Alexander Michael Daniel est scientifique de la Défense et chercheur opérationnel au Centre d’analyse et de recherche opérationnelle (CARO) de Recherche et développement pour la défense Canada (RDDC). Il a obtenu une maîtrise en génie électrique et informatique à l’Université de Toronto en 2017, et a rejoint le Centre de recherche d’Ottawa de RDDC la même année, où ses recherches ont porté sur le traitement des signaux radar et la gestion des ressources. Depuis son arrivée au CARO en 2019, ses travaux ont porté à la fois sur les applications d’apprentissage automatique aux renseignements de source ouverte que sur la recherche opérationnelle à l’appui de la modernisation du NORAD. Il est actuellement membre de l’équipe de recherche opérationnelle NORAD du CARO à la base spatiale Peterson à Colorado Springs.
Le 20 juin 2022, lorsque la ministre canadienne de la Défense nationale (MDN) Anita Anand a annoncé le projet de création d’un « système de surveillance des voies d’approche du Nord » dans le cadre de l’approche du gouvernement canadien visant à moderniser le Commandement de la défense aérospatiale de l’Amérique du Nord (NORAD), trois initiatives ont été identifiées comme pilier du nouveau système.Footnote1 Étant donné que deux de ces radars, le radar transhorizon (OTHR) « arctique » et l’OTHR « polaire », devaient être utilisés pour surveiller les zones les plus septentrionales du continent, on peut pardonner aux étudiants en histoire d’être sceptiques à l’égard de cette annonce : Le NORAD a déjà essayé—sans succès—d’utiliser l’OTHR dans l’Arctique. Un plan de 1967 visant à remplacer les radars du réseau d’alerte avancée (réseau DEW) dans le nord reposait en grande partie sur l’utilisation de la technologie OTHR, moins coûteuse.Footnote2 Si, à l’époque de la publication du plan, un certain scepticisme régnait déjà quant à la viabilité de l’OTHR orientée vers le nord, au milieu des années 70, l’« optimisme initial » qui existait avait « considérablement diminué » Footnote3 Une décennie s’est écoulée sans grand résultat, et le plan de 1985 visant à remplacer le réseau DEW prévoyait d’utiliser l’OTHR pour regarder dans toutes les directions, sauf le nord (voir figure 1).Footnote4 En effet, dans leur récent (et excellent) ouvrage, les experts du NORAD Andrea Charron et James Fergusson ne consacrent qu’une seule phrase douteuse à la perspective d’utiliser l’OTHR pour remplacer le système d’alerte du Nord (SAN) vieillissant : « …les radars transhorizons peuvent apporter une solution (en supposant que le problème posé par les variations atmosphériques à haute altitude puisse être résolu)… ».Footnote5
Le MDN a-t-il eu tort de confier notre flanc nord à une technologie avec ce bilan? Cet article montre pourquoi la réponse à cette question est négative. Il donne un aperçu de l’histoire de l’OTHR en Amérique du Nord, entrecoupé d’intermèdes techniques qui, ensemble, illustrent le fonctionnement général de l’OTHR, les raisons de l’échec des tentatives précédentes d’utilisation pour la surveillance de l’Arctique et la manière dont les innovations récentes en ont fait un choix viable pour un NORAD modernisé.
Figure 1 : Carte de l’Amérique du Nord montrant la couverture radar du plan de modernisation du système de surveillance du NORAD de 1985. Les OTHR sont utilisés pour la surveillance dans toutes les directions, à l’exception du nord, où les radars terrestres du Système d’alerte Nord sont utilisés.
Brève histoire du développement de l’OTHR en Amérique du Nord
Au cours de la Seconde Guerre mondiale, le radar a, selon un auteur, « modifié les bases de la guerre plus profondément que n’importe laquelle des inventions qui ont marqué l’industrialisation du combat »[TCO].Footnote6 Après la guerre, la recherche sur les radars s’est poursuivie de manière proportionnelle.Footnote7 Des groupes dans plusieurs pays se sont intéressés au développement du radar haute fréquence (HF), car, dans cette bande (3-30 MHz), les ondes ont des modes de propagation uniques qui peuvent permettre la détection de cibles au-delà de l’horizon habituel de la ligne de visée du radar.Footnote8 En 1956, le Naval Research Laboratory (NRL) a réalisé avec succès des expériences « définitives » montrant qu’un radar HF pouvait envoyer une onde à travers l’ionosphère terrestre pour illuminer un avion situé au-delà de l’horizon et, par la suite, détecter les échos de cette illumination à l’aide d’un récepteur.Footnote9 En d’autres termes, ils ont démontré la possibilité d’un radar « transhorizon ».
Motivé par ce succès et par les progrès contemporains des techniques de traitement des signaux, le NRL a commencé immédiatement après à développer le « Magnetic Drum Radar Equipment » (MADRE) dans la baie de Chesapeake. Le MADRE a commencé à fonctionner à plein régime à l’automne 1961, et le NRL a rapidement été en mesure de détecter et de suivre les vols commerciaux de passagers au-dessus de l’océan Atlantique; « l’objectif principal du programme, à savoir l’augmentation d’un ordre de grandeur de la portée pour la détection et le suivi des avions, a été atteint »[TCO].Footnote10 Au début des années 60, un effort distinct a été entrepris à Stanford pour développer le « Wide Aperture Research Facility » (WARF), avec deux sites en Californie. Le WARF a amélioré le MADRE en offrant une meilleure résolution spatiale dans ses mesures et a finalement influencé la conception des systèmes OTHR ultérieurs aux États-Unis et en Australie.Footnote11
Au tournant du siècle, les États-Unis ont mis en service plusieurs systèmes d’OTHR opérationnels. Il s’agit notamment du AN/FPS-95 (nom de code « Cobra Mist »), construit à la fin des années 60 en collaboration avec le Royaume-Uni sur la côte est de l’Angleterre dans le but de surveiller les activités aériennes et de missiles en Union soviétique. Après que les essais scientifiques commencés à la mi-1971 ont révélé des erreurs techniques insolubles, le programme a finalement été interrompu au cours de l’été 1973, et le radar a été démantelé et retiré du site d’essai.Footnote12 Le AN/FPS-118 a été développé à la fin des années 70 et a été inclus dans le plan de 1985 visant à moderniser l’architecture d’alerte du NORAD; voir les radars OTH-B (radar transhorizon à réflexion troposphérique)Footnote13 dans la figure 1 et la discussion ci-dessous. Bien que deux de ces radars aient été construits (un sur la côte est et un sur la côte ouest des États-Unis), le programme a finalement été arrêté après la fin de la guerre froide, car ils n’étaient plus jugés nécessaires.Footnote14 Enfin, l’OTHR « relocalisable » (ROTHR) AN/TPS-71—ainsi nommé parce qu’il peut être emballé à un endroit et transporté/reconstruit à un autre—a été mis au point au milieu des années 80. Motivés à l’origine par la menace des bombardiers dans les airs et des porte-missiles en mer, les ROTHR, situés en Virginie, au Texas et à Porto Rico (et orientés vers le sud), sont aujourd’hui principalement utilisés pour la lutte contre la drogue.Footnote15 En effet, ces systèmes sont toujours utilisés aujourd’hui : en 2021, Raytheon a remporté un contrat de cinq ans pour l’exploitation et l’entretien des systèmes de ROTHR, qui auraient « contribué à la saisie de 26 tonnes de cocaïne sur des trafiquants de drogue qui tentaient d’entrer sur le territoire américain »[TCO] en 2020.Footnote16 De tels résultats permettent de comprendre l’affirmation de Joseph Thomason, scientifique au NRL, selon laquelle l’OTHR est « l’une des réalisations les plus importantes en matière de radar depuis la Seconde Guerre mondiale »[TCO].Footnote17
Intermède technique 1 – Comment fonctionne l’OTHR?
Bien que les détails deviennent très complexes, il existe deux principes de base communs à tous les OTHR qu’il est nécessaire de comprendre dès à présent afin de donner un sens au « défi de l’aurore ». Le premier principe est celui de la réfraction, c’est-à-dire la façon dont les ondes électromagnétiques changent de direction à l’interface entre deux milieux différents dans lesquels l’onde se propage. La réfraction est causée par les changements de vitesse de l’onde lorsqu’elle pénètre dans le nouveau milieu et c’est ce qui provoque les arcs-en-ciel et l’apparence qu’une paille se plie lorsqu’elle est immergée dans un verre d’eau (figure 2).Footnote18 La figure 3 illustre les concepts pertinents pour cet article. Tout d’abord, lorsqu’une onde passe d’un milieu plus lent à un milieu plus rapide, elle s’incurve vers la frontière. Deuxièmement, lorsque l’onde incidente s’approche de la frontière, elle atteint un point où l’onde réfractée devient parallèle à la frontière—l’angle auquel cela se produit est appelé angle critique. Troisièmement, lorsque le rayon incident est encore plus proche de la frontière, il n’y a pas de réfraction du tout. Le rayon se réfléchit simplement dans le milieu plus lent, un phénomène connu sous le nom de réflexion totale interne.Footnote19
Figure 2 : Une paille dans un verre d’eau. La réfraction de la lumière fait apparaître la paille courbée et disjointe dans l’eau.
Certaines ondes électromagnétiques émises par le soleil ont une énergie si élevée que, lorsqu’elles touchent l’atmosphère terrestre, elles ionisent les gaz qu’elles rencontrent, c’est-à-dire qu’elles créent des particules chargées d’électricité. Cette couche atmosphérique de gaz ionisé (techniquement, un plasma), qui s’étend d’environ 50 à 1 000 km au-dessus du sol, est connue sous le nom d’ionosphère. La forte présence de particules chargées dans l’ionosphère la différencie suffisamment de l’atmosphère neutre que nous connaissons au niveau du sol pour permettre la réfraction à la fois au niveau de l’ionosphère et à l’intérieur de celle-ci.Footnote20 La figure 4 illustre de manière exagéréeFootnote21 la manière dont les OTHR peuvent utiliser la réfraction ionosphérique pour envoyer des ondes à travers l’ionosphère et les renvoyer vers la terre. Lorsque l’onde pénètre dans ce modèle réduit d’ionosphère composé de couches distinctes, elle subit une réfraction vers la limite de chaque couche. Lorsque l’angle est si grand qu’une réflexion interne totale se produit, l’onde est renvoyée vers la terre (où elle subit à nouveau plusieurs réfractions). C’est la propagation par ondes ionosphériques qui permet au radar de détecter des cibles au-delà de l’horizon de visibilité directe.
Figure 3 : Illustration de la réfraction (ligne bleue continue), de l’angle critique (ligne pointillée rouge) et de la réflexion interne totale (ligne pointillée magenta), pour une onde électromagnétique se déplaçant d’un milieu lent vers un milieu plus rapide.
Figure 4 : Illustration de la propagation de l’onde ionosphérique par réfraction à travers un modèle réduit d’ionosphère composée de couches distinctes et homogènes. L’onde ionosphérique est capable de voir bien au-delà de l’horizon de visibilité directe du radar.
Le deuxième concept important est la formation de faisceaux des réseaux d’antennes. L’analogie ici est celle des cailloux dans un étang. Un simple caillou, lâché dans l’eau, produit des ondulations circulaires qui partent du caillou. Cependant, lorsque plusieurs cailloux sont lâchés, les ondes qu’ils produisent subissent des interférences constructives et destructives, produisant des motifs bien plus compliqués que ceux qu’un seul caillou pourrait produire. Les antennes, comme les cailloux, produisent des ondes avec des motifs spatiaux distinctifs. Lorsque les sorties de plusieurs antennes sont combinées avec soin, elles peuvent elles aussi produire des motifs cumulatifs qui n’ont rien à voir avec ce qu’une seule antenne pourrait faire individuellement. La figure 5 illustre de manière exagérée un réseau linéaire d’antennes (ou de cailloux) qui produisent individuellement des ondes uniformes dans toutes les directions. Lorsque toutes les antennes sont activées en même temps, l’interférence nette (à des distances éloignées du réseau) est bien approximée par une onde unique se propageant normalement au réseau. Cependant, lorsque les antennes émettent des ondes avec un léger décalage, la direction de l’onde cumulée n’est plus normale au réseau. Le contrôle du décalage permet de contrôler la direction de l’onde transmise. Un traitement analogue peut être effectué avec un réseau de réception, ce qui permet au radar, par exemple, de réduire considérablement les retours (tels que les interférences ou les brouillages délibérés) provenant de certaines directions.Footnote22
Figure 5 : Illustration de la façon dont la combinaison des sorties d’antennes individuelles peut produire des ondes planes dans différentes directions.
La propagation de l’onde ionosphérique peut permettre aux systèmes de détecter des cibles jusqu’à 4 000 km, alors que les systèmes opérationnels ont toujours eu des réseaux d’antennes capables d’envoyer des ondes à des angles de 30 à 45 degrés à gauche et à droite de la normale.Footnote23 Un seul OTHR peut donc couvrir des millions de kilomètres carrés, ce qui a conduit les scientifiques du NRL James Headrick et Joseph Thomason à le décrire comme « le capteur le plus économique sur la base d’un dollar par mile carré, lorsque ses produits et sa fiabilité satisfont à la mission »[TCO].Footnote24
L’échec de l’OTHR dans le Nord
Headrick et Thomason ne sont pas les seuls à avoir apprécié les économies possibles grâce à l’OTHR. Bien que les radars du réseau d’alerte avancée (réseau DEW) n’aient été achevées qu’en 1957, les planificateurs de la défense continentale ont envisagé de la remplacer par l’OTHR (entre autres) dès 1967.Footnote25 Le réseau DEW était coûteux à exploiter et, composé de radars terrestres dans l’extrême nord, il constituait une série de cibles faciles pour les adversaires, ne leur offrant qu’une capacité limitée de détection en visibilité directe. Sur ces trois fronts, l’OTHR semblait constituer une amélioration.Footnote26 En effet, le plan estimait que le fonctionnement du système actuel coûtait 903 millions de dollars américains par an, alors que le système de remplacement proposé, OTHR inclus, ne nécessiterait que 342 millions de dollars américains par an.Footnote27
Le plan de 1967 comprenait une disposition approuvant « une force programmée de deux sites [OTHR] à partir de [TCO]» l’exercice financier 1973.Footnote28 En 1972, ce plan avait été considérablement révisé—l’objectif de 1973 n’aurait pas été atteint—pour passer à 4 OTHR, chacune avec une couverture de 180 degrés, avec une capacité opérationnelle initiale (COI) d’ici 1977-1978.Footnote29 Lorsque l’on connaît les difficultés rencontrées pour résoudre les problèmes d’encombrement auroral pour les OTHR orientés vers le nord – voir l’interlude technique 2 ci-dessous – ce retard est facile à comprendre. L’OTHR expérimental « Polar Fox II » a été construit au cours de l’été 1971 à Caribou, dans le Maine, et a été utilisé pour des expériences d’OTHR orientées vers le nord en 1971 et 1972.Footnote30 Le rapport de l’une des expériences résume bien les difficultés : « Dans des conditions défavorables, qui se produisent assez souvent dans les régions arctiques au nord de 60° de latitude géomagnétique, un radar de rétrodiffusion ne peut voir le sol que dans des sections de portée très limitée. » [TCO]Footnote31 Les essais ultérieurs « Polar Cap III » ont commencé en décembre 1972, avec un émetteur et un récepteur à Hall Beach et un second récepteur à Cambridge Bay (aujourd’hui tous deux au Nunavut). Les « résultats médiocres » obtenus en 24 mois ont conduit « les planificateurs à conclure », en 1975, « que le problème des aurores ne pouvait être résolu pour l’instant et à demander que des études sur d’autres approches soient entreprises » [TCO].Footnote32
Ces résultats ont nécessité un renversement de la décision prise en 1973 de fermer le réseau DEW (et de la remplacer par l’OTHR) d’ici 1976. En effet, les perspectives de l’OTHR étaient telles à l’époque qu’en 1976, le secrétaire américain à la défense Harold Brown a failli annuler complètement le programme, bien qu’il ait lui-même été à l’origine du plan de 1967 qui a évoqué pour la première fois la possibilité d’utiliser l’OTHR pour la surveillance du Nord. Bien que le programme OTHR ait finalement survécu, Brown n’a pas eu d’autre choix que d’approuver le nouveau projet « Seek Frost » en 1977, qui prévoyait de remplacer le réseau DEW, vieux d’une vingtaine d’années, par des radars terrestres modernisés.Footnote33 Lorsqu’un accord de modernisation du réseau DEW a finalement été conclu en 1985,Footnote34 les OTHR (en particulier les radars AN/FPS-118 ou « OTH-B ») devaient être utilisés pour la surveillance dans toutes les directions sauf le nord (figure 1) : le défi de l’aurore n’a pas pu être surmonté.
Intermède technique 2 – Le défi de l’aurore
Prenons l’exemple d’une personne conduisant dans la direction du soleil au coucher du soleil (figure 6). Le soleil est suffisamment bas dans le ciel pour apparaître dans son champ de vision et, en raison de l’intensité de la lumière directe du soleil, il domine la lumière qui se reflète sur la route et les véhicules qui se trouvent devant lui.
Figure 6 : La lumière directe du soleil gêne la vision de la route. Illustration fournie par Sarah Tierney, équipe de documentation visuelle scientifique de RDDC.
Un problème analogue se pose avec les OTHR orientés vers le nord (bien que, comme nous le verrons, il ne soit pas dû à une source externe d’interférence, mais plutôt à une blessure auto-infligée). Les interactions complexes entre l’ionosphère, le champ magnétique terrestre et les vents solaires produisent des irrégularités à grande vitesse dans le plasma ionosphérique qui « réfléchissent très efficacement les ondes radio [TCO] ».Footnote35 La figure 7 montre comment cela devient un problème pour les OTHR orientés vers le nord. Un OTHR basé sur un réseau d’antennes linéaires (évoqué dans l’intermède technique précédent) nécessite un faisceau large pour assurer « l’illumination de la cible à tous les angles d’élévation possibles ».Footnote36 La figure 7 montre comment, alors que certaines parties de ce large faisceau sont réfractées à travers l’ionosphère vers la terre, d’autres parties illuminent les irrégularités du plasma auroral. Les deux lignes noires épaisses de la figure 7 ont approximativement la même longueur, de sorte que toute cible éclairée par le rayon noir supérieur apparaîtra approximativement à la même distance que les irrégularités éclairées par le rayon noir inférieur : la portée ne peut donc pas être utilisée pour distinguer les cibles de l’encombrement.Footnote37 Un calcul de coin de table peut être utilisé pour montrer que les retours de l’encombrement auroral peuvent être des ordres de grandeur plus puissants que les retours des cibles prévues.Footnote38 En effet, ils peuvent « neutraliser » un OTHR.Footnote39
Figure 7 : Le faisceau large d’un OTHR peut éclairer les irrégularités ionosphériques (gribouillis rouge).
Il est à noter que ce n’est pas seulement la présence d’encombrements qui est si difficile à gérer. À toutes les latitudes, les OTHR doivent faire face à l’encombrement de la surface de la Terre, qui réfléchit également les émissions du radar dans sa direction. Ce qui rend l’OTHR possible, c’est le fait que ces retours sont généralement « bien limités dans leur contenu spectral aux très basses fréquences Doppler »[TCO].Footnote40 En d’autres termes, la surface de la Terre et les objets qui s’y trouvent se déplacent à des vitesses relativement faibles, de sorte que les cibles à grande vitesse, comme les avions, peuvent être distinguées de l’encombrement de surface à faible vitesse en tenant compte de la vitesse des cibles détectées, c’est-à-dire du décalage Doppler des ondes renvoyées.Footnote41 En revanche, les irrégularités du plasma à l’origine de l’encombrement auroral peuvent se déplacer suffisamment rapidement pour masquer les avions à grande vitesse, de sorte qu’il n’est généralement pas possible de différencier l’encombrement auroral des cibles à l’aide du décalage Doppler.Footnote42 Tel est donc le défi de l’aurore : les OTHR orientés vers le nord ne peuvent pas distinguer l’encombrement auroral des cibles légitimes recherchées, que ce soit en matière de distance ou de vitesse, les deux moyens les plus fondamentaux par lesquels les radars en général détectent leurs cibles.
L’OTHR dans le nouveau millénaire
Une fois de plus, nous nous tournons vers Joseph Thomason, du NRL, qui, en 2003, décrit le dernier cri en matière d’OTHR à l’époque : « La conception de tous les radars opérationnels HF à ondes ionosphériques (c’est-à-dire OTHR) repose en grande partie sur une réflexion et une technologie datant des années 1970. [TCO]»Footnote43 Le nouveau millénaire pourrait-il offrir de nouvelles possibilités et approches en matière d’OTHR dans le Nord?
Depuis 2006, des chercheurs de Recherche et développement pour la défense Canada (RDDC), sous la direction du Dr Ryan Riddolls, explorent précisément cette possibilité : « On s’est rendu compte que les techniques d’OTHR de la prochaine génération proposées pour les systèmes des latitudes moyennes, telles que les réseaux d’antennes planaires et les méthodes à entrées et sorties multiples, pouvaient être appliquées pour résoudre les problèmes uniques de l’OTHR des latitudes élevées » [TCO]Footnote44 [références dans l’original omises] – voir l’interlude technique 3 ci-dessous. Outre une modélisation mathématique approfondie, des résultats expérimentaux ont été obtenus et analysés à l’aide de systèmes OTHR expérimentaux, notamment un réseau d’antennes de 256 éléments à Ottawa et un réseau de 1 024 éléments au Nunavut.Footnote45 Cela distingue la période actuelle de modernisation du NORAD du plan de 1967 : ce dernier avait été mis en œuvre dans l’espoir que l’OTHR orienté vers le nord pourrait éventuellement être compris, alors que la première n’a lieu qu’après plus de 15 ans d’études et de développement sur ce même problème.
Intermède technique 3 – Surmonter le défi de l’aurore
Reprenons le conducteur de la figure 6. Le soleil envahi ses yeux et l’empêche de voir la route et les véhicules qui se trouvent devant lui. Hélas, les capteurs du conducteur (c’est-à-dire ses globes oculaires) ne lui permettent pas de « baisser » le soleil ou de « monter » la route. Le port de lunettes de soleil réduit l’intensité des rayons solaires, mais n’améliore pas le contraste entre le soleil et la route. Il existe néanmoins une caractéristique de cette interférence qui peut être exploitée pour l’atténuer : l’élévation. D’une manière générale, le soleil se trouve dans la partie supérieure du champ de vision du conducteur, tandis que la route ne se trouve que dans la partie inférieure. Le fait d’abaisser le pare-soleil de la voiture bloque les rayons incidents du soleil, ce qui permet au conducteur de voir à nouveau la route (figure 8).
Figure 8 : Traitement spatial pour annuler un brouilleur de faisceaux principaux, ou en d’autres termes, bloquer le soleil avec un pare-soleil. Illustration fournie par Sarah Tierney, équipe de Documentation visuelle scientifique de RDDC.
Une idée analogue peut être exploitée dans les systèmes d’OTHR modernes. Rappelons l’illustration de l’éclairage de l’irrégularité du plasma dans la figure 7. Bien que la partie du faisceau illumine le plasma, ce n’est que la partie inférieure du faisceau qui le fait. Même si l’encombrement auroral se produit aux mêmes distances et vitesses que les cibles légitimes, l’angle d’élévation permet de les distinguer, tout comme la différence d’élévation du soleil et de la route permet à Archie de bloquer l’un, mais pas l’autre.Footnote46
Ce concept exige que le réseau d’antennes soit capable de faire la distinction entre différents angles d’élévation. Les réseaux d’antennes linéaires, tels qu’illustrés dans le premier interlude technique et utilisés dans tous les anciens OTHR dont il est question dans cet article, ne permettent une distinction qu’en azimut. L’ajout d’une deuxième dimension au réseau d’antennes, c’est-à-dire l’utilisation d’un réseau planaire, ajoute une deuxième dimension au contrôle angulaire, à savoir l’élévation. Les deux réseaux de test examinées dans la section précédente ne sont pas simplement (respectivement) des réseaux de 256 et 1 024 éléments—ce sont des réseaux carrés de 16 par 16 et de 32 par 32.Footnote47
L’utilisation d’un réseau planaire permet, en principe, deux possibilités. Tout d’abord, lors de l’émission à l’aide d’un réseau planaire, le faisceau d’émission peut être orienté en élévation (comme l’orientation du faisceau en azimut a été illustrée à la figure 5) afin d’éviter de générer l’encombrement en premier lieu. Deuxièmement, lors de la réception à l’aide d’un réseau planaire, des techniques de traitement du signal peuvent être utilisées pour atténuer l’entrée provenant de certaines directions, comme indiqué dans le premier interlude technique. Il s’agit d’une analogie plus proche du conducteur et du pare-soleil. Ainsi, les directions contenant de l’encombrement auroral peuvent être supprimées, tandis que les directions dans lesquelles les cibles sont censées se trouver peuvent être (comparativement) amplifiées.
Conclusion
Malgré les difficultés rencontrées pour faire fonctionner l’OTHR dans le cadre de la surveillance de l’Arctique, le gouvernement n’a pas commis d’erreur en prévoyant que l’OTHR constituerait le « pilier » du futur système de surveillance des voies d’approche du Nord. Les OTHR qui ont été construits et utilisés à partir des années 60 étaient des réseaux linéaires capables de distinguer les cibles d’intérêt de l’encombrement terrestre (presque) stationnaire, mais pas de l’encombrement auroral qui masque les cibles en matière de distance et de vitesse. C’est le « défi de l’aurore » qui a fait échouer toutes les tentatives d’utilisation des OTHR pour la surveillance de l’Arctique au cours du dernier tiers du 20e siècle. Les OTHR modernes conçus par Ryan Riddolls et ses collègues à RDDC surmontent le problème des aurores en utilisant des réseaux planaires qui permettent à l’OTHR de faire la distinction entre la cible et l’encombrement auroral en élévation.
Il convient de noter que les détails essentiels au bon fonctionnement d’un système OTHR réel ont été éludés dans cet article afin de montrer que les principes de base sur lesquels fonctionne l’OTHR sont des concepts familiers de la vie quotidienne : les arcs-en-ciel, les cailloux dans un étang et le soleil dans les yeux lorsque l’on est au volant. Les lecteurs intéressés par des détails techniques plus poussés trouveront leur bonheur dans les documents rédigés par Riddolls et ses collègues, cités dans les notes de fin d’ouvrage.Footnote48
Les deux sections précédentes ont opposé de manière défavorable la « pensée des années 1970 » des anciens OTHR aux approches plus modernes. Ce n’est pas tout à fait juste. Prenons une fois de plus les mots de James Headrick et Merrill Skolnik, scientifiques du NRL, qui écrivaient en 1974 : « L’antenne d’un radar HF transhorizon est probablement plus exigeante que celle de n’importe quelle autre application radar. L’antenne doit avoir un gain élevé, couvrir une gamme de fréquences extrêmement large, être orientable en élévation, être rapidement orientable sur un large azimut et supporter une puissance élevée » [TCO]?Footnote49 Cela signifie-t-il que les ingénieurs des années 70 auraient pu relever le défi de l’aurore? Riddolls prend leur défense : « Pour mettre les choses en perspective, il convient de noter que ces efforts historiques ont été menés à une époque où le traitement numérique des signaux et le traitement adaptatif des réseaux en étaient à leurs balbutiements, et où les techniques de téléguidage multicanal entièrement numériques n’étaient tout simplement pas disponibles pour la communauté des radars. » [TCO]Footnote50 Ainsi, s’il est vrai que la pensée des années 1970 aurait pu suffire à relever le défi des aurores, la technologie des années 1970, elle, n’a pas pu le faire.