Choisir et utiliser un RADAR
Pierre Boucher N

Le mot RADAR est une abréviation de l'expression anglaise RAdio Detecting And Ranging, et qui signifie "détection et télémétrie par radio".

D'une aide déjà sérieuse à la navigation par temps clair, le RADAR est unique par visibilité réduite. Tous les obstacles fixes ou mobiles, qu'on ne distingue plus autour du bateau apparaissent sur l'écran. Il permet de continuer de faire route en toute sécurité, de manoeuvrer pour éviter un autre bateau et même de rentrer au port.

HISTORIQUE
En 1887, le physicien allemand Hertz observe que les ondes électromagnétiques (radio) et les ondes lumineuses sont réfléchies par les objets si elles sont concentrées en faisceaux au moyen de réflecteurs. En 1935, sous la direction de Sir Robert Watson-Watt, le premier radar est assemblé et utilisé avec succès. Le radar a joué un rôle de premier plan lors de la deuxième guerre mondiale.

PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT
Le fonctionnement du RADAR s'apparente à celui d'un sondeur. Le RADAR propage des pulsations électromagnétiques (RF) dans l'air à la vitesse de la lumière (300,000 km/seconde ou 162,000 milles nautiques/seconde). La pulsation est réfléchie par un objet et revient comme écho. Le RADAR détermine ainsi l'éloignement de la cible en mesurant le temps écoulé entre l'émission de la pulsation et le retour de l'écho. Le relèvement de la cible détectée est déterminé par la direction vers laquelle pointe l'antenne du radar lorsqu'elle émet l'impulsion.

DESCRIPTION
L'équipement d'un RADAR comprend six composantes: un émetteur, un modulateur, une antenne (balayeur), un récepteur, un écran, et une source d'énergie, généralement regroupées en deux ensembles, une unité antenne, et une unité écran. En raison des particularités de votre bateau, le support de l'antenne ne fait habituellement pas partie de l'ensemble radar et devra être acheté séparément.

ÉMETTEUR
L'émetteur est un circuit oscillateur qui produit des pulsations électromagnétiques à très hautes fréquences (3,000 à 10,000 MHz, quelquefois jusqu'à 30,000 MHz). Dans la terminologie RADAR, le spectre des fréquences est défini par longueur d'onde soit 10cm (S-band), 5cm (C-band), et 3cm (X-band), qui correspondent aux bandes de 3,000 à 3240, 5,450 à 5825, et 9,320 à 9500 MHz.
Sur les petites embarcations, on utilise le 3cm (X-band), soit la bande de 9,500 MHz. Une longueur d'onde courte produit un faisceau RADAR étroit. Un faisceau RADAR étroit distingue et sépare mieux les échos de deux cibles. On peut également obtenir un faisceau étroit en employant une antenne plus large.

MODULATEUR
Le modulateur est un circuit électronique qui permet de fractionner le signal radio en pulsations. Un RADAR émet de 500 à 3,000 pulsations par seconde et chaque pulsation a une durée de 0,1 à 0,5 microseconde (un millionième de seconde). L'opérateur peut varier le rythme et la durée des pulsations, en fonction de la zone à couvrir. Des pulsations plus courtes produisent une image plus nette mais demande un rythme d'émission plus rapide. Puisque l'écho ne peut être reçu tant que la pulsation entière n'est pas émise, la longueur de la pulsation détermine également la portée minimale.

ANTENNE
Le meilleur rendement d'une antenne radar sur une petite embarcation est obtenu en la fixant à une hauteur de 3 à 6 mètres (10 à 20 pieds) au-dessus du niveau de la mer, à l'endroit le plus dégagé possible. Placée plus haut, l'antenne devient sensible aux mouvements de roulis et de tangage. Placée trop bas, ses radiations sont dangereuses pour les personnes qui s'en approchent. Contrairement à une antenne radio, l'antenne RADAR est dessinée de façon à concentrer l'énergie des pulsations émise en un faisceau horizontal étroit. Cette antenne est munie d'un moteur à vitesse constante d'environ 15 à 30 RPM et balaie l'horizon continuellement sur 360º (dans le sens des aiguilles d'une montre).
La hauteur de l'antenne influence la portée utile du RADAR. Cette portée augmente lorsqu'on élève l'antenne. Le facteur limitatif est la distance de l'horizon (racine carrée de la hauteur (pieds) de l'antenne x 1.17 ou racine carrée de la hauteur (mètres) de l'antenne x 2.11). La portée électrique effective est légèrement plus grande que la portée visuelle soit (distance de l'horizon x 1.05).
Pour repérer les cibles, l'antenne émet sur le plan horizontal, un rayon très étroit (2 à 4º). Plus l'antenne est large, plus le faisceau est étroit. Sur le plan vertical, le rayon de balayage se situe entre 20 et 40º, et son centre est dirigé vers l'horizon de façon à tenir compte du roulis et du tangage sans perdre les cibles de vue.

FAISCEAU LARGE OU FAISCEAU ÉTROIT
Un faisceau large pourra confondre les échos de deux bateaux en une seule cible tandis qu'un faisceau étroit illustrera bien nettement les deux cibles.

RÉCEPTEUR
Un préamplificateur est généralement installé près de l'antenne pour amplifier les signaux et réduire ainsi la perte du signal sur le câble menant au récepteur. Les informations sont alors traitées (démodulées) et le résultat dirigé vers l'écran.

L'ÉCRAN
L'écran est la partie utile du RADAR, celle sur laquelle se fait la navigation et la détection des obstacles. Les progrès de la technologie ont permis de développer des écrans (couleurs) à balayage "raster", supérieurs aux écrans de types traditionnels.
L'écran est balayé de gauche à droite et de bas en haut. Le procédé est répété 60 fois par seconde, et un rayon rotatif synchronisé avec l'antenne balaie l'écran à la recherche d'objets. La représentation d'un objet sur l'écran s'appelle un spot ("blip" ou "pip").
En plus, les appareils à balayage " raster " disposent d'une ou deux lignes de relèvement électronique (LRE, EBL en anglais), et d'un ou deux marqueurs de distance variable (MDV, VRM en anglais).
On peut interfacer un récepteur GPS, un sondeur, un lecteur de cartes électroniques, un pilote automatique, et tout autre instrument de navigation à un RADAR. Si un GPS, ou un autre intrument de positionnement est interfacé au radar, les informations de lat./long. et le cap vrai ou magnétique (au choix) du bateau seront affichées en permanence.

ALIMENTATION ÉLECTRIQUE
Les radars des petites embarcations nécessitent de 30 à 200 watts de courant continu 12 volts (DC).

INTERPRÉTATION DE L'IMAGE
L'interprétation d'une image radar n'est pas toujours facile et demande beaucoup de pratique. On suggère au débutant de se familiariser avec le système lorsque les conditions sont excellentes (de jour, par bonne visibilité).
Une image RADAR montre un plan à vol d'oiseau de la région entourant le bateau (la plupart du temps, la position du bateau est représentée par le centre de l'écran). Pour mieux comprendre le rapport entre la carte et l'image RADAR, examinez soigneusement les deux illustrations suivantes. Imaginez-vous dans un ballon placé directement au-dessus d'un bateau placé au centre de la figure précédente et se dirigeant vers le haut. Cette illustration montre la carte de la région (la partie pointillée représente la partie couverte par l'écran RADAR).
Remarquez l'escarpement à tribord qui se termine par un cap (radiophare) sur l'étrave bâbord. Toujours sur tribord, au pied de l'escarpement, la rive assèche à marée basse sur près d'un quart de mille (partie ombrée). Le port est directement en face. La ligne noir foncé est une route menant au port. Sur le bout du brise-lames, on a installé un réflecteur RADAR. Une bouée équipée d'une balise radio (RACON) se trouve près de l'étrave bâbord. Dans le coin inférieur droit, une colline s'élève en pente raide. Enfin, il y a un autre bateau sur l'eau.
Regardez maintenant l'image RADAR correspondante (IPP, PPI en anglais). Pratiquement toutes les caractéristiques claires de la carte ont disparu. Le contour du bord est différent et on semble plus loin qu'en réalité. Les escarpements sont visibles, mais la zone asséchante est difficile à délimiter. Le réflecteur radar sur le brise-lames, la bouée et le radiophare sont clairement identifiés. L'autre bateau est représenté par un "spot" de forme ovale. Il y a une large tache irrégulière au centre de l'écran. Il reste à interpréter correctement toutes ces informations.
Maintenant, examinez chaque détail. D'abord, l'aspect général de l'écran: une graduation allant de 000º (proue du bateau) à 359º apparaît autour de l'écran, la distance depuis le centre (position du bateau) vers l'extérieur est marquée ce cercles concentriques gradués selon l'échelle choisie (un RADAR pour petite embarcation offre un choix de portée allant de 0.25 mille à 24 milles).
Le rendu du paysage maintenant: le brise-lames apparaît nettement ainsi que la balise radar (Racon), les trois carrés (spots) dans le prolongement du brise-lames sont probablement trois bâtisses (pas sur la carte), la longue ligne pointillée qui s'étend jusqu'au 313½º est la balise radio dont la position se situe au début de la ligne, le radiophare sur le cap est bien identifié, le "spot" de forme ovale dans la partie inférieure gauche représente l'autre bateau, le rivage asséchant reflète mal l'écho. La tache de lumière au milieu de l'écran est un écho produit par les vagues dans l'entourage immédiat du bateau.

PRÉCISION DU SYSTÈME
La précision des positions obtenues par RADAR varie considérablement en fonction du type d'appareil utilisé, et de la compétence de l'opérateur. Habituellement, les mesures de distances obtenues par RADAR sont très précises. Les relèvements sont pour leur part un peu moins précis.
La brume n'a aucun effet sur le signal RADAR. La pluie et les embruns par contre affaiblissent le signal et de fortes pluies peuvent le bloquer complètement. Une forte mer peut retourner des échos indésirables.

RÉFLECTEURS RADAR
Tous les radars peuvent détecter des réflecteurs métalliques de moins d'un pied carré à des distances de 2 à 5 milles. La coque métallique d'une embarcation produira un brillant écho sur l'écran radar. Les coques en bois, ou en fibres de verre quant à elle seront à peine perceptibles. Par visibilité restreinte, un réflecteur métallique passif est un élément de sécurité important. La loi exige que les petites embarcations qui partagent les mêmes plans d'eau que la navigation commerciale en soient équipées. Les réflecteurs sont habituellement formés de feuilles d'aluminium imbriquées les unes dans les autres à angle droit de façon à produire un écho dans tous les angles possibles.

Règles à suivre pour l'installation d'un réflecteur RADAR.
1- Les plans du réflecteur doivent former des angles droits les uns avec les autres.
2- Position légèrement oblique par rapport à l'horizon pour offrir le plus de faces réfléchissantes.

UTILISATION DU RADAR
Une seule aide à la navigation peut fournir une position précise (point relevé, PR). Il suffit de placer à la fois une ligne de relèvement électronique (LRE, EBL) sur l'aide en question, puis le marqueur de distance variable (MAV, VRM). On obtient alors un relèvement et une distance au large que l'on peut tracer sur la carte à partir de l'aide à la navigation choisie.

TRAÇAGE DES INFORMATIONS
Le traçage est un outil essentiel pour éviter les collisions lorsque la visibilité est réduite. À cette fin, on utilise des feuilles à graphique polaire. Ces feuilles sont disponibles chez la plupart des dépositaires de cartes marines et contiennent toutes les informations nécessaires pour déterminer route, vitesse, HPA, et le point de plus étroite approche (PEA, CPA en anglais).

LICENCE ET ENTRETIEN
Depuis 1999, au Canada, aucune license n'est requise pour installer et opérer un RADAR. Contrairement à une radio VHF, aucun permis d'opérateur n'est requis pour opérer un RADAR. Les ajustements nécessaires et l'entretien devraient être confiés à un professionnel.

CONSEIL
Comme avec tout autre instrument de navigation, il est important de bien connaître et maîtriser son appareil. Pratiquez par beau temps, lorsque vous pouvez comparer les informations fournies par le RADAR avec le paysage marin.

Pierre Boucher