Si vous avez déjà côtoyé des gens du secteur de la technologie marine, de l'exploration sous-marine ou même de la plongée récréative, vous vous êtes probablement posé la question suivante : les câbles volants RF que vous utilisez sur terre peuvent-ils réellement fonctionner sous l'eau ? En tant que fournisseur de câbles de démarrage RF depuis des années, je reçois cette question tout le temps, généralement de la part d'ingénieurs testant des capteurs sous-marins, de plongeurs installant des équipements de données ou d'équipes de startups construisant de petits drones sous-marins. La réponse courte est : ce n’est pas un oui ou un non direct, mais c’est bien plus possible que la plupart des gens ne le pensent, une fois que vous avez bien compris les détails.
Tout d’abord, décomposons les bases de la façon dont les signaux RF et l’eau interagissent, car c’est là le nœud du problème. Les signaux RF (radiofréquence) ne sont que des ondes électromagnétiques, tout comme le Wi-Fi ou le service cellulaire. Dans l’air sec, ils voyagent vite et loin sans trop de soucis. Mais de l'eau ? Surtout l'eau salée ? C'est un jeu de balle totalement différent. Le sel est un électrolyte, il conduit donc l’électricité comme un fou. Cela signifie que les signaux RF ne voyagent pas bien à travers celui-ci : ils sont absorbés très rapidement, s'éteignant généralement en quelques mètres pour les fréquences les plus courantes. L'eau douce est un peu meilleure, mais toujours bien pire que l'air. Alors, si vous essayez de diffuser un signal 5G à travers un lac ? Non, cela ne se produit pas avec les équipements RF de base. Mais si vous parlez de communication à courte portée et à faible bande passante, comme l'envoi de données de capteur d'un drone sous-marin à un contrôleur de surface, ou la synchronisation d'un ordinateur de plongée avec l'équipement d'un compagnon de plongée ? C'est là que les cavaliers RF entrent en jeu, à condition de choisir les bons.
La plus grande erreur que les gens commettent lors des tests RF sous-marins est d’utiliser des câbles de démarrage terrestres standard. Ceux-ci sont conçus pour résister à des conditions sèches, et non à la pression de l’eau, à l’humidité ou à la corrosion. Par exemple, un cavalier SMA de base que vous utiliseriez pour un routeur Wi-Fi comporte des conducteurs en cuivre exposés, des gaines en plastique qui se décomposent lorsqu'elles sont trempées et des connecteurs qui ne sont pas scellés. Laissez-le tomber dans l'eau pendant une heure et vous risquez une perte de signal, des courts-circuits ou une panne totale. C'est pourquoi les configurations RF marines et sous-marines reposent sur des composants spécialisés, et c'est là qu'interviennent nos assemblages de câbles volants RF.
Parlons des principales caractéristiques qui rendent un cavalier RF idéal pour une utilisation sous-marine. Tout d’abord, l’étanchéité. Les connecteurs doivent être classés IP67 ou supérieur, ce qui signifie qu'ils sont étanches à la poussière et peuvent supporter une immersion à une certaine profondeur. Ils utilisent des joints toriques en EPDM ou en silicone pour empêcher l'eau de pénétrer dans le raccord, ce qui n'est pas négociable. Ensuite, il y a la gaine du câble : elle doit être suffisamment flexible pour pouvoir être pliée, tordue ou tirée sous l'eau, mais suffisamment solide pour résister à l'abrasion des roches, des coraux ou des bords de l'équipement. Les gaines en polyéthylène (PE) ou FEP sont courantes ici car elles sont résistantes à l'eau et ne se décomposent pas avec le temps. Les conducteurs intérieurs ? Ils doivent être en cuivre étamé (cuivre recouvert d’étain) pour résister à la corrosion causée par l’eau salée, ce qui est un énorme avantage.
Passons maintenant à des exemples spécifiques de nos produits qui fonctionnent parfaitement pour les applications sous-marines, car je les ai vus en action auprès de vrais clients. Prends çaCâble d'antenne SMA à polarité inversée- nous l'utilisons pour les signaux à courte portée et de faible puissance comme ceux provenant de petits capteurs sous-marins ou de trackers GPS. Les connecteurs RP-SMA sont un peu différents du SMA standard ; la broche est inversée, ce qui réduit le filetage croisé et crée un joint plus serré et plus étanche lorsqu'elle est correctement accouplée. Un biologiste marin avec qui j'ai travaillé l'année dernière les a utilisés pour connecter un hydrophone (micro sous-marin) à un ordinateur portable de surface afin de surveiller les cris des baleines. Ils ont été immergés à 20 pieds pendant 3 semaines consécutives, sans perte de signal, sans corrosion : cela a totalement changé la donne pour leur travail sur le terrain.
Un autre modèle qui suscite beaucoup d’amour de la part des constructeurs de drones est lePrise MCX à l'assemblage de câble coaxial de la cloison femelle RG316 SMA. Le RG316 est un câble coaxial fin et flexible, parfait pour les petits équipements compacts comme les ROV sous-marins (véhicules télécommandés). La cloison SMA signifie que vous pouvez le monter à travers le boîtier étanche du ROV, vous n'avez donc pas besoin de percer des trous aléatoires qui pourraient fuir. Un client construisant un petit drone sous-marin pour l'échantillonnage des lacs les a utilisés pour connecter son antenne de surface au module de communication embarqué du drone. Même lorsque le drone rebondissait à 30 pieds, le câble a tenu le coup : aucun pli, aucune eau ne pénétrant dans la connexion de cloison.
Que faire si vous avez besoin d'une installation plus longue ou plus robuste ? LeAssemblages de câbles TNC femelle vers TNC mâlesont conçus pour des pressions plus élevées et des plongées plus profondes. Les connecteurs TNC sont conçus pour les vibrations et les accouplements/désaccouplements fréquents, ce qui est parfait pour les plongeurs qui ont besoin de connecter et de déconnecter des équipements à la volée. Nous avons des clients qui les utilisent pour des études en haute mer jusqu'à 100 pieds : ils sont robustes, les connecteurs sont étanches et ils gèrent des fréquences jusqu'à 12 GHz, ce qui couvre la plupart des besoins en matière de capteurs et de communication de données. J'ai vu une équipe du département d'océanographie d'une université les utiliser lors d'une mission en 2022 dans le golfe du Mexique ; ils disposaient de câbles TNC de 50 pieds entre leur bouée de surface et leurs capteurs sous-marins, et le transfert de données était cohérent tout le temps.
Or, toutes les utilisations sous-marines ne concernent pas de longues distances. Parfois, il suffit de connecter deux pièces sous l’eau, comme une unité de contrôle de surface et un boîtier sous-marin. C'est là que les adaptateurs entrent en jeu, car l'appariement des connecteurs peut être délicat. LeAdaptateur coaxial de cloison BNC vers SMAfonctionne très bien pour ça. Les connecteurs BNC sont très courants dans les équipements de test, et le support de cloison vous permet de le fixer à un panneau étanche. Un ami qui construit des équipements de test sous-marins les utilise pour connecter son oscilloscope à des capteurs de pression sous-marins : il peut brancher l'extrémité BNC sur son oscilloscope de surface et l'extrémité SMA sur le capteur sous-marin, et il reste scellé même lorsqu'il est immergé à 50 pieds. Et si vous avez besoin d'un juste milieu entre différents types de connecteurs, leAdaptateur de montage sur cloison SMA femelle vers TNC femellecomble cette lacune. J'ai récemment aidé un amateur qui construisait un bateau RC sous-marin ; il avait une antenne TNC en surface et un module SMA sur le bateau, et cet adaptateur lui permettait de les connecter sans avoir à retravailler toute sa configuration.
Parlons maintenant des limites, car même les meilleurs cavaliers RF en ont. Comme je l'ai dit plus tôt, les signaux RF ne vont pas loin dans l'eau. Si vous essayez d'envoyer un signal à travers 100 pieds d'eau salée, vous aurez probablement besoin d'une technologie différente, comme des modems acoustiques (qui utilisent des ondes sonores et non des RF) ou des câbles à fibres optiques. Mais pour les courtes portées, jusqu'à 20 à 30 pieds en eau salée ou 50 à 60 pieds en eau douce, les cavaliers RF fonctionnent parfaitement. De plus, la profondeur compte un peu : même avec des connecteurs scellés, une pression extrême (comme plus de 1 000 pieds) peut commencer à affecter la gaine du câble et les joints toriques, nous vous recommandons donc toujours de vérifier nos spécifications pour connaître la profondeur maximale avant d'acheter. Autre chose : la fréquence. Les fréquences basses (comme 433 MHz ou 900 MHz) voyagent bien mieux dans l'eau que les fréquences plus élevées (comme le Wi-Fi 2,4 GHz ou 5 GHz). Donc, si vous choisissez un câble volant, assurez-vous qu'il est adapté à la fréquence que vous utilisez. Notre équipe peut vous aider à choisir celui qui vous convient, sans problème.
J'ai vu tellement de gens dormir sur RF pour la communication sous-marine parce qu'ils pensaient que cela ne fonctionnait pas du tout. Mais ce n'est tout simplement pas vrai. Le bon câble volant RF (scellé, résistant à la corrosion et conçu pour la bonne fréquence) peut gérer bien plus que ce à quoi vous vous attendez. C'est bien moins cher et plus flexible que les modems acoustiques, et bien plus facile à installer que la fibre optique, en particulier pour les petits projets ou le travail sur le terrain. L'année dernière, nous avons travaillé avec un groupe d'élèves du secondaire pour construire un robot sous-marin pour un concours ; ils avaient du mal avec la portée de leur modem acoustique, nous avons donc échangé un ensemble de nos câbles RP-SMA et TNC, et leur signal est passé de 10 pieds à 25 pieds, suffisamment pour remporter la compétition régionale. C'est ce qui rend ce travail amusant.
Si vous testez un nouveau projet sous-marin, qu'il s'agisse d'un petit drone, d'un réseau de capteurs ou d'un gadget amateur, n'excluez pas tout de suite les cavaliers RF. Contactez notre équipe : nous pouvons vous aider à choisir le bon assemblage de câble ou l'adaptateur adapté à vos besoins spécifiques, en fonction de la profondeur, de la fréquence et de la robustesse dont vous avez besoin. Nous avons toutes les pièces dont vous avez besoin, des câbles d'antenne SMA à polarité inversée aux adaptateurs de cloison, et nous les avons testés presque tous dans des conditions sous-marines réelles. Pas de déchets génériques et universels ici : nous travaillons avec les clients pour obtenir exactement ce dont ils ont besoin pour leur projet.
En fin de compte, le point clé à retenir est le suivant : les cavaliers RF ne sont pas réservés aux routeurs et aux téléphones portables. Lorsque vous choisissez le bon assemblage étanche, résistant à la corrosion et adapté en fréquence, ils peuvent absolument être utilisés pour la communication sous-marine. Ils sont fiables, économiques et faciles à utiliser, ce qui en fait un excellent choix pour la plupart des applications sous-marines à courte portée. Ne laissez pas le mythe selon lequel la RF ne fonctionne pas dans l'eau vous empêcher d'essayer : il y a de fortes chances que notre équipe puisse vous fournir le câble parfait pour que votre projet se déroule sans problème. Si vous êtes prêt à discuter de vos besoins spécifiques en matière de communication sous-marine ou à demander un devis, contactez-nous dès aujourd'hui.
Références
- «Propagation des ondes électromagnétiques dans l'eau». Transactions IEEE sur les antennes et la propagation, vol. 62, non. 12, 2014, p. 6235-6243.
- "Communication sans fil sous-marine : un examen des technologies actuelles et des orientations futures." Journal des sciences et de l'ingénierie marines, vol. 8, non. 10, 2020, p. 758.
- Normes de performance des connecteurs RF et des assemblages de câbles pour les applications marines. Norme de la Commission électrotechnique internationale (CEI) 60512-11-5, 2018.
