Les Principes du Radar

Échos parasites sur un radar météorologique

Le signal retourné au radar peut contenir plusieurs types d’échos parasites. Voici quelques exemples qui sont parfois très surprenants :

• Insectes
  Les insectes ont une section équivalente radar qui peut être assez importante quand ils se déplacent en nuée. La rétrodiffusion de ces cibles, spécialement à bas angle de site, peut servir de « traceur » pour divers phénomènes en air clair comme les vents de bas niveau où les brises de mer car ils sont concentrés par la convergence des vents. Ils sont surtout perceptibles près du radar ;
• Rouleaux de convection sans précipitations dans la couche limite
  Quand les conditions sont instables mais peu humides, l’air près du sol est soulevée et celui au sommet de la couche limite redescend pour former de long rouleaux de convection ayant quelques centaines de mètres de hauteurs. Comme ils ne contiennent pas de précipitations, ils ne retournent pas de signal au radar, sauf si des oiseaux ou des insectes se trouvent pris dans leur circulation. Leur détection peut être très utile à l’aviation ;
• Échos de mer
  Lorsque le faisceau d’un radar rase ou frappe la mer ou un lac, une partie de son énergie peut être retournée au radar par la surface (une goutte d’eau dans un nuage ou sur la mer a les mêmes propriétés). De plus, si les conditions de vents sont favorables, des vagues vont se former et donner une vitesse à ces échos, le sommet des vagues se déplaçant entre chaque impulsion.
  Ces échos sont donc difficiles à éliminer et peuvent également se mêler au signal de vraies précipitations pour corrompre l’analyse. Une situation commune où se produit ce phénomène est lors d’inversion de température à basse altitude qui dévie le faisceau vers le bas, lui permettant de s’approcher de la surface ;
• Navires
  Les échos de mer peuvent subir une perturbation lors du passage de navires ;
• Oiseaux et chauves-souris
  Les oiseaux et les chauves-souris ont une importante section équivalente radar ce qui les rend visible au radar, surtout en temps de migration alors que des milliers d’individus remplissent le ciel. Pour les gros oiseaux, il ne faut qu’un individu par cellule de résolution pour simuler des précipitations. Même les petits oiseaux passereaux causent des échos importants car ils se déplacent en énormes groupes. Le traitement Doppler permet d’en filtrer une partie car leur vitesse de déplacement est généralement caractéristique. Une meilleure technique est celle du radar à double polarisation ;
• Propagation anomale
  Sous certaines conditions atmosphériques, l’indice de réfraction de l’air s’éloigne de la normale et le faisceau radar suit une trajectoire anormale, soit vers la surface, soit vers le haut. C’est ce qu’on nomme la propagation anormale. Le faisceau n’étant pas à l’endroit où il devrait être, les échos de retour seront mal placés. La propagation anormale la plus commune se produit dans une inversion de température à basse altitude et le faisceau frappe alors le sol, retournant des échos intenses au radar ;
• Échos de sol
  Le faisceau radar peut frapper des obstacles à basse altitude comme des collines, des édifices, des forêts, etc. qui vont donner de forts échos permanents ;
• Paillettes de contre-mesures
  Les avions militaires peuvent procéder au largage de long filaments métallisés et minces derrière un avion pour perturber le radar de leur poursuivant. Ces paillettes de contre-mesures électroniques chutent lentement et ressemblent à des précipitations qui s’étendraient dans la direction du vent dominant ;
• Avions
  Pour un radar météorologique, la réflexion d’un avion passant dans sa région de couverture est considéré comme un écho parasite. Comme généralement les avions n’occupent qu’une faible portion du volume sondé et en sortent avant le sondage suivant, ils n’apparaissent que comme des échos très ponctuels et sont faciles à discerner ;
• Échos du radôme
  Le radôme peut comporter des imperfections qui ajoute des échos parasites vers l’antenne ;
• Éoliennes
  Le Les parcs d'éoliennes constituent une nouvelle source de faux retours. Les pales de ces appareils sont métalliques et donc réfléchissantes. De plus, les pales étant en rotation, les données de vitesse radiale seront non nulles, rendant leur filtrage difficile. L’écho provenant d’une seule éolienne loin du radar peut être négligeable mais celui d’un parc d'éoliennes situé près du radar donnera un retour total important ;
• etc.