiblement au droit de cette autre cellule.

En conséquence, chaque AUV doit également occuper au cours de la mission, des positions théoriques planifiées relativement à la grille virtuelle G, suivant un motif tel que celui représenté schématiquement sur la figure 1.

A titre d’exemple non limitatif, la grille G de la figure 2 a la forme d’un carré de 1000 mètres de côté, les USV sont répartis régulièrement par rapport à cette grille, par exemple tous les 150 mètres, et les AUV sont répartis régulièrement, par exemple tous les 25 mètres. La mission d’acquisition de données utilise donc ici environ 45 USV et environ 1600 AUV. D’autres répartitions sont envisageables. Les principes utilisés dans l’invention sont applicables indifféremment pour le guidage d’un seul AUV ou de plusieurs milliers d’AUV.

Dans ce qui précède, les positions théoriques planifiées des USV relativement à la grille virtuelle G correspondent à des intersections de lignes virtuelles composant la grille virtuelle. Leurs coordonnées selon l’axe vertical Z sont donc nulles. Dans d’autres modes de réalisation, d’autres répartitions peuvent être envisagées, l’important étant que l’on ait planifié des positions théoriques, tant pour les USV que pour les AUV, dans une référentiel d’une grille virtuelle de trajectoire connue.

Dans le cas des figures 1 à 3, il convient de noter à ce stade que la section carrée de chaque cellule acoustique est liée au quadrillage à angle droit définissant la grille virtuelle G. D’autres formes peuvent néanmoins être envisagées, selon le nombre d’USV nécessaires au guidage d’un AUV. Ainsi, la figure 4 montre un autre mode de réalisation avec une cellule acoustique de section triangulaire, formée par trois USV Si, S₂, S₃ dont les positions théoriques planifiées relativement à la grille virtuelle G correspondent aux intersections de lignes L₂, L₃, L₄ et L₅ formant la grille virtuelle. Ici, les différentes lignes virtuelles de la grille virtuelle qui se croisent ne sont pas orthogonales.

Les positions théoriques planifiées relativement à la grille virtuelle G pour chaque USV de la flottille sont chargées dans une mémoire de l’USV. Chaque USV de la flottille connaît ainsi à tout moment la position théorique qu’il est censé occuper dans le référentiel (Rg, X, Y, Z) de la grille virtuelle G. Dans un mode de réalisation possible, ces positions théoriques planifiées sont chargées dans les mémoires des USV avant que ne débute la mission. Dans un autre mode de réalisation, les positions théoriques planifiées peuvent être transmises en cours de mission aux USV, par exemple par une communication sans fil entre le navire N et les USV.

De même, les positions théoriques planifiées relativement à la grille virtuelle G pour chaque AUV sont chargées dans une mémoire de l’AUV, par exemple avant que ne débute la mission, ou après transmission en cours de mission, en utilisant des messages acoustiques dédiés entres les USV et tout ou partie des AUV. Chaque AUV connaît ainsi à tout moment la position théorique qu’il est censé occuper dans le référentiel (Rg, X, Y, Z) de la grille virtuelle G.

Des positions théoriques planifiées relativement à la grille virtuelle G peuvent en outre être définies pour le navire N.

Avant de rentrer dans le détail de différents procédés de guidage d’un AUV conforme à la présente invention, un exemple de configuration d’un USV (ou tout autre véhicule de surface) et d’un AUV va maintenant être décrit en référence respectivement aux figures 5 et 6.

La figure 5 illustre schématiquement la configuration des véhicules de surface, par exemple de l’USV S-ι, pour ce qui concerne la partie nécessaire au guidage d’AUV conformément à l’invention. L’USV Si comporte un, voire deux systèmes GPS 10 (par exemple de type DGPS, RGPS, RTK ou PPP) ou équivalent, pour connaître à tout moment sa position absolue par rapport au repère terrestre, grâce aux signaux reçus d’un système de navigation par satellites (non représenté). Sur sa partie inférieure immergée, l’USV Si porte également un module 11 d’émission/réception de signaux acoustiques. Dans un mode de réalisation, l’USV Si peut comporter en outre une antenne 12 pour lui permettre d’échanger en temps réel des informations avec le navire N par une liaison sans fil radiofréquence ou satellite. La référence 13 désigne des moyens de guidage de l’USV, comportant notamment un système de propulsion. La référence 14 désigne une source d’alimentation, par exemple une batterie. La référence 15 désigne sous forme globale un contrôleur électronique de bord auxquels les systèmes GPS 10, le module 11 d’émission/réception de signaux acoustiques, les moyens 13 de guidage, la batterie 14 et, le cas échéant, l’antenne 12 sont reliés, ainsi que les programmes et mémoires nécessaires à la gestion du fonctionnement de ces équipements et les mémoires de stockage nécessaires à l’accomplissement de la mission d’acquisition de données. La référence 16 désigne une horloge interne de synchronisation ou une horloge GPS.

La figure 6 illustre schématiquement la configuration des AUV, par exemple de l’AUV A₅₃ de la figure 1. L’AUV comporte un corps 20 et des moyens 21 de guidage de l’AUV, comportant notamment un système de propulsion. Le système de propulsion peut comprendre une ou plusieurs hélices et un moteur pour actionner les hélices. En variante, le système de propulsion peut comprendre une ou plusieurs turbines. L’AUV A₅₃ peut typiquement présenter une dimension longitudinale entre 80 et 150 centimètres. L’AUV porte une charge utile comprenant au moins un capteur 22 de données, dont la nature et la position sur le corps 20 dépendent du type de données d’analyse à acquérir. Le capteur 22 est par exemple un capteur d’ondes sismiques, qui peut comprendre un ou plusieurs hydrophones, géophones et/ou accéléromètres. Le corps 20 porte également, de préférence sur sa partie supérieure, un récepteur 23 configuré pour recevoir des signaux acoustiques, tels que des signaux acoustiques émis par des USV. Le récepteur est de préférecne intégré dans un modem acoustique pour permettre si besoin également l’émission de signaux acoustiques par l’AUV. Le corps 20 renferme différents éléments tels qu’un calculateur 24 comportant un processeur de commande, une batterie 25 d’alimentation en énergie, des mémoires 26 pour conserver notamment des paramètres de mission, des mesures effectuées par le capteur 22, et des mesures de positionnement issus du traitement des signaux acoustiques reçus par le récepteur 23, et une horloge 27 de synchronisation. Le calculateur 24 et le récepteur 23 sont configurés pour démoduler les signaux acoustiques reçus, en extraire les informations et calculer la position réelle de l'AUV par rapport à la grille virtuelle. L’AUV peut en outre comprendre des éléments non représentés. On peut prévoir notamment que l’AUV comporte une boussole, en particulier si l’orientation de la grille de référence ne reste pas constante, la grille subissant par exemple quelque mouvement de rotation. L’AUV pourrait également être doté d'autres capteurs, tels que, par exemple, un capteur, de pression ou autre, pour connaître sa profondeur et/ou une jauge de pression. L’AUV peut aussi comprendre un dispositif de communication (par exemple, Wi-Fi), ou un autre dispositif de transfert de données capable de transférer des données, telles que les données acquises en cours de mission, par une liaison sans fil. Dans un mode de réalisation, le transfert de données a lieu alors que l'AUV est hors de l’eau, par exemple sur un navire de récupération. Par ailleurs, il est possible que le dispositif de communication soit un port connecté par fil au navire de récupération pour transférer les données après récupération de l’AUV. Des ailettes et/ou des ailes de stabilisation peuvent être utilisées avec le système de propulsion pour diriger l'AUV. Cependant, dans un mode de réalisation, l'AUV n'a aucune ailette, ni aucune aile. L'AUV peut comprendre un système de flottabilité pour commander la profondeur de l'AUV.

Un mode de réalisation d’un procédé de guidage des différents AUV du système de la figure 1 conformément à l’invention va à présent être explicité.

Comme indiqué précédemment, chaque USV de la flottille et chaque AUV connaît à tout moment la position théorique qu’il est censé occuper (sa position théorique planifiée) dans le référentiel (Rg, X, Y) de la grille virtuelle G. La grille virtuelle G se déplace selon des ordres envoyés ou un plan programmé.

On notera dans la suite (xJ.; Ys^Zj.) les coordonnées donnant les positions théoriques planifiées d’un USV S, dans le référentiel lié à la grille G, et (ΧΙ₅₃; ^ya53'> Z^TaJ ^les coordonnées donnant les positions théoriques planifiées dans ce même référentiel lié à la grille G pour l’AUV A53 de la figure 1.

Lors de la mission d’acquisition, chaque USV S, de la flottille va naviguer de façon autonome et occuper dans la mesure du possible les positions théoriques planifiées (xJ.; relativement à la grille, qui lui ont été attribuées. Néanmoins, en raison des inerties des USV et de leur sensibilité au vent et au courant, il peut y avoir un écart selon les axes X et Y entre les positions théoriques planifiées et les positions réellement occupées. Aussi, chaque USV S, calcule son écart de positionnement par rapport à la grille virtuelle G et peut le rectifier par ses moyens de propulsion. Pour ce faire, chaque USV S, peut mesurer dans un premier temps sa position courante absolue par rapport à un repère terrestre grâce au(x) système(s) GPS 10 qu’il intègre, et estimer par suite la position réelle courante qu’il occupe par rapport à la grille virtuelle G, en utilisant par ailleurs la position courante absolue du point de référence de la grille virtuelle G, par exemple du centre Rg de la grille. La position courante absolue du centre Rg de la grille est par exemple transmise périodiquement par le navire N et reçue par l’antenne 12 de chaque USV. En variante, les positions absolues (repère terrestre) occupées par le centre de la grille G au cours de la mission pourraient être mémorisées au préalable dans les USV.

Si l’on note (xf.; Y^) les coordonnées donnant la position réelle courante d’un USV S, dans le référentiel (Rg, X, Y) lié à la grille G, et (£^; £j.) les coordonnées de l’écart de positionnement d’un USV S, dans ce même référentiel, alors l’écart de positionnement dans le référentiel de la grille peut être estimé par chaque USV S, (en particulier via son contrôleur électronique de bord 15) en utilisant les relations suivantes :

{cX _ yR _ yT ^bS[ ~ ^AS[ ^AS[ p^Y — Y^R — V^{T C}Si - ^rSi ^rSi

Chaque USV S, diffuse son écart de positionnement (Ef.; Ef.) par rapport à la grille virtuelle G dans un message acoustique court émis par son module 11 d’émission de signaux acoustiques.

Les USV émettent en outre périodiquement des signaux acoustiques selon un séquencement précis. Les USV se positionnent aussi près que possible de leurs positions respectives les uns par rapport aux autres et enregistrent en permanence l’historique de leur position.

Chaque AUV présent dans la cellule acoustique définie par les USV associés reçoit ces signaux et messages acoustiques sur son récepteur 23. Ainsi, l’AUV A₅₃ tout comme l’AUV A₅₁ de la figure 1 vont recevoir les signaux émis par les USV aux intervalles prévus et qu’ils vont utiliser pour se positionner .

Chaque AUV va alors pouvoir estimer sa position réelle courante relativement à la grille virtuelle G. Par exemple, l’AUV A₅₃ va pouvoir estimer ses coordonnées réelles courantes (Xa_S3'> ^_S3; ^za₅₃) dans le référentiel (Rg, X, Y, Z) lié à la grille virtuelle G. Pour ce faire, chaque AUV peut par exemple, via son calculateur 24, calculer la distance le séparant de chaque USV dont il reçoit un signal acoustique en utilisant les instants d’arrivée des signaux acoustiques reçus, et la connaissance préalable de la vitesse de déplacement du son sous l’eau. Cela suppose que le séquencement précis avec lequel les USV émettent les signaux acoustiques soit connu des AUV, et que les horloges internes 16 et 27 des USV et des AUV soient synchronisées.

Trois signaux acoustiques émis par trois USV sont suffisants pour permettre au calculateur 24 de l’AUV A₅₃ de déterminer, par trilatération, sa position par rapport aux trois USV. L’AUV A₅₃ utilise ensuite les écarts de positionnement transmis dans les trois messages acoustiques pour déterminer sa position réelle courante (Xa_S3'> ^za_S3) relativement à la grille virtuelle G.

A l’issue de ce traitement, chaque AUV peut activer ses moyens 21 de guidage pour qu’il se déplace de sa position réelle courante (Xa_S3'> ^za₅₃) à sa position théorique planifiée (xJ_S3; KÎ_S3;Zl_S3)· L’AUV peut notamment utiliser les informations délivrées par sa boussole interne ainsi que la préconnaissance de la direction absolue (par exemple par rapport au Nord) de la grille virtuelle G (chargée dans une mémoire de l’AUV, par exemple avant son déploiement, et/ou diffusée du navire N aux USV, puis à l’AUV dans un signal acoustique).

De même, chaque USV S, active de préférence ses propres moyens 13 de guidage pour se déplacer de sa position réelle courante (xg.; y£) à sa position théorique planifiée (xJ.; Κ₅ξ). On peut accepter néanmoins que les USV ne retournent pas exactement vers leurs positions théoriques planifiées, l’essentiel étant surtout qu’ils restent dans la portée acoustique des AUV qu’ils ont à guider.

Le mode de réalisation qui vient d’être décrit permet de guider un AUV ou de guider une pluralité d’AUV tout en maintenant un arrangement planifié sans avoir à utiliser de référence fixe, en se reposant uniquement sur la référence mobile que constitue la grille virtuelle G.

Compte-tenu du peu de messages ou signaux acoustiques utilisés, et de la communication unidirectionnelle depuis les USV vers les AUV pour permettre le guidage, l’invention trouve aussi bien son application pour des systèmes nécessitant un nombre très limité d’AUV que pour des systèmes utilisant un nombre important d’AUV. Dans les intervalles, les modems acoustiques peuvent alternativement communiquer des informations. Les AUV peuvent communiquer des données de contrôle qualité. Les USV peuvent communiquer des ordres simples par exemple de changement de position au sein de la grille pour un AUV particulier. Dans certains cas, on peut néanmoins prévoir des mesures supplémentaires pour limiter encore le nombre de signaux acoustiques nécessaires au guidage :

Par exemple, dans ce qui précède, on a considéré que les messages acoustiques comprenant les écarts de positionnement des USV étaient distincts des signaux acoustiques utilisés pour la trilatération. Dans d’autres modes de réalisation, on prévoit que les messages acoustiques contenant les écarts de positionnement des USV par rapport à la grille virtuelle G soient utilisés comme signaux pour la mesure des distances séparant un AUV d’un USV. En d’autres termes, un message acoustique est compris dans le signal acoustique permettant de calculer la distance.

Par ailleurs, pour des systèmes utilisant un nombre important d’AUV et d’USV, les risques de collision entre deux ou plusieurs messages et/ou signaux acoustiques arrivant simultanément sur un même AUV peuvent être réduits en utilisant des techniques connues telles que la discrimination de fréquence, la discrimination temporelle, la discrimination spatiale, ou toute combinaison de ces techniques. Il convient d’éviter des interférences entre les signaux émis par les USV en vue du positionnement des AUV. Ces signaux sont communs à tous les AUV. Ils peuvent donc positionner un nombre illimité d’AUV.

Dans le cas de la discrimination en fréquence, plusieurs messages/signaux acoustiques à différentes fréquences ou bandes de fréquences, ou encore un signal à large bande avec des codes orthogonaux sont utilisés. Les différents messages/signaux peuvent être ainsi simultanément reçus et décodés par un seul récepteur acoustique. Néanmoins, la multiplication des messages simultanés peut avoir un impact sur la fiabilité de la réception, car elle réduit le rapport signal sur bruit.

La discrimination spatiale est particulièrement adaptée aux systèmes pour lesquels les USV peuvent être suffisamment éloignés les uns par rapport aux autres. En effet, en comptant sur le fait que les modules 11 d’émission des USV ont une portée acoustique limitée et que la grille d’USV est conçue en fonction de cette limite, deux USV fonctionnant simultanément exactement à la même fréquence mais suffisamment éloignés l'un de l'autre ne devraient pas créer d’interactions.

La discrimination temporelle consiste à donner à plusieurs USV qui utiliseraient les mêmes bandes de fréquence pour l’émission des messages/signaux acoustiques, un accès multiple par répartition dans le temps: chaque module d’émission 11 possède un créneau prédéfini pour émettre son message/signal acoustique. Il est alors nécessaire de prendre en compte le retard de propagation du son dans l'eau et prendre garde à ce qu’un même AUV ne reçoive un nouveau message ou signal, même d'un USV proche, avant la réception complète du précédent, même d'un USV distant. Pour ce faire, chaque message émis doit être suivi d'une longue période de silence (jusqu'à plusieurs secondes), ce qui peut avoir un impact négatif sur la fréquence de mise à jour du positionnement de chaque AUV. Pour pallier ce problème, on peut faire en sorte que chaque USV d’une même cellule acoustique émette son message à un rythme suivant une séquence pseudoaléatoire prédéfinie, afin qu'un AUV ne puisse manquer deux messages consécutifs quelle que soit sa position dans la cellule acoustique.

La figure 7 donne différentes étapes susceptibles d’être mises en œuvre conformément à l’invention par un procédé 100 de guidage d’un AUV évoluant sous l’eau au cours d’une mission d’acquisition de données d’analyse sous-marine dans une zone d’observation. Le procédé 100 comporte une étape 110 de planification, relativement à une grille virtuelle G s’étendant parallèlement à la surface de l’eau et se déplaçant selon une trajectoire T prédéfinie ou commandée en temps réel, des positions théoriques pour l’AUV et pour au moins trois USV évoluant au-dessus de l’AUV. On rappelle que les positions théoriques planifiées des USV correspondent de préférence à des intersections de lignes virtuelles composant la grille virtuelle G. L’étape 110 est par exemple effectuée avant la mission d’acquisition. Le procédé 100 se poursuit par une étape 120 au cours de laquelle chacun desdits au moins trois USV estime et mémorise son écart courant de positionnement relativement à la grille virtuelle G. Lors d’une étape 130, l’AUV reçoit au moins trois signaux acoustiques et au moins trois messages acoustiques émis respectivement par les USV, chaque message acoustique émis comportant l’écart courant de positionnement estimé à l’étape 120. Comme indiqué précédemment, chacun desdits au moins trois messages acoustiques peut être avantageusement compris dans l’un desdits au moins trois signaux acoustiques. L’AUV peut alors estimer et mémoriser, lors d’une étape 140, sa position réelle courante relativement à la grille virtuelle G à partir desdits au moins trois signaux acoustiques et desdits au moins trois messages acoustiques reçus. Le procédé 100 comporte alors une étape 150 lors de laquelle l’AUV active ses moyens de guidage pour qu’il tende à se déplacer de sa position réelle courante estimée à sa position théorique planifiée.

Le procédé 100 peut en outre comporter des étapes optionnelles. Par exemple, des USV peuvent, lors d’une étape 160, activer leurs moyens de guidage pour qu’ils tendent à se déplacer vers leurs positions théoriques planifiées. Dans un mode de réalisation, chaque USV se repositionne. Selon d’autres modes de réalisation, seuls certains USV auront à se repositionner, par exemple ceux pour lesquels l’écart de positionnement est supérieur à un seuil prédéfini.

Le procédé peut en outre comporter une étape 170 de détermination de la position absolue de l’AUV dans un repère terrestre. Cette étape pourra par exemple être mise en œuvre lors d’un post-traitement, réalisé par exemple lorsque l’AUV a été récupéré hors de l’eau, en utilisant les positions réelles courantes par rapport à la grille virtuelle G estimées et mémorisées par l’AUV et les USV.

Le procédé 100 de guidage décrit ci-dessus est particulièrement intéressant dans le cas de missions d’acquisitions de données pour lesquelles il est important de guider l’AUV vers des positions très précises, auxquelles il doit acquérir des données.

Les étapes d’un procédé 200 de guidage d’un AUV selon un autre mode de réalisation sont schématisées sur la figure 8 :

Le procédé 200 de guidage est assez similaire au procédé 100 de guidage, à ceci près que les écarts éventuels de positionnement des USV ne sont pas transmis dans des messages acoustiques, mais utilisés en posttraitement pour déterminer les positions précises occupées par l’AUV durant sa mission. Ceci permet de réduire encore le nombre de signaux acoustiques nécessaires au guidage de l’AUV, et d’alléger la capacité de calcul de l’AUV.

Tout comme le procédé 100 de guidage, le procédé 200 comporte une étape 210 de planification, relativement à une grille virtuelle G s’étendant parallèlement à la surface de l’eau et se déplaçant selon une trajectoire T prédéfinie ou commandée en temps réel, des positions théoriques pour l’AUV et pour au moins trois véhicules de surface, par exemple trois USV évoluant au-dessus de l’AUV. Le procédé 200 se poursuit par une étape 220 au cours de laquelle chacun desdits au moins trois USV estime et mémorise son écart courant de positionnement relativement à la grille virtuelle G. Lors d’une étape 230, l’AUV reçoit au moins trois signaux acoustiques émis respectivement par les USV. L’AUV peut alors estimer et mémoriser, lors d’une étape 240, sa position réelle courante relativement à la grille virtuelle G à partir desdits au moins trois signaux acoustiques et desdits au moins trois messages acoustiques reçus. Pour cette étape 240, et contrairement à l’étape 140 du procédé 100 de guidage, l’AUV doit connaître la position théorique planifiée des USV par rapport à la grille, et considérer a priori que les positions réelles courantes des USV par rapport à la grille virtuelle G correspondent à leurs positions théoriques planifiées. En d’autres termes, le guidage ne prend pas ici en compte l’écart de positionnement éventuel des USV. Les positions théoriques planifiées des USV sont par exemple chargées dans les mémoires des AUV avant qu’ils ne soient mis à l’eau, ou bien transmises dans des messages acoustiques entre les USV et les AUV.

Le procédé 200 comporte alors une étape 250 lors de laquelle l’AUV active ses moyens de guidage pour qu’il tende à se déplacer de sa position réelle courante estimée à sa position théorique planifiée relativement à la grille virtuelle G.

Lors d’une étape 260, les USV peuvent activer leurs moyens de guidage pour qu’ils tendent à se déplacer vers leurs positions théoriques 5 planifiées relativement à la grille virtuelle G. Dans un mode de réalisation, chaque USV se repositionne. Selon d’autres modes de réalisation, seuls certains USV auront à se repositionner, par exemple ceux pour lesquels l’écart de positionnement est supérieur à un seuil prédéfini.

Le procédé peut en outre comporter une étape 270 de détermination de la position absolue de l’AUV dans un repère terrestre. Cette étape est mise en oeuvre lors d’un post-traitement, réalisé par exemple lorsque l’AUV a été récupéré hors de l’eau, en utilisant les positions réelles courantes par rapport à la grille virtuelle G estimées et mémorisées par l’AUV et les USV, et en prenant en compte les écarts de positionnement relativement à la grille 15 virtuelle G estimés et mémorisés par les USV.

Claims (18)

1. REVENDICATIONS

   1. Procédé (100) de guidage d'un véhicule sous-marin autonome (A53) évoluant sous l'eau au cours d'une mission d'acquisition de données d'analyse sous-marine dans une zone d'observation, le procédé comprenant les étapes suivantes :

   - planification (110) de positions théoriques, relativement à une grille virtuelle (G) s'étendant parallèlement à la surface de l'eau et se déplaçant selon une trajectoire (T), pour le véhicule sous-marin autonome (A53) et pour au moins trois véhicules de surface (Si, S₂, S3) évoluant au-dessus dudit véhicule sous-marin autonome (A53) ;

   - estimation (120), par chacun desdits au moins trois véhicules de surface (Si, S₂, S3), de son écart courant de positionnement relativement à ladite grille virtuelle (G) ;

   - réception (130) par ledit véhicule sous-marin autonome (A53) d'au moins trois signaux acoustiques et d'au moins trois messages acoustiques émis respectivement par lesdits au moins trois véhicules de surface (Si, S₂, S3), chaque message acoustique émis comportant l'écart courant de positionnement estimé du véhicule de surface ;

   - estimation (140), par le véhicule sous-marin autonome (A53), de sa position réelle courante relativement à la grille virtuelle (G) à partir desdits au moins trois signaux acoustiques et desdits au moins trois messages acoustiques reçus ;

   - activation (150) de moyens (21) de guidage dudit véhicule sousmarin autonome (A53) pour qu'il tende à se déplacer de sa position réelle courante estimée à sa position théorique planifiée relativement à la grille virtuelle (G).
2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les positions théoriques planifiées desdits au moins trois véhicules de surface (Si, S₂, S3) correspondent à des intersections de lignes virtuelles composant ladite grille virtuelle (G).
3. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant en outre une étape (160) d'activation de moyens (13) de guidage de chacun desdits au moins trois véhicules de surface (Si, S₂, S3) pour qu'ils tendent à se déplacer vers leurs positions théoriques planifiées.
4. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chacun desdits au moins trois messages acoustiques est compris dans l'un desdits au moins trois signaux acoustiques.
5. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de mesure, par chacun desdits au moins trois véhicules de surface (Si, S₂, S3), de sa position courante absolue dans un repère terrestre, et en ce que l'écart courant de positionnement de chaque véhicule de surface (Si, S₂, S3) est estimé à partir de sa position courante absolue mesurée, d'une position courante absolue d'un point de référence (Rg) de la grille virtuelle (G), et de sa position théorique planifiée relativement à la grille virtuelle (G).
6. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de réception périodique, par chacun desdits au moins trois véhicules de surface (Si, S₂, S3), de la position courante absolue dudit point de référence (Rg) de la grille (G), transmise par un navire (N) évoluant dans ladite zone d'observation.
7. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'étape (140) d'estimation, par le véhicule sous-marin autonome (A53), de sa position réelle courante relativement à la grille virtuelle (G) comporte une étape de calcul de la distance séparant le véhicule sousmarin autonome (A₅₃) de chacun desdits au moins trois véhicules de surface (Si, S₂, S3), à partir d'instants d'arrivée des signaux acoustiques reçus.
8. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une étape (170) de détermination de la position absolue du véhicule sous-marin autonome (A53) dans un repère terrestre.
9. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une étape d'acquisition de données sismiques par au moins un capteur sismique équipant ledit véhicule sous-marin autonome (A53).
10. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le véhicule sous-marin autonome (A₅₃) fait partie d'un ensemble de véhicules sous-marins autonomes (An, Α₂ι, A51, A₅₃) évoluant en formation sous l'eau au cours de ladite mission d'acquisition de données, et lesdits au moins trois véhicules de surface (Si, S₂, S3) font partie d'une flottille de véhicules de surface (Si à S₉) dont les positions théoriques planifiées relativement à la grille virtuelle (G) correspondent à des intersections de lignes virtuelles composant ladite grille virtuelle.
11. 11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que les étapes du procédé selon la revendication 1 sont réalisées pour le guidage de chaque véhicule sous-marin autonome dudit ensemble.
12. 12. Système de guidage d'un véhicule sous-marin autonome (A53) au cours d'une mission d'acquisition de données d'analyse sous-marine dans une zone d'observation comportant :

    - au moins trois véhicules de surface (Si, S₂, S3) aptes à occuper des positions théoriques planifiées relativement à une grille virtuelle (G) s'étendant parallèlement à la surface de l'eau et se déplaçant selon une trajectoire (T), chacun desdits au moins trois véhicules autonomes de surface (Si, S₂, S3) étant configuré pour estimer son écart courant de positionnement relativement à ladite grille virtuelle (G) et pour émettre un signal acoustique et un message acoustique comportant l'écart courant de positionnement estimé du véhicule autonome de surface ;

    - au moins un véhicule sous-marin autonome (A53) apte à évoluer dans l'eau en-dessous desdits au moins trois véhicules de surface (Si, S2, S3) en occupant des positions théoriques planifiées relativement à ladite grille virtuelle (G), ledit au moins un véhicule sous-marin autonome (A53) comportant :

    - un récepteur (23) apte à recevoir les signaux acoustiques et les messages acoustiques émis par lesdits au moins trois véhicules de surface (Si, S2, S3);

    - un calculateur (24) configuré pour estimer la position réelle courante du véhicule sous-marin autonome (A53) relativement à la grille virtuelle (G) à partir des signaux acoustiques et messages acoustiques reçus, et pour activer des moyens (21) de guidage du véhicule sous-marin autonome (A53) pour qu'il tende à se déplacer de sa position réelle courante estimée à sa position théorique planifiée relativement à la grille virtuelle (G).
13. 13. Système selon la revendication 12, dans lequel lesdits au moins trois véhicules de surface (Si, S2, S3) comportent au moins un système (10) de type GPS.
14. 14. Système selon l'une quelconque des revendications 12 à 13, comportant en outre un navire (N) apte à évoluer dans ladite zone d'observation et configuré pour transmettre périodiquement auxdits au moins trois véhicules de surface (Si, S2, S3) une position courante absolue d'un point de référence (R_G) de la grille virtuelle (G).
15. 15. Système selon la revendication 14, dans lequel lesdits au moins trois véhicules de surface (Si, S2, S3) comportent une antenne (12) pour échanger des informations avec le navire (N) par une liaison sans fil radiofréquence ou satellite.
16. 16. Système selon l'une quelconque des revendications 12 à 15, dans lequel ledit au moins un véhicule sous-marin autonome (A53) comporte une horloge interne (27) synchronisée avec des horloges internes (16) équipant lesdits au moins trois véhicules de surface (Si, S₂, S₃).
17. 17. Système selon l'une quelconque des revendications 12 à 16, dans lequel ledit au moins un véhicule sous-marin autonome (A53) comporte un capteur d'ondes sismiques.
18. 18. Système selon l'une quelconque des revendications 12 à 17, caractérisé en ce que lesdits au moins trois véhicules de surface sont des véhicules autonomes de surface.