3. LES ENREGISTREMENTS RADAR DES F-16
Le troisième verrouillage
C'est le plus long et le plus significatif, celui que le général De Brouwer a
présenté à la presse. La figure 11 fournit l'ensemble des données enregistrées,
aux instants où les valeurs indiquées de manière digitale ou analogique (par
chiffres ou curseurs) étaient modifiées. Nous voyons que la grandeur de la vitesse
par rapport au sol s'est accrue, pour atteindre finalement une valeur énorme :
plus de 1800 km/h, tandis que les chasseurs F-16 volaient à environ 740 km/h.
Il est encore plus étonnant que la source des échos radar non identifiés aurait
atteint des vitesses aussi élevées quand elle descendait à très basse altitude.
On ne pouvait pas l'exclure pourtant, justement pour être réaliste. Il fallait
qu'on envisage l'hypothèse d'une technologie inconnue.
Continuons donc l'analyse des données. Nous savons que la vitesse par rapport
au sol est calculée, tandis que la vitesse relative par rapport au
F-16 est mesurée par effet Doppler. Nous constatons cependant que les valeurs affichées
présentent des variations linéaires, résultant d'une intervention de
l'ordinateur. C'est logique, puisque le radar peut perdre la "cible"
poursuivie, soit parce qu'elle se présente sous un angle défavorable, rendant
la rétrodiffusion trop faible, soit parce que le faisceau doit continuer à
explorer le ciel. L'écho peut même être éliminé par le suppresseur de fouillis
ou disparaître quand la vitesse relative est nulle (trajectoires
perpendiculaires). Il arrive même que les ambiguïtés ne puissent pas être
levées (blind zones17). Il faut donc que le radar
soit capable de retrouver la "cible" dont il a perdu la trace. Pour
cette raison, on a prévu une extrapolation linéaire des derniers
résultats de mesure. Elle est effectuée par le "prédicteur de
Kalman".
Les résultats sont affichés, sans distinction entre calculs et mesures, pour
que le pilote sache à quoi il doit s'attendre. L'ordinateur se sert d'ailleurs
de ses prévisions, pour renforcer la recherche dans une fenêtre
appropriée. On parle donc aussi d'un "filtre de Kalman". J'en avais
fait la connaissance en analysant les données des radars militaires au sol
(I.361). M. Gilmard6 a vérifié que les valeurs
affichées pour la vitesse relative changeaient parfois assez nettement quand le
radar des F-16 passait au mode "search". Il le fait automatiquement
pour scruter le ciel, en analysant les données qu'il reçoit avec une
sensibilité accrue dans une fenêtre déterminée par le filtre de Kalman. Quand
le radar n'y trouve rien pendant un certain temps, il termine la recherche.
Ceci permet de comprendre l'évolution générale des données de la figure 11. Il
y a eu des mesures réelles, malgré les extrapolations, mais les grandeurs
mesurées (vitesse relative, azimut, élévation et distance au F-16) varient de
manière progressive, parce que la recherche s'est poursuivie dans une fenêtre
qui se déplace en fonction des dernières données reçues. Cela tend à produire
des corrélations, même s'il s'agit uniquement d'échos anormaux, résultant d'une
présence de vapeur d'eau à différents endroits. Les échos individuels ne
sont pas fictifs, mais leur enchaînement est illusoire.
Pourquoi ces échos anormaux n'ont-ils pas été éliminés s'ils proviennent de
masses d'air humide? A cet égard, il est essentiel de se référer aux valeurs
mesurées pour la vitesse relative. La série des mesures a été initialisée à 400
nœuds. C'est la vitesse nominale des F-16 par rapport au sol, mais d'après les
pilotes elle a pu varier entre 350 et 450 nœuds (sans postcombustion). Nous ne
connaissons pas la vitesse du second F-16 au moment où il a effectué cette
mesure. D'autres mesures (débuts des variations linéaires) fournissent des
valeurs plus basses. Ceci est compatible avec l'idée que le radar a mesuré des
vitesses Doppler instantanées différentes de la vitesse moyenne.
Notons cependant qu'il s'agit toujours d'une vitesse d'approche (v est positif)
et que l'écart moyen n'est "que" de l'ordre de 100 nœuds. C'est
énorme par rapport aux fluctuations possibles pour les vitesses Doppler des
gouttes de pluie, mais ne semble pas être impossible et cela explique en tout
cas le fait que ces échos ne pouvaient pas être éliminés par le suiveur et le
suppresseur de fouillis.
Des corrélations verticales entre toutes les données indiquent que des mesures
réelles pourraient avoir été effectuées aux instants qui sont indiqués par des
petits traits au-dessus des échelles inférieures de la figure 11. Le nombre de
ces nouvelles acquisitions de données est plus élevé que je ne le pensais
(II.405), mais il reste limité. La dernière partie de l'enregistrement
correspond à des altitudes très basses, ce qui est acceptable s'il y avait une
colonne convective ascendante ou simplement des variations de l'humidité à
différentes endroit, détectés à cause d'une sensibilité accrue.
La contre-épreuve
Le pilote du second F-16 pouvait suivre le premier F-16 sur son écran radar et
il en fait des enregistrements. La figure 12 montre que la vitesse relative
était presque nulle pour les enregistrements 8 et 10. Notons qu'il y a
également des séquences linéaires, impliquant des phases de recherche. Les deux
F-16 ont effectivement tourné l'un par rapport à l'autre.
Figure 11 : Les valeurs des paramètres enregistrés pendant le verrouillage # 3.
Figure 12 : Le premier F-16 vu à partir du second (enregistrements # 8 et 10).
Figure 13 : L'enregistrement # 9 concernant le premier F-16.
La figure 13 montre que la vitesse relative est assez élevée pour le
neuvième enregistrement. C'est probablement la raison pour laquelle on ne
m'avait pas averti du fait qu'il s'agissait également du premier F-16, mais
cela a été confirmé par la suite. Le second F-16 semble avoir voulu rattraper le
premier. Celui-ci volait déjà à moins de 400 nœuds et au cours de cet
enregistrement, la distance s'est réduite de 6 à 5 miles. Pour les figures 12
et 13, l'unité de temps s' = 30/25 seconde, parce que les lecteurs américains
et européens sont différents.
Les fluctuations des vitesses Doppler
La figure 14 présente la synthèse de l'ensemble des données
enregistrées, quand on ne retient que des mesures réelles (indiquées par des
réinitialisations pour les échos anormaux) et quelques données représentatives
pour les F-16. J'ai choisi deux paramètres significatifs: l'altitude de la
source des échos et sa vitesse relative par rapport au F-16. Il apparaît
clairement que les points de mesure constituent deux groupes distincts.
Un groupe, représenté par des symboles ouverts, correspond au premier
F-16. Les pilotes essayaient de maintenir la même vitesse et une altitude
proche de la valeur nominale, recommandée par le CRC de Glons. Les échos
anormaux, représentés par des symboles fermés, forment un autre
groupe. Puisque les points 1 et 7 correspondent l'un et l'autre à une seule
mesure, suivie d'une extrapolation temporaire, leurs poids statistiques sont
faibles. Je les ai quand même repris, sans préjuger de leur signification.
Figure 14 : La statistique des points de mesure pour l'altitude et la
vitesse relative
du premier F-16 (symboles ouverts) et les échos anormaux (symboles foncés).
L'altitude de la source des échos anormaux fluctue essentiellement entre 5
et 12 mille pieds, tandis que les vitesses relatives se situent en général
entre 200 et 500 nœuds. La bande grise verticale définit le domaine des
vitesses possibles des masses d'air humide par rapport au F-16, en tenant
compte de la vitesse des avions (350 à 450 nœuds) et de la vitesse du vent (25 nœuds).
Il apparaît clairement que les échos anormaux se situent presque toujours
en-dehors de cette bande. Il peut y en avoir, cependant, parce que la vitesse
du F-16 n'est pas connue au moment des interceptions. La figure 14 est donc en
accord avec l'idée que la vitesse Doppler instantanée est en général différente
de la vitesse moyenne. L'écart moyen est de l'ordre de 150 nœuds.
On peut s'étonner du fait que la distribution n'est pas symétrique par rapport
à la vitesse moyenne attendue. Je suppose que cela résulte d'un balayage de la
gauche vers la droite pour chaque ligne de la figue 8, c'est-à-dire pour chaque
valeur particulière de d, avec une certaine constante de temps pour le filtrage
au moyen du seuil adaptatif. Cela pourrait être vérifié par une expérimentation
spécifique. Les constructeurs des radars pourraient s'assurer aussi de la
possibilité que les échos provenant de nuages invisibles ont une structure
temporelle particulière. Cela permettant de les discriminer et de les
éliminer par une analyse électronique rapide, effectuée en parallèle.
Les nuages invisibles étaient distribués
La figure 14 confirme que les sources des échos anormaux présentent une
dispersion des altitudes assez grande. L'altitude moyenne est plus basse que
celle des F-16 et que celle qui était indiquée à ce moment par le radar de
Semmerzake (II.397). Elle est même parfois très basse, ce qui est compatible
avec l'idée de traînées de convection. Les radars au sol attribuent à un groupe
de nuages invisibles un écho unique, puisque la résolution est limitée. Il sera
associé aux dômes des bulles de convection, où le signal est le plus fort. Les
F-16 peuvent détecter par contre des masses d'air humide à différents endroits.
La figure 14 indique en tout cas qu'il n'y avait pas une seule masse d'air
humide, bien localisée. M. Gilmard6 est arrivé
à la même conclusion par une voie différente.
Il cherchait à déterminer les lieux géographiques des sources des
échos pour les différentes tentatives d'interception. Il l'a fait en utilisant
deux méthodes distinctes (II.401). La méthode directe se base uniquement sur
les données enregistrées par le second F-16, en situant les sources des échos
par rapport à la base de Beauvechain (plages vertes, anguleuses, sur la figure
10.4 du dossier photo du second rapport5). L'autre
méthode est indirecte et plus imprécise, puisqu'elle combine les
valeurs enregistrées pour l'azimut et la distance avec la trace du premier
F-16, fournie par le radar de Semmerzake (plages bleues, arrondies). M.
Gilmard en avait tiré trois conclusions:
1. "Aucune erreur grossière n'a été commise par la plate-forme d'inertie.
En effet, pour calculer la position de la cible par rapport à Beauvechain, le
radar ajoute à la position du F-16 que lui fournit la centrale inertielle, la
position relative de la cible considérée...
2. Les positions des cibles ne semblent pas former une structure régulière.
Cette observation nous permet d'affirmer que dans la mesure où les cibles
correspondent effectivement à des objets matériels (ce qui n'est pas encore
démontré), il est plus que probable que les différentes interceptions ne se
rapportent pas à un seul objet !
3. Les interceptions 8, 9 et 10 sont relatives aux F-16. En vol de formation de
nuit, observer son compagnon, afin de mieux garder ses distances ou bien afin
de le suivre dans ses manœuvres, est plus aisé au radar qu'à l'œil nu."
Les verrouillages 8, 9 et 10 permettent de mieux apprécier les écarts fournis
par les deux méthodes de calcul. Notons que M. Gilmard a écarté le premier
contact, probablement parce qu'il était très court et parce qu'il impliquait un
éloignement. Il ne subsiste alors que neuf essais d'interception,
comme l'a affirmé le Major Lambrechts, sans autres précisions (I.226).
La deuxième conclusion de M. Gilmard résulte du fait que les "objets"
détectés ont été localisés dans un grand rectangle au sud de Bruxelles, entre
Leuven, Gembloux et Soignies (II. figure 10.4). Les F-16 étaient pourtant
dirigés vers leur cible par le CRC de Glons (I.226). L'existence de différentes
masses d'air humide qui sont séparées les unes des autres, comme cela arrive
souvent pour des nuages visibles, rend compte des observations visuelles des
gendarmes. Il suffit d'admettre que l'air humide était plus chaud que l'air
environnant pour que cela donne lieu à des réfractions anormales de la lumière
visible (II.408).
Puisque le radar des F-16 réalise une classification des échos à partir de la
mesure des distances et vitesses relatives, j'ai également représenté les
mesures dans le plan d-v. La figure 15 montre que la dispersion des points y
est trop grande pour une élimination par le suiveur et suppresseur de fouillis.
Figure 15 : Les échos anormaux, caractérisés par la distance et la vitesse
par rapport au F-16
Jusqu'à preuve du contraire, l'explication proposée pour les mystérieux enregistrements radar des F-16 reste donc logique et cohérente. Elle est fondée sur des concepts théoriques raisonnables et justifiés. En outre, elle est en accord avec l'ensemble des faits observés.
Figure 10.4 extraite du second rapport de la SOBEPS
(1) - Des échos radar d'origine météorologique
RETOUR (2) - Le radar Doppler à impulsions des F-16