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 affichée 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
noeuds. 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
noeuds (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 noeuds. 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
noeuds 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
noeuds. 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 noeuds) et de la
vitesse du vent (25 noeuds). 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 noeuds.
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
manoeuvres, est plus aisé au radar qu'à l'oeil 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