- SYSTEME
NICOLA
Mk2
Conception et réalisation, Graham Naylor
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Test et essais
sur site en collaboration avec SSSI et ADRASEC
38
Graham NAYLOR, ingénieur au
Synchrotron Européen qui est implanté à
Grenoble, est un spéléologue secouriste membre de
la SSSI et collaborateur de l'ADRASEC 38. C'est le
troisième en partant de la gauche.
Il explique aux gendarmes du PGHM et au
Lieutenant ROMARY des services techniques de la gendarmerie
nationale de Rosny-sous-Bois le fonctionnement du
système NICOLA pendant des essais
spécialement organisés pour eux aux cuves de
Sassenage en vue d'une future utilisation du matériel
par les gendarmes du PGHM.
- Caractéristiques
techniques
- Principe : Emetteur/Récepteur BLU super
hétérodyne
Norme : I-ETS 300 330 Classe 3
Fréquence d'émission : 86.9
Khz
Fréquence intermédiaire : 455
Khz
Mélange et BFO :
Générateur OL synthétisé
Filtrage réception :
Présélection avec filtre LC à deux
étages du 4eme ordre.
Filtrages FI : Filtre
céramique + amplificateur
à grand gain + filtre mécanique.
Modulation : Bande
Latérale Unique.
Microphone: à
électret
Puissance HF : 3
Watts
Courant de boucle : 0.1 A
après réglage d'adaptation
Réglages : Un
bouton rotacteur 3 positions pour adapter par
transformateur l'impédance de sortie de
l'étage
de puissance HF à la
résistivité du sol.
Alimentation : de 12V
à 15V
Consommation sur 12V :
0.06A en réception et 0.9A en
émission
Antenne : Large boucle
fictive constituée de deux électrodes
reliées à la terre et espacées de
40m
Conception : Composants
de surface
Performances :
épaisseur de roche, 1200 m maxi suivant les
conditions géologiques du terrain, 500 m utiles en
général
Encombrement : 150 X
80 X 50 mm
Poids : 0.250 Kg sans les
piles
Schéma diagramme
Réalisé dans un boîtier
métallique étanche et insensible aux chocs. Cet
appareil est fait pour être utilisé sous terre dans des
conditions très défavorables de contraintes
thermiques, de chocs, et
d'humidité.
Le système à
été testé en conditions réelles dans deux
expédition spéléologiques en Espagne et en
Chine. Il s'est parfaitement comporté au niveau
fiabilité et résistance aux chocs démontrant ses
possibilités de communications sur une distance maximum de
1200m entre le fond et la surface. Son encombrement réduit
permet de le transporter facilement dans un coffret semi
étanche glissé dans un kit de
spéléo.
La face avant porte un câble
d'alimentation et un câble micro qui sortent du boîtier
par deux passages étanches, deux bornes de sortie antenne pour
raccorder les fils des électrodes, un potentiomètre de
volume sonore, un contacteur rotatif 3 positions pour régler
l'impédance de sortie, une diode (DEL) rouge/verte indiquant
émission/réception, une diode (DEL) rouge clignotante
pour indiquer la présence d'une porteuse en réception,
une DEL orange dont la luminosité est proportionnelle à
la puissance émise. Il y a aussi une prise mâle à
7 contacts pour une future utilisation avec clavier et
écran.
L'appareil peut-être
alimenté par batteries de 12 à 15V ou par piles. Il est
transporté dans un coffret plastique étanche ou peuvent
être stockés les piles et les fils des
électrodes.
Voici l'appareil ouvert, avec
vue sur le circuit.
L'appareil est réalisé sur une seule
plaque de circuit imprimé double face avec des composants de
surface et des composants classiques. La transformation
d'impédance entre l'élément rayonnant et
l'étage de puissance HF est réalisée par un
groupement de transformateurs miniatures mis en parallèle au
primaire et en série au secondaire.
La réalisation de cet appareil a
demandé plusieurs mois de travail. Il a été
nécessaire de réaliser plusieurs prototypes pour mettre
au point le circuit imprimé final. Pour chaque prototype, il a
fallu apporter des modifications sur le pistage pour améliorer
la qualité de l'appareil au niveau de sa CEM aussi bien pour
son rayonnement que pour sa stabilité.
2 - Fabrication d'appareils et possibilités
d'acquisition.
- Le Spéléo Secours
Français a lancé la fabrication de plus de 100 appareils. La fabrication est desormais assuré par la société Cari à Valence:
- Cari Electronics
.
2 - L'Utilisation :
- On branche les fils des électrodes
avec les électrodes posées sur
le sol.
- On branche les piles
d'alimentation. Il n'y a pas de bouton marche arrêt, la
DEL rouge s'allume.
- On règle
l'adaptation d'impédance avec le sol par le bouton de
commutation 3 positions en commençant par la position 1
et en soufflant dans le micro pour sortir de la puissance
HF.
- Le réglage de
l'adaptation d'impédance est correct quand la DEL orange
s'illumine sur les crêtes de modulation. La position du
contacteur après les réglages indique la
qualité du contact entre les électrodes et le sol
ainsi que de la résistivité du terrain. Position
1: très bon, position 2: normal, position 3:
médiocre.
- Une fois le contact
établi entre les deux appareils et si la transmission
est bonne, on peut éventuellement réduire d'un
cran pour économiser les piles.
L'équipe
de spéléo devra
se concerter avec l'équipe de surface pour prévoir
l'heure et le lieu de la première transmission.
L'équipe de surface se placera en tenant compte de cela. Elle
se positionnera le plus rapidement possible et se mettra à
l'écoute immédiatement. Si l'équipe de
spéléo en éprouve la nécessité,
elle n'attendra pas d'être arrivée sur le site convenu
mais se mettra immédiatement en condition d'émission
à l'endroit ou elle se trouvera. C'est à
l'équipe de surface de se déplacer après la
première liaison radio pour améliorer la qualité
de la communication.
La mise place des
électrodes se fait en disposant le fil sur le sol en partant
de l'appareil et en s'éloignant. Le dipôle peut
être asymétrique, c'est à dire qu'il peut y avoir
seulement 2 m d'un côté et 80 m de l'autre ce qui vaut
deux côtés identiques de 40 m. Si tout le fil ne peut
pas être déroulé, il faudra laisser la bobine du
côté de l'électrode, jamais du côté
du poste. L'électrode est souvent remplacée par de la
tresse métallique d'une longueur de 2 ou 3 m posée dans
la boue ou dans l'eau. L'essentiel c'est d'obtenir de très
bons contacts. Cela se vérifie pendant les réglages. Un
très bon contact est établi entre les électrodes
et le sol si on a l'illumination de la DEL orange sur la position 1
du rotacteur (en soufflant dans le micro) cela est rare en surface
mais peut se rencontrer sous terre. Enfin il faut faire attention
à ne brancher le fil du coté de l'appareil qu'en
dernier, après qu'il soit déroulé et que
personne ne touche l'autre extrémité.
Les tensions engendrées par
l'appareil sont de l'ordre de 300 à 800 volts suivant le
réglage quand on souffle dans le micro. Cela pourait
être dangereux pour une personne qui aurait le fil
dénudé dans la main et les pieds dans l'eau. Avant de
commencer les émissions il faudra donc s'assurer que personne
ne touche aux fils et aux électrodes.
La qualité de la réception est bien
meilleure sous terre qu'en surface. Ceci est du au fait que sous
terre on est protégé par l'épaisseur de la roche
des nombreux parasites électriques provenant des
phénomènes atmosphériques et
météorologiques.
La réception en surface est souvent
perturbée par du bruit provenant des émissions LORAN ou
DECCA qui sont des systèmes de radio navigations puissants.
C'est pour cela que bien que l'équipe spéléo
reçoive parfaitement
à une distance de prés d'un kilomètre, il faut
se limiter à des distances de 500 m. En se plaçant
correctement près de la verticale du point ou se trouve
l'équipe spéléo, on a souvent, dans les
réseaux en France, des distances qui ne dépassent pas
les 500 m même au gouffre Berger à la côte -1100
m; on est à moins de 500 m de la surface. Bien sûr, il
faut d'abord se repérer sur la carte avec un calque de la
topologie, et trouver l'emplacement à la verticale du point ou
l'équipe souterraine établira
son camp radio. Ensuite, une fois le premier contact établi,
on peut chercher un meilleur emplacement.
Construction:
