L'invention concerne le domaine des dispositifs ou systèmes en application avec la détection et/ou l'observation de sources électromagnétiques. De tels dispositifs ou systèmes sont utilisés pour tous types d'usage et préférentiellement mais non limitativement, en lien avec des phénomènes météorologiques, et plus particulièrement, pour assurer des fonctions de détection de foudre, également connues sous la dénomination anglo- saxonne « lightning détection ».

Dans la suite du document, l'invention sera décrite préférentiellement mais non limitativement dans le cadre de la prévention contre la foudre, c'est-à-dire dans le cadre d'actions ayant pour objectif de réduire ou d'avorter d'éventuels dommages que peuvent causer des orages, plus particulièrement, des phénomènes de foudre sur des territoires plus ou moins sensibles que d'autres, tels des zones cultivées, ou sur des infrastructures par exemple.

Au sens de l'invention et dans tout le document, à des fins de simplification, les termes « éclair (s) » et « foudre » seront indifféremment employés.

Depuis des dizaines d'années, la foudre fascine les hommes, plus particulièrement les scientifiques. La foudre fait d'ailleurs l'objet de nombreuses études dans le domaine de la météorologie, puisque celle-ci présente de nombreux dangers, pouvant entraîner des dommages colossaux, tant sur le plan matériel que sur le plan humain, tels que, par exemple, le déclenchement d'incendies, une possible électrocution d'êtres humains et/ou animaux pouvant entraîner potentiellement leur mort, des interférences électromagnétiques éventuellement nuisibles aux communications, à l'aviation et/ou à la navigation, des destructions de composants électroniques dans les infrastructures et/ou équipements.

Lors d'un orage, deux phénomènes sont couramment observés : un ou plusieurs éclairs consistant en une ou plusieurs décharges électriques engendrant une onde électromagnétique, résultats visibles de 1 ' échauffement de l'air, et du tonnerre correspondant à un bruit émis lors de la brusque dilatation de l'air échauffé lors du passage de ce courant. En effet, la foudre consiste en un phénomène naturel de décharge électrostatique discontinue, un tel phénomène se produisant généralement dans des régions de nuages d'orage chargées en électricité statique, c'est-à- dire soit dans ou entre de tels nuages (« Cloud lightning » selon une terminologie anglo-saxonne) , soit entre de tels nuages et l'air ou encore le sol (« Cloud to Ground (CG) lightning » selon une terminologie anglo-saxonne) , le sol pouvant comprendre une ou plusieurs zones terrestres ou maritimes. Quelle que soit la nature de l'éclair, il est précédé et suivi de phénomènes électriques de plus faible intensité appelés respectivement précurseurs (« leader » selon une terminologie anglo-saxonne) et « streamer ». Ce sont en général les précurseurs qui déterminent le trajet des éclairs. On distingue deux grandes familles de précurseurs : les précurseurs ou traceurs par pas (« stepped leader » selon une terminologie anglo-saxonne) qui précèdent le premier arc de l'éclair nuage-sol et qui progressent vers le sol par bonds d'une cinquantaine de mètres de long, et les précurseurs continus (« dart leader » selon une terminologie anglo-saxonne) qui précèdent les arcs subséquents des éclairs nuages-sol ainsi que les différents types d'éclairs intra-nuages . Les systèmes capables de détecter à la fois les éclairs et les précurseurs et streamers sont dits de détection totale (« total lightning » selon une terminologie anglo- saxonne) . Ils opèrent généralement en haute fréquence (VHF-UHF) , bandes dans lesquelles le rayonnement de ces phénomènes est le plus intense. L'apparition de la foudre entraine la création d'un plasma, c'est-à-dire un milieu constitué d'un mélange de particules neutres, d'ions positifs et d'électrons négatifs, produit dans l'air sur le parcours de la décharge, entraînant l'apparition de deux phénomènes précédemment mentionnés : d'une part l'éclair, qui se propage très rapidement, et d'autre part le tonnerre, qui résulte d'une dilatation explosive de l'air échauffé par l'éclair, et se propage relativement lentement en comparaison notamment de l'éclair. Généralement, la foudre a tendance à frapper le sol proche du nuage générateur, en particulier dans des régions de haute altitude, et/ou plus particulièrement les bâtiments, les arbres, ou encore tous objets proéminents sur le sol ou la mer. Le tonnerre, quant à lui, peut résonner d'un bruit, tel un craquement, sec et immédiat, lorsque l'éclair est proche, ou, en variante, gronder plus largement au loin, plus particulièrement lorsque l'orage a lieu dans une région montagneuse, par effets d'écho notamment. La lumière se propageant beaucoup plus rapidement dans l'air que le son, l'éclair est en général visible bien avant que le tonnerre ne soit audible, permettant ainsi d'estimer approximativement la distance à laquelle la foudre est « tombée ».

Les nuages d'orage se développent à partir de cumulonimbus ou d'agrégats de cumulonimbus , également qualifiés de « nuages d'orage », de tels cumulonimbus pouvant contenir une centaine de milliers de tonnes d'eau, de grêlons et de petits cristaux de glace. Lesdits cumulonimbus sont généralement soumis à des cisaillements de vitesse, c'est-à-dire des variations de la vitesse du vent en fonction de l'altitude, à des cisaillements directionnels, c'est-à-dire des variations de l'orientation du vent en fonction de l'altitude, et à d'intenses ascendances et subsidences. Ces turbulences sont à l'origine de chocs entre les particules constituant le nuage, en particulier les cristaux de glace et les gouttelettes d'eau. La redondance de ces entrechocs entraîne l'arrachement d'électrons à des particules et ainsi l'apparition de charges. Les particules les plus lourdes abritent les charges négatives tandis que les plus légères, supportées par les courants ascendants sont chargées positivement. A l'intérieur du ou des cumulonimbus, un processus d'électrification complexe entraîne alors la séparation de charges électrostatiques positives et négatives, et donc la création d'un champ électrique intense.

Dès que ce champ atteint une valeur suffisante, se forme alors un canal ionisé, également qualifié de traceur descendant, correspondant à l'éclair et se propageant par bonds successifs du nuage vers le sol.

Les processus physiques à l'origine des orages sont complexes et font notamment intervenir de nombreux éléments peu prévisibles car susceptibles de changements constants. Outre l'état de l'atmosphère, la formation des orages dépend également, pour beaucoup, des conditions locales très variables, notamment en matière de température et d'humidité, des sols aux abords desquels se forment les orages, de telles conditions étant plus particulièrement conditionnées par la nature du sol, le type de végétation, ou encore la configuration du relief dépendant elle-même de la présence de bâtiments. Par ailleurs, en comparaison d'éventuelles tempêtes, les phénomènes orageux sont généralement soudains, de courtes durées, allant de quelques dizaines de minutes à quelques heures, et concernent des zones relativement limitées, quelques dizaines de kilomètres. En conséquence, la détection et la localisation des phénomènes orageux s'avèrent ainsi particulièrement complexes.

A la vue des dégâts importants que peuvent engendrer la foudre ou plus généralement des orages, différents chercheurs ont tenté de trouver des méthodes ou procédés destinés à détecter, voire même à localiser, la foudre, et ce afin de prévenir les éventuels dommages que la foudre pourrait causer, voire même dans certains cas, pour finalement préserver les infrastructures et les êtres vivants. De telles méthodes pour détecter la foudre se basent sur différentes technologies.

Comme d'ores et déjà mentionné, les éclairs peuvent être regroupés en deux catégories principales : les éclairs frappant le sol, également qualifiés de « coups de foudre », et les éclairs ne frappant pas le sol. Au sein de ces deux catégories, les éclairs peuvent être subdivisés en d'autres sous-groupes, en fonction, par exemple de la trajectoire spécifique de tels éclairs et/ou de la direction du courant électrique circulant dans les canaux lumineux associés à chaque éclair. Les éclairs les plus répandus ne frappent généralement pas le sol et sont communément appelés « éclairs de nuages ou encore éclairs intra-nuages ». De tels éclairs, d'intensité plus faible que les éclairs frappant le sol, permettent notamment de réduire les différences de charges spatiales dans un nuage ou entre les nuages. Le nombre desdits éclairs intra-nuages est un marqueur de la convection des cellules orageuses, bien avant l'apparition des éclairs frappant le sol. Au fil des années, il est apparu primordial d'observer les éclairs intra-nuages pour un certain nombre de raisons : l'augmentation brutale du rythme intra-nuage, précurseur d'événements orageux violents, a été d'ores et déjà fait l'objet d'études et est généralement nommée par la terminologie anglo-saxonne « Lightning Jump ». En effet, dans la plupart des orages que l'on peut qualifier d'ordinaires, les éclairs de nuages sont généralement plus nombreux que les éclairs frappant le sol, d'un facteur environ de deux à dix. Cependant, de manière surprenante, les orages violents produisent des taux d'éclairs intra- nuages beaucoup plus élevés que ceux des éclairs frappant le sol, certains orages pouvant ne produire aucun éclair frappant le sol. Ainsi, les éclairs intra-nuages peuvent fournir des indications intéressantes et importantes relatives aux orages, telles que, par exemple leurs taux de croissance et/ou d'intensité, conduisant en conséquence à des applications importantes en matière de prévision immédiate des orages. Dans la plupart des orages, un ou plusieurs éclairs intra-nuages précèdent le premier éclair frappant le sol, alors que la tempête peut d'ores et déjà avoir commencé à se développer et à devenir électrifiée. Généralement, de quelques minutes à quelques dizaines de minutes peuvent s'écouler entre le premier éclair intra- nuage et la première plage d'éclairs frappant le sol. Ce délai peut s'avérer, dans certains cas, primordial, puisqu'il permet d'utiliser les observations réalisées en lien avec les éclairs intra-nuages afin de fournir des avertissements ou alertes quant à la foudre pouvant frapper au sol, selon la position d'une tempête.

Les éclairs intra-nuages et les éclairs frappant le sol émettent une ou plusieurs ondes électromagnétiques, qualifiée au sens large d'énergie électromagnétique, sur une large gamme de fréquences. Suivant le type d'éclairs, la répartition de l'énergie électromagnétique émise en fonction de la fréquence est différente. Les éclairs frappant le sol ont, par exemple, une répartition spectrale en fréquences dans les basses fréquences, de l'ordre de quelques kilohertz. Les éclairs intra-nuages, quant à eux, ont une densité spectrale dans les très hautes fréquences, voire ultra-hautes fréquences. De telles disparités dans la répartition spectrale proviennent de la dimension des éclairs, plus particulièrement de la longueur d'onde. Ainsi, un éclair frappant le sol présente généralement une longueur d'onde de l'ordre de quelques kilomètres alors qu'un éclair intra-nuage présente généralement une longueur d'onde de l'ordre d'un mètre.

La plus grande partie de cette énergie est contenue dans des impulsions ou des "rafales" à très hautes fréquences ou ultra hautes fréquences (connues sous les abréviations et terminologies anglo-saxonnes respectives « VHF-Very High Frequency and UHF-Ultra High Frequency ») , de telles impulsions étant plus ou moins longues et/ou soudaines. De telles émissions électromagnétiques peuvent être catégorisées et traitées de manière générale dans des gammes de fréquences radioélectriques traditionnelles se rapportant à des bandes communes de traitement du signal. Du fait de différences importantes dans les fréquences et les amplitudes du rayonnement électromagnétique à de telles fréquences, plusieurs techniques ont été développées pour détecter divers processus dans les éclairs intra-nuages et les éclairs frappant le sol .

Historiquement, une première technique relativement ancienne, puisque remontant à la fin du dix-neuvième siècle, a d'abord consisté à développer un système employant un dispositif de détection basée seulement sur le champ magnétique (également connu sous les abréviation et terminologie anglo-saxonnes « MDF - Magnetic Direction Finding ») combiné à un ou plusieurs récepteurs radio à bande étroite dans des plages de très basses et basses fréquences. Les premières expériences tendaient notamment à comprendre les champs électromagnétiques produits par les éclairs et étaient principalement axées sur la détection d'éclairs verticaux, c'est-à-dire d'éclairs frappant le sol. Une telle première technique a notamment démontré l'importance du calibrage avant de déclencher les mesures de champ électrique et l'importance de la direction de détection. Par la suite, pour tenter de répondre à de telles contraintes, aux alentours des années 1950, d' autres chercheurs ont fait appel à des techniques de géolocalisation de temps d'arrivée (également connu sous les abréviations et les terminologies anglo-saxonnes « ToA - Time of Arrivai » ou « ToF - Time of Flight ») pour la première fois dans la géolocalisation de la foudre. De telles techniques de géolocalisation de type ToA utilisent la constante différence de temps entre l'arrivée des signaux de basse fréquence et des capteurs positionnés au sol pour calculer la localisation d'évènements météorologiques comportant des éclairs frappant le sol. Toutefois, ces techniques présentent également un certain nombre de limites et d'inconvénients, notamment en matière de terrain et au regard des effets de conductivité sur la vitesse de propagation des signaux de foudre. En outre, chaque système basé sur une détection de type ToA identifie une fonction ou une forme unique et spécifique d'un signal, afin de fournir des temps d'arrivée les plus précis possibles, de l'ordre de cent nanosecondes. Une telle fonction ou forme de signal doit être ainsi considérée commune au travers d'un certain nombre de systèmes largement éloignés les uns des autres, lesdits systèmes étant avantageusement mis en réseau. Les éventuelles formes ou fonctions de signal doivent alors être suffisamment séparées dans le temps, afin de réduire, voire d'éviter, les erreurs de corrélation entre les systèmes. En outre, de tels systèmes de détection de type ToA sont très sensibles en matière de rapport de signal sur bruit.

L'existence d'éclairs intra-nuages est ainsi connue depuis longtemps, mais la mise en œuvre de systèmes ou d'équipements de détection et de localisation d'ondes électromagnétiques, plus particulièrement d'éclairs intra- nuages, reste encore aujourd'hui délicate et complexe. En effet, dans la gamme de fréquences où de tels éclairs rayonnent, plus particulièrement en très hautes fréquences ou ultra hautes fréquences, de telles ondes électromagnétiques se propagent selon une direction sensiblement directe. En conséquence, les sites ou emplacements retenus pour l'installation ou la mise en place de systèmes pour détecter lesdits éclairs doivent être dénués de tout obstacle et/ou de toute source émettrice de champs électromagnétiques. De plus, le ou les supports sur lequel sont installés lesdits systèmes présentent également des contraintes, puisqu'ils doivent répondre à un certain nombre de caractéristiques spécifiques, afin notamment de limiter, voire même de supprimer les effets de masque, les réflexions multiples, les déphasages que pourraient subir les ondes électromagnétiques que l'on cherche à détecter.

Dans les cellules orageuses, il réside des dizaines de milliers de sources électromagnétiques sous la forme d'éclairs intra-nuages , contrairement aux éclairs frappant le sol. Lorsque la détection de telles éclairs intra-nuages est réalisée sur la base des technologiques de type ToA, il est nécessaire d'employer un grand nombre de stations dans un espace restreint, impliquant alors des temps de calcul relativement longs du fait d'un volume important d'informations à traiter. Il est ainsi impossible d' obtenir des informations en temps réel sur les éclairs intra-nuages en employant des technologies basées sur les ToA.

Grâce aux développements de nouvelles technologies et connaissances, face aux inconvénients mentionnés précédemment en lien avec les technologies présentées précédemment, d'autres acteurs ont tenté de s'appuyer sur des techniques alternatives pour détecter la foudre en employant par exemple des systèmes basés sur une détection par interférométrie . L ' interférométrie consiste en une méthode de mesure exploitant la différence de phase d'une onde électromagnétique cohérente, la phase étant alors mesurée par deux récepteurs en deux points distincts. L'emploi de l ' interférométrie s'avère particulièrement astucieux, puisque les systèmes de détection basés sur 1' interférométrie, ne requièrent pas une forme spécifique de signal et opèrent relativement facilement sur des signaux bruités. La figure 1 présente un premier exemple de réalisation d'un système connu de détection d'une source électromagnétique par interférométrie, d'ores et déjà disponible sur le marché. Un tel système 1 connu de détection d'une source électromagnétique, également qualifié d'antenne, a pour but de capter la foudre totalement, que ce soit les éclairs intra-nuages et/ou les éclairs frappant le sol, puisqu'il exploite non seulement des technologies d' interférométrie à haute fréquence pour détecter des éclairs intra-nuages, mais également des technologies à orientation magnétique et à heure d'arrivée à basse fréquence pour, quant à elles, détecter des éclairs frappant le sol.

Ledit système 1 de détection consiste en un réseau non ambigu, un tel système ou réseau étant avantageusement agencé pour opérer, à très hautes fréquences, c'est-à-dire dans des bandes de fréquences comprises entre cent onze (111) et cent dix sept (117) mégahertz. Pour assurer l'observation ou la localisation d'éclairs intra-nuages, ledit système 1 comprend au moins cinq éléments conducteurs sous la forme de cinq dipôles 2. Le système 1 est ainsi qualifié de non ambigu, c'est-à-dire que la distance entre les dipôles est inférieure à une demi-longueur d'onde, une telle distance dépendant des termes de couplage entre les dipôles. Au sens de l'invention et dans tout le document, on entend par « dipôle », pouvant également être qualifié d'antenne ou module d'antenne dipolaire, tout élément ou objet récepteur constitué de deux brins métalliques, alimenté en son milieu 2m, c'est-à-dire entre de tels deux brins, et destiné à recevoir tout ou partie de l'énergie électromagnétique émise par un éclair ou plus généralement par de la foudre. Afin d'assurer la cohésion des différents dipôles 2 selon un agencement déterminé dans toutes les directions à trois-cent soixante degrés, ledit système 1 de détection comporte une partie centrale 4, coopérant avec chacun des dipôles 2 respectivement au moyen d'un élément diélectrique avantageusement dimensionné. Les cinq dipôles 2 dudit système 1 sont avantageusement positionnées à équidistance de ladite partie centrale 4. Cette dernière est en outre agencée pour coopérer avec un capteur à basse fréquence, ledit capteur exploitant des technologies à l'orientation magnétique, à heure d'arrivée (ToA) et/ou à gonométrie magnétique en basse fréquence, ledit capteur étant agencé pour détecter ou localiser des coups de foudre. Une telle partie centrale 4 peut en outre être configurée pour coopérer simultanément et solidairement avec un système de récepteur géolocalisation de type GPS (pour « Global Positioning System » selon une terminologie anglo-saxonne) , permettant ainsi la synchronisation, le calibrage et l'étalonnage d'autres systèmes de détection positionnés à d'autres lieux d'intérêt et séparés spatialement. Le système 1 de détection comporte éventuellement un mât 3 agencé pour coopérer solidairement, c'est-à-dire selon une liaison mécanique adaptée, par exemple de type encastrement, la partie centrale 4 et également les éléments de détection du système. Un tel mât 3 permet notamment de positionner le système 1 de détection d'une source électromagnétique à différents lieux d'intérêt déterminés, notamment en haut d' infrastructures .

Toutefois, un tel système de détection d'une source électromagnétique connu, tel que celui décrit en lien avec la figure 1, présente, à l'instar des autres systèmes de détection précédemment mentionnés, un certain nombre d'inconvénients. Tout d'abord et comme mentionné précédemment, un système 1 connu comporte au moins cinq éléments conducteurs sous la forme de cinq dipôles. Un tel système peut ainsi s'avérer légèrement redondant, puisque certaines détections peuvent apporter des informations identiques, entraînant des traitements identiques, voire superflus. En outre, l'architecture ou l'agencement particulier d'un tel système de détection d'une source électromagnétique connu, tel que celui décrit en lien avec la figure 1, impose audit système d'être implanté au point culminant de la structure ou de l'infrastructure au-dessus de laquelle il est positionné. Outre les difficultés que peut imposer une telle installation en matière de temps et de nombre d'opérateurs à réquisitionner pour une telle installation, mais également les difficultés de maintenance que peut en conséquence infliger un système connu de détection d'une source, l'agencement particulier de ce dernier entraîne ainsi une restriction du nombre lieux ou d' infrastructures sur lesquels ledit système peut être installé. Par ailleurs, comme d'ores et déjà mentionné, un système de détection d'une source électromagnétique sous la forme d'un réseau est avantageusement agencé pour opérer, à très hautes fréquences, c'est-à-dire dans des bandes de fréquences comprises entre cent onze (111) et cent dix-sept (117) mégahertz. L'exploitation d'une telle bande de fréquences impose un dimensionnement en conséquence du système de détection et entraîne ainsi la conception d'un système encombrant et lourd. En effet, le système sous la forme d'un réseau d'antennes présente la forme d'un cylindre dont les dimensions sont sensiblement de l'ordre de cent vingt centimètres de diamètre et de cent vingt centimètres de hauteur. Outre un encombrement conséquent, le système est ainsi complexe à installer et/ou à maintenir et peu adapté pour certaines installations et/ou souvent des infrastructures existantes. En outre, l'agencement dudit système impose qu'aucun objet métallique ne peut être positionné autour du système à une distance sensiblement inférieure à dix fois la longueur d'onde.

L' invention permet ainsi de répondre à tout ou partie des inconvénients soulevés par les solutions connues.

Parmi les nombreux avantages apportés par un système pour détecter une source électromagnétique par interférométrie selon l'invention, nous pouvons mentionner que celui-ci:

offre un système permettant de se positionner sur tout type d'infrastructures, un tel système étant peu sensible aux variations mécaniques et à un couplage subvenant éventuellement entre différentes antennes dudit système, affranchissant l'opérateur dudit système d'une calibration systématique des antennes préalablement à leur emploi ;

propose un système de détection simple et modulaire, éventuellement mobile, pouvant ainsi être employés dans de nombreux lieux, un tel système étant peu sensible à d'éventuelles réflexions de sol ;

permet d'augmenter la précision de la localisation et/ou de la détection des éclairs, par l'emploi d'une ou plusieurs bandes de fréquences pour un même module d'antenne d'un système de détection. A cette fin, il est notamment prévu un système pour détecter une source électromagnétique par interférométrie . Afin d'assurer la capture ou détection d'une telle source électromagnétique et plus particulièrement de garantir l'observation des éclairs intra-nuages , un système pour détecter une source électromagnétique conforme à l'invention comporte deux modules d'antenne physiquement dissociés, chaque module d'antenne comprenant deux éléments conducteurs, un réflecteur plan présentant une première face et une deuxième face, lesdites premières faces des réflecteurs plans desdits modules d'antenne coopérant respectivement et solidairement avec lesdits deux éléments conducteurs desdits modules d'antenne, les deux modules d'antenne étant mutuellement agencés de sorte que les deuxièmes faces de leurs réflecteurs plans forment un angle saillant.

Préférentiellement mais non limitativement, les réflecteurs plans des modules d'antenne d'un système pour détecter une source électromagnétique par interférométrie conforme à l'invention peuvent être respectivement orientés pour être sensiblement verticaux.

Selon un mode de réalisation avantageux mais non limitatif de réalisation d'un système pour détecter une source électromagnétique par interférométrie conforme à l'invention, afin de faciliter la mise en œuvre de ce dernier, les deux éléments conducteurs de chaque module d' antenne dudit système peuvent avantageusement être des dipôles .

En variante ou en complément, afin de faciliter la fabrication, l'installation et la maintenance, d'un système pour détecter une source électromagnétique par interférométrie conforme à l'invention, les deux éléments conducteurs de chaque module d' antenne de ce dernier peuvent présenter des surfaces conductrices quadrilatères.

De manière avantageuse mais non limitative, afin de garantir un fonctionnement optimal d'un système pour détecter une source électromagnétique par interférométrie conforme à l'invention, les deux éléments conducteurs et le réflecteur plan de chaque module d'antenne de ce dernier peuvent coopérer au moyen d'un élément diélectrique.

En variante ou en complément, pour faciliter la fabrication et l'installation de chaque module d'antenne d'un système pour détecter une source électromagnétique par interférométrie conforme à l'invention sur des supports divers et variés, le réflecteur plan de chaque module d'antenne de ce dernier peut être constitué d'un maillage métallique.

Selon un mode de réalisation préféré mais non limitatif, pour garantir une précision optimale de détection d'une source électromagnétique, un système pour détecter une source électromagnétique par interférométrie conforme à l'invention peut comporter quatre modules d'antenne physiquement dissociés, chaque module d'antenne comprenant deux éléments conducteurs, un réflecteur plan présentant une première face et une deuxième face, lesdites premières faces des réflecteurs plans desdits modules d'antenne coopérant respectivement et solidairement avec lesdits deux éléments conducteurs desdits modules d'antenne, les quatre modules d'antenne étant mutuellement agencés de sorte que les deuxièmes faces de leurs réflecteurs plans forment, deux à deux, un angle de quatre- vingt-dix degrés.

Selon un exemple de réalisation préféré mais non limitatif d'un système pour détecter une source électromagnétique par interférométrie conforme à l'invention, afin d'assurer une détection optimale, et notamment accroître sa précision, en évitant par exemple une pollution intempestive indue par d'autres sources électromagnétiques tierces, chaque module d'antenne dudit système peut être agencé pour détecter une source électromagnétique produisant une onde électromagnétique dont la bande de fréquence est sélectionnée parmi l'ensemble de bandes de fréquences suivant : entre 111 et 117 mégahertz, entre 328,6 et 335,4 mégahertz ou encore entre 1400 et 1427 mégahertz.

Pour permettre de combiner un réseau ambigu et non- ambigu et ainsi d'augmenter la précision des mesures et d'accéder à une localisation en trois dimensions, même à faible élévation, chaque module d'antenne d'un système pour détecter une source électromagnétique par interférométrie conforme à l'invention peut être agencé pour réceptionner concomitamment une pluralité de bandes de fréquences.

D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent parmi lesquelles :

- la figure 1, précédemment décrite, illustre un exemple de réalisation d'un système de détection de foudre connu ;

- la figure 2 illustre une vue schématisée d'un premier mode de réalisation d'un système pour détecter une source électromagnétique par interférométrie conforme à l'invention ; - les figures 3A et 3B présentent deux vues schématisées d'un deuxième mode de réalisation d'un système pour détecter une source électromagnétique par interférométrie conforme à l'invention ;

- les figures 4A, 4B et 4C présentent des vues schématiques respectives d'exemples de réalisation non limitatifs de modules d'antenne d'un système pour détecter une source électromagnétique par interférométrie conforme à l'invention.

Les figures 2, 3A et 3B présentent respectivement des premier et deuxième modes de réalisation d'un système pour détecter une source électromagnétique par interférométrie conforme à l'invention.

Au sens de l'invention et dans tout le document, on entend par « source électromagnétique », également qualifiée de « source radioélectrique », toute source ou plus généralement tout élément capable d'émettre un champ électromagnétique, un tel champ électromagnétique comprenant une ou plusieurs ondes électromagnétiques. L'onde électromagnétique la plus connue reste à ce jour l'onde lumineuse. De telles sources électromagnétiques, et plus généralement de tels champs électromagnétiques, peuvent avantageusement être d'origine naturelle, comme par exemple ceux à l'origine des éclairs ou de la foudre, ou créés par l'activité humaine, comme par exemple ceux à l'origine de rayons X utilisés en radiographie. L'invention sera décrite au travers d'un exemple d'application préféré mais non limitatif dans lequel la source électromagnétique consiste en la foudre ou encore en un ou plusieurs éclairs. A des fins de simplification, dans tout le document, on utilisera indistinctement les expressions « éclair » et « foudre » pour définir le phénomène électrostatique observé par un système conforme à 1 ' invention .

Au sens de l'invention également, on entend par « interférométrie », toute méthode de mesure permettant de détecter une source et/ou un champ électromagnétiques tels que précédemment mentionnées, exploitant la différence de phase d'une onde électromagnétique cohérente, la phase étant alors mesurée par deux récepteurs en deux points distincts, permettant ainsi d'évaluer le déphasage. L'emploi de systèmes basés sur 1 ' interférométrie s'avère particulièrement astucieux, puisque les méthodes basées sur 1 ' interférométrie présente l'avantage de fonctionner indépendamment de la forme de la ou des ondes électromagnétiques rayonnées par la foudre ou les éclairs, augmentant la robustesse des systèmes au regard des déformations que peuvent subir la ou lesdites ondes. La précision de la localisation d'une source électromagnétique se trouve ainsi non tributaire de l'environnement et/ou de la distance séparant le système du ou des éclairs. En outre, de tels systèmes basés sur 1 ' interférométrie s'avèrent particulièrement efficaces pour un nombre important de sources électromagnétiques à observer et permettent ainsi d'obtenir des informations en temps réel, contrairement aux systèmes basés sur des techniques de ToA. En effet, les technologies ToA imposent d'avoir des connaissances a priori sur des formes des ondes électromagnétiques à observer et sont limitées dans leur usage par les distances entre les capteurs composant un système d'étude, puisque les mesures de temps d'arrivée sont limitées par le temps de parcours des distances entre capteurs d'un même système. Selon les capteurs, l'ordre des ondes électromagnétiques peut être éventuellement inversé ou changé, impactant directement les mesures et par conséquence la localisation des ondes électromagnétiques .

Le principe de 1 ' interférométrie consiste principalement en le calcul de la direction d'une source électromagnétique par la mesure du déphasage d'une ou plusieurs ondes électromagnétiques provenant de la même source lors de leur propagation, la mesure étant réalisée au moyen d'un ou plusieurs éléments conducteurs. L'équation définissant tout détection ou mesure effectuée et/ou réalisée par un élément conducteur ou dipôle d'un système interférométrique , composé d'au moins deux éléments conducteurs ou dipôles, est donnée par la formule suivante : où :

f est l'élévation, c'est-à-dire l'angle entre un plan horizontal défini par le sol et la direction de la source électromagnétique ;

l est la distance entre deux éléments conducteurs ;

l est la longueur d' onde ;

Q est l'azimut, c'est-à-dire l'angle dans le plan horizontal entre la direction de la source magnétique et une direction de référence ;

F est le déphasage, c'est-à-dire la différence de phases à un même instant déterminé entre deux signaux décrivant l'onde électromagnétique per deux éléments conducteurs.

Une telle équation met en évidence une relation entre ledit déphasage F d'une onde électromagnétigue et l'azimut Q et l'élévation f, permettant de localiser la source électromagnétique. Lorsque deux modules d'antenne, chacun à deux éléments conducteurs, d'un système interférométrique sont combinés selon deux orientations différentes, un système à deux équations indépendantes est alors obtenu. En fonction des phases ou déphasages mesurés par les éléments conducteurs dudit système interférométrique, dont la résolution du système à deux équations permet alors de déterminer l'azimut Q et l'élévation f, et finalement la localisation de l'onde électromaqnétique . Aussi, la précision d'une telle localisation est uniquement fonction de la précision de la mesure de déphasage, la précision d'une telle mesure de phase dépendant uniquement du niveau de signal relatif à l'onde électromagnétique reçu et du temps d'intégration, c'est-à- dire la période de temps durant laquelle le récepteur doit être exposé à l'onde électromagnétique ou encore la période de temps de comparaison des phases respectives des deux signaux provenant de deux éléments conducteurs, permettant ainsi de réduire, voire de supprimer le bruit de mesure, en l'espèce entre une dizaine à quelques centaines de microsecondes .

Dans le cadre de l'invention, un tel système basé sur 1 ' interférométrie sera préférentiellement mais non limitativement employé pour détecter une ou plusieurs sources électromaqnétiques , en l'espèce pour la détection de foudre, un ou plusieurs éclairs.

Selon un premier mode de réalisation décrit en lien avec la fiqure 2, un système 1 pour détecter une source électromaqnétique par interférométrie conforme à l'invention comporte deux modules d'antenne 5 Au sens de l'invention et dans tout le document, on entend par « module d'antenne », tout élément, objet ou dispositif, généralement métallique et/ou conducteur d'électricité, apte à capter ou détecter une ou plusieurs ondes électromagnétiques dans l'espace. Un tel module d'antenne est ainsi considéré comme un élément juxtaposable ou combinable à d'autres éléments de même nature ou concourant à une même fonction, c'est-à-dire à un ou plusieurs autres modules d'antenne, aptes à détecter une ou plusieurs ondes électromagnétiques, permettant de résoudre l'équation d' interférométrie et localiser un éclair. Tous les modules d'antenne présents au sein d'un système pour détecter une source électromagnétique par interférométrie sont, de manière avantageuse, physiquement dissociés, c'est-à-dire qu' ils ne présentent pas de liaison mécanique commune entre les différents modules d'antenne. Un tel agencement sous la forme de modules d'antennes dissociés s'avère particulièrement avantageux, puisque lesdits modules d'antenne sont alors directifs et indépendants de leurs supports et donc non soumis aux éventuelles interférences dues à leurs sites d'implantation. Comme d'ores et déjà mentionné, pour assurer la détection d'une onde électromagnétique d'une source électromagnétique par interférométrie, au moins deux modules d'antennes sont nécessaires pour assurer une telle détection. En effet, un système 1 conforme à l'invention, comportant avantageusement deux modules d'antenne dissociés à deux éléments conducteurs, peut permettre d'aisément localiser un éclair à un instant déterminé. La localisation d'un éclair étant effectuée en trois dimensions, il est ainsi nécessaire d'effectuer deux mesures de déphasage respectivement sous deux angles différents. Néanmoins, lorsque plusieurs, au moins deux, éclairs, sont observables à un même instant déterminé, il peut être nécessaire d'employer un nombre plus important de modules d'antennes sein du système. L'invention ne saurait ainsi être limitée à l'emploi de ce seul nombre de modules d'antenne dissociés au sein d'un système 1 pour détecter une source électromagnétique par interférométrie conforme à l'invention. Aussi, le choix d'un nombre particulier d'éléments conducteurs ou plus largement de modules d'antenne au regard d'un autre nombre, dépendra principalement du nombre de sources électromagnétiques que l'on peut ou veut détecter et localiser concomitamment par un système 1 pour détecter une source électromagnétique par interférométrie conforme à l'invention. Éventuellement, le nombre de modules d'antenne peut également dépendre de l'emplacement de la ou des sources électromagnétiques à observer. Ainsi, un module d'antenne comportant N éléments conducteurs pourra localiser N-l sources émettant concomitamment. Les modules d'antenne d'un système 1 pour détecter une source électromagnétique par interférométrie conforme à l'invention sont dissociés, c'est-à-dire qu'il n'existe pas de coopération physique et/ou mécanique entre les différents modules d'antenne 5 composant ledit système. Une telle dissociation permet d'effectuer des observations par secteur et de simplifier l'implantation des systèmes. En effet, un tel système s'avère par exemple particulièrement efficace dans les zones ou encore sur les sites où il n'est pas possible des systèmes monolithiques d'antennes tels que celui décrit en lien avec la figure 1. Selon un premier exemple, sur le site de l'aiguille du Midi, le sommet est d'ores et déjà équipé de d'émetteurs de télécommunications et ne peut ainsi accueillir un système monolithique. Un système 1 conforme à l'invention permet ainsi d'installer des modules d'antennes dissociés tout autour de la nacelle et ainsi de s'affranchir du rayonnement des différents émetteurs d'ores et déjà existants et existants sur site. Selon un deuxième exemple, ledit système 1 peut être installé autour de ou sur n' importe quel poteau, tel une structure de type pylône.

Pour assurer la détection par interférométrie d'une ou plusieurs ondes électromagnétiques, chaque module d'antenne 5 d'un système 1 conforme à l'invention comprend deux éléments conducteurs 2. Au sens de l'invention et dans tout le document, on entend par « élément conducteur », tout objet constitué principalement d'un corps, généralement mais non limitativement un métal, par exemple l'aluminium ou le cuivre, dont les caractéristiques physico-chimiques permettent le passage d'un courant électrique, un tel objet étant destiné à recevoir tout ou partie de l'énergie électromagnétique émise par un éclair ou plus généralement par de la foudre ou une source rayonnante. De tels éléments conducteurs sont avantageusement récepteurs et peuvent être ainsi qualifiés d'éléments conducteurs passifs. Selon un exemple préféré mais non limitatif, les deux éléments conducteurs 2 d'un module d'antenne 5 d'un système 1 conforme à l'invention peuvent avantageusement être séparés d'une distance sensiblement comprise entre dix et cinquante centimètres, préférentiellement vingt centimètres. En outre, lesdits éléments conducteurs sont avantageusement positionnés selon une même ligne d'horizon. Comme précisé précédemment, la présence de deux éléments conducteurs permet avantageusement de mesurer un déphasage, permettant ainsi de déterminer l'azimut et l'élévation d'une source électromagnétique produisant une onde électromagnétique. Néanmoins, l'invention ne saurait être limitée au nombre d'éléments conducteurs présents au sein de chaque module d'antenne ou encore la distance de séparation entre de tels éléments conducteurs.

L'un des buts de l'invention est notamment de proposer un système pour localiser une source électromagnétique par interférométrie, comportant au moins deux modules d'antenne, ledit système présentant alors un diagramme d'émission directionnelle permettant ainsi de s'affranchir du ou des infrastructures ou plus généralement de supports sur lesquels sont installés de tels modules d'antenne et/ou de s'affranchir du couplage entre les différents modules d'antenne. En effet, un tel couplage entre les modules d'antenne, plus particulièrement les éléments conducteurs, impose une calibration systématique du système de détection, ledit système étant très sensible à des variations mécaniques. En outre, l'invention permet également d'offrir un système pour détecter une source électromagnétique par interférométrie, comportant au moins deux modules d'antenne, ledit système présentant alors un diagramme d'émission directionnelle permettant ainsi de s'affranchir d'éventuelles réflexions de sol.

Pour ce faire, chaque module d'antenne 5 d'un système 1 pour détecter une source électromagnétique par interférométrie conforme à l'invention comprend également un réflecteur 6. Au sens de l'invention et dans tout le document, on entend par « réflecteur », tout appareil apte à réfléchir une ou plusieurs ondes électromagnétiques. Dans certains cas, un tel réflecteur peut être chargé de concentrer la ou les ondes électromagnétiques reçues vers les éléments conducteurs. Selon l'invention, un tel réflecteur est préférentiellement mais non limitativement plan. Conformément à différents modes réalisation de modules d'antenne décrits en lien avec les figures 3A, 3B, 4A à 4C, un tel réflecteur plan 6 présente avantageusement une première face 6i et une deuxième face 6ii. La définition de telles première et deuxième faces 6i et 6ii permettent notamment et avantageusement le positionnement de chaque module d'antenne dissocié au sein du système selon des distances déterminées, de l'ordre de quelques centimètres, voire de quelques mètres, à quelques dizaines de mètres, afin, comme mentionné précédemment, de s'affranchir des contraintes liées à l'installation des modules d'antenne, au couplage des éléments conducteurs entre lesdits modules d'antenne et/ou des réflexions au sol des ondes électromagnétiques.

Par ailleurs, en complément, selon un exemple de réalisation préféré mais non limitatif (non représenté sur les figures à des fins de simplification) d'un système pour détecter une source électromagnétique conforme à l'invention, le réflecteur plan 6 de chaque module d'antenne 5 de ce dernier peut être constitué d'un maillage métallique. L'emploi d'un réflecteur plan sous la forme d'un maillage métallique s'avère particulièrement avantageux, puisqu'un tel réflecteur s'avère relativement léger, peu cher et possède une prise au vent minimale, lesdits modules d'antenne étant généralement installés en extérieur et ainsi sujet à d'éventuelles contraintes météorologiques. Préférentiellement mais non limitativement, un tel maillage métallique peut présenter un réseau ou une maille dont les dimensions sont dix fois inférieures à la longueur d'onde, pour assurer notamment l'isolation des éléments conducteurs. L'invention ne saurait toutefois être limitée à l'emploi d'un agencement, d'une structure et/ou d'une composition d'un réflecteur spécifiques. Le choix d'un agencement, d'une structure et/ou d'une composition particuliers d'un réflecteur 6 au regard d'un autre agencement, d'une autre structure et/ou d'une autre composition pourra dépendre, avantageusement mais non limitativement, de la source électromagnétique à localiser ou encore plus largement de la position ou du lieu d'implantation d'un système 1 pour détecter une telle source électromagnétique par interférométrie conformément à l'invention afin notamment de réduire encore les coûts de fabrication, d'installation et/ou de maintenance d'un tel système 1.

Les figures 4A, 4B et 4C présentent des vues schématiques respectives d'exemples de réalisation non limitatifs de modules d'antenne d'un système pour détecter une source électromagnétique par interférométrie conforme à 1 ' invention .

La figure 4A présente un premier exemple de réalisation d'un module d'antenne 5 d'un système 1 pour détecter une source électromagnétique conforme à l'invention. Selon cet exemple de réalisation avantageux, les deux éléments conducteurs 2 de chaque module d' antenne 5 peuvent consister respectivement en des dipôles. Au sens de l'invention et dans tout le document, tout élément ou objet récepteur constitué de deux brins métalliques, alimenté en son milieu 2m, c'est-à-dire entre de tels deux brins, et destiné à recevoir tout ou partie de l'énergie électromagnétique émise par un éclair ou plus généralement par la foudre. L'emploi d'éléments conducteurs sous la forme de dipôles s'avère particulièrement astucieux, puisque de tels dipôles sont couramment utilisés, donc peu chers, et qui plus est, faciles à mettre en œuvre et peu sensibles au couplage entre éléments conducteurs. Selon la figure 4A, de tels dipôles coplanaires peuvent avantageusement présenter une forme sensiblement en trombone (également connu sous la terminologie anglo- saxonne « folded dipole ») . Des dipôles présentant une telle forme en trombone offre un certain nombre d'avantages : tout d'abord, les dipôles, à la masse, ne possèdent pas d'accumulation d'effet capacitif et ne requièrent pas d'être déchargés. En outre, de tels dipôles présentent une meilleure résistance mécanique, offrant ainsi une installation pérenne dans le temps. Selon un exemple préféré mais non limitatif, lorsque les éléments conducteurs sont sous la forme de dipôles, à l'instar de l'exemple décrit en lien avec la figure 4A, et lorsque la bande d'exploitation des modules d'antenne d'un système 1 conforme à l'invention, est de l'ordre de 332 mégahertz, les deux éléments conducteurs 2 et le plan réflecteur d'un module d'antenne 5 d'un système 1 conforme à l'invention peuvent avantageusement être séparés d'une distance sensiblement comprise entre dix et cinquante centimètres, préférentiellement vingt centimètres.

En variante, la figure 4B présente un deuxième exemple de réalisation d'un module d'antenne 5 d'un système 1 pour détecter une source électromagnétique conforme à l'invention. Selon cet exemple de réalisation avantageux, les deux éléments conducteurs 2 de chaque module d' antenne 5 peuvent respectivement présenter des surfaces conductrices quadrilatères. Selon ce mode de réalisation avantageux, un tel module d'antenne 5 comportant deux éléments conducteurs 2 présentant des surfaces conductrices quadrilatères est assimilé à une antenne planaire, également qualifiée d'antenne patch selon une terminologie anglo-saxonne. Selon ce mode de réalisation, le réflecteur plan peut également être conducteur. L'emploi de tels modules d'antenne sous la forme d'antennes planaires s'avère particulièrement avantageux, puisque de tels modules d'antenne, de par leur conception très simple, s'avèrent très aisés à produire industriellement. En outre, ils peuvent être utilisés seuls ou comme élément d'un réseau, en l'espèce un système 1 pour détecter une source électromagnétique par interférométrie conforme à l'invention. Enfin, lesdits modules d' antenne sous la forme d' antennes planaires présentent un encombrement réduit au regard d' autres modules d'antennes, permettant ainsi des manipulations et installations aisées, ainsi qu'une intégration aisée contre une structure existante, tel qu'un immeuble. De tels modules d'antennes sous la forme d'antennes planaires, tout comme les antennes à dipôles, ont une fréquence de résonance spécifique. Toutefois, lesdites antennes planaires présentent l'avantage de pouvoir résonner à différentes fréquences, comme par exemple trois cent mégahertz et/ou mille quatre mégahertz. De tels modules d'antennes qualifiés de multi-fréquentiels permettent de combiner un réseau ambigu et non-ambigu et ainsi d'augmenter la précision des mesures et d'accéder à une localisation en trois dimensions, même à faible élévation .

L' invention ne saurait toutefois être limitée à l'emploi d'un agencement ou d'une structure d'élément conducteur spécifique pour la réalisation d'un module d'antenne. Le choix d'un agencement ou d'une structure particulier d'élément conducteur au regard d'un autre agencement ou structure pourra dépendre, avantageusement mais non limitativement, de l'altitude ou de la trajectoire de la source électromagnétique à observer et/ou localiser ou encore plus largement de la position ou du lieu d'implantation d'un système 1 pour détecter une source électromagnétique par interférométrie conforme à l'invention afin notamment de réduire encore les coûts de fabrication, d'installation et/ou de maintenance d'un tel système. En outre, comme d'ores et déjà mentionné, l'invention ne saurait être limitée au nombre d'éléments conducteurs présents au sein de chaque module d'antenne. Conformément à un troisième exemple de réalisation non limitatif d'un module d'antenne d'un système 1 pour détecter une source électromagnétique par interférométrie conforme à l'invention décrit en lien avec la figure 4C, un module d' antenne de ce dernier peut comprendre plus de deux éléments conducteurs 2, en l'espèce six éléments conducteurs 2. L'emploi d'un nombre important d'éléments conducteurs au sein d'un module d'antenne permet d'affiner le lobe directionnel du module d'antenne et ainsi d'accroître la portée d'un tel module.

Afin d'assurer une cohésion des éléments constituant les modules d'antennes d'un système 1 pour détecter une source électromagnétique par interférométrie conforme à l'invention, en l'espèce, pour chaque module d'antenne un réflecteur plan et au moins deux éléments conducteurs, les premières faces 6i des réflecteurs plans 6 desdits modules d'antenne 5 coopèrent respectivement et solidairement avec lesdits deux éléments conducteurs 2 desdits modules d'antenne 5. Une telle coopération entre la première face 6i d'un réflecteur plan 6 et les deux éléments conducteurs 2 peut être matérialisée par toute liaison mécanique adaptée, préférentiellement de type encastrement, avantageusement permanente ou éventuellement réversible. Une telle liaison encastrement peut être réalisée par tous moyens de fixation adaptés, ladite première face 6i d'un réflecteur plan 6 et les deux éléments conducteurs 2 étant mutuellement agencés pour assurer leur assemblage. A titre d'exemple non limitatif, lorsque les éléments conducteurs se présentent sous la forme de dipôles 2, de tels dipôles peuvent être maintenues parallèles au réflecteur 6 au moyen de mâts respectifs rectilignes décrivant une association en « V » dont la base coopère sans degré de liberté avec le réflecteur. L'invention ne saurait toutefois être limitée à ce seul exemple de réalisation. En variante, selon les figures 4B et 4C notamment, l'invention prévoit que la première face 6i d'un réflecteur plan 6 et les deux éléments conducteurs 2 d'un système 1 pour détecter une source électromagnétique par interférométrie conforme à l'invention puissent former ou consister en une seule et même entité physique.

En variante ou en complément, l'invention prévoit que les deux éléments conducteurs 2 et le réflecteur plan 6, plus particulièrement sa première face 6i, de chaque module d'antenne 5 d'un système 1 pour détecter une source électromagnétique par interférométrie conforme à l'invention puisse coopérer au moyen d'un élément diélectrique 8. L'emploi d'un tel élément diélectrique s'avère particulièrement avantageux, puisqu'un tel élément diélectrique ne conduit pas l'électricité et permet ainsi d' isoler les éléments conducteurs de la première face 6i du réflecteur, afin qu' ils puissent assurer pleinement leur fonction. Dans le cadre d'un exemple de réalisation d'un module d'antenne sous la forme d'une antenne planaire, tel que décrit notamment en lien avec les figures 4B et 4C, les deux éléments conducteurs 2 et le réflecteur plan 6 d'un tel module d'antenne 5 sont avantageusement et respectivement séparés par une lame diélectrique, ladite lame diélectrique pouvant être constituée principalement d'une résine epoxy.

Afin de s'affranchir du ou des infrastructures, ou plus généralement supports, sur lesquels sont installés de tels modules d'antenne et/ou de s'affranchir du couplage entre les différents modules d'antenne d'un système 1 pour détecter une source électromagnétique par interférométrie conforme à l'invention, tel que celui décrit en lien avec la figure 2, les deux modules d'antenne 5 de ce dernier sont avantageusement dissociés, c'est-à-dire préférentiellement mais non limitativement séparés de quelques centimètres, voire de quelques mètres à quelques dizaines de mètres, et mutuellement agencés de sorte que les deuxièmes faces 6ii de leurs réflecteurs plans 6 forment un angle saillant, c'est-à-dire un angle compris entre zéro et cent quatre-vingt degrés. Grâce à un tel angle saillant, les éléments conducteurs 2 dudit système 1 pour détecter une source électromagnétique par interférométrie sont agencés de telle sorte qu' ils n'interfèrent pas l'un sur l'autre contrairement au système d'antenne décrit en lien avec la figure 1. Selon un mode de réalisation préféré mais non limitatif, les deuxièmes faces 6ii des réflecteurs plans 6 respectifs des deux modules d'antenne d'un système 1 conforme à l'invention peuvent former un angle sensiblement égal à quatre-vingt-dix degrés, garantissant ainsi une meilleure résolution et précision pour finalement localiser et/ou détecter une ou plusieurs sources électromagnétiques.

Afin de s'affranchir également d'éventuelles réflexions de sol ou encore des infrastructures sur lesquelles un système 1 pour détecter une source électromagnétique par interférométrie conforme à l'invention est installé, les réflecteurs plans 6 d'un tel système 1 peuvent être respectivement orientés pour être sensiblement verticaux. Par ailleurs, en variante ou en complément, toujours pour s'affranchir d'éventuelles réflexions au sol, les réflecteurs plans 6 d'un tel système 1 peuvent être respectivement et également orientés pour être sensiblement alignés sur une même ligne d'horizon. En outre, les éléments conducteurs dudit système 1 pour détecter une source électromagnétique par interférométrie peuvent également être alignés horizontalement, pour éviter notamment des échos de sol inhérents d'éventuelles réflexions d'une ou plusieurs ondes électromagnétiques sur le sol.

Selon un mode de réalisation préféré mais non limitatif d'un système 1 pour détecter une source électromagnétique par interférométrie conforme à l'invention décrit en lien avec les figures 3A et 3B, ce dernier peut comporter quatre modules d'antenne 5, lesdits modules d'antenne 5 étant également eux-mêmes dissociés physiquement et mécaniquement les uns des autres, permettant ainsi la formation d'un système ou antenne éclatée. A l'instar du premier mode de réalisation d'un système 1 pour détecter une source électromagnétique par interférométrie conforme à l'invention décrit en lien avec les figures chaque module d'antenne 5 peut comprendre deux éléments conducteurs 2, aptes à mesurer un déphasage. De tels éléments conducteurs 2 peuvent également et respectivement consister en des dipôles ou présenter des surfaces conductrices quadrilatères. Chaque module d' antenne du système de détection comprend en outre un réflecteur plan 6 présentant une première face 6i et une deuxième face 6ii, lesdites premières faces 6i des réflecteurs plans 6 desdits modules d'antenne 5 coopérant respectivement et solidairement avec lesdits deux éléments conducteurs 2 desdits modules d'antenne 5, éventuellement au moyen d'un élément diélectrique. Toujours selon les figures 3A et 3B, les quatre modules d'antenne 5 peuvent être mutuellement agencés de sorte que les deuxièmes faces 6ii de leurs réflecteurs plans 6 forment deux à deux un angle sensiblement de quatre-vingt-dix degrés. Disposés de cette manière, les quatre modules d'antenne d'un système 1 conforme à l'invention peuvent alors balayer une zone de recouvrement de trois cent soixante degrés. Une telle configuration permet non seulement de s'affranchir du ou des infrastructures ou plus généralement supports sur lesquels sont installés de tels modules d'antenne et/ou de s'affranchir du couplage entre les différents modules d'antenne, mais également d'assurer une zone de recouvrement la plus large possible pour pouvoir détecter une source électromagnétique, augmentant finalement la sensibilité du système.

Enfin, l'invention prévoit que chaque module d'antenne du système puisse être dimensionné, afin de pouvoir utiliser plusieurs bandes de fréquences. Préférentiellement mais non limitativement, chaque module d'antenne 5 d'un système 1 pour détecter une source électromagnétique par interférométrie conforme à l'invention est agencé pour détecter une source électromagnétique produisant une onde électromagnétique dont la bande de fréquences est sélectionnée parmi l'ensemble de bandes de fréquences suivant : entre 111 et 117 mégahertz, entre 328,6 et 335,4 mégahertz ou encore entre 1400 et 1427 mégahertz. Plus la bande de fréquences exploitée est élevée, plus l'encombrement de chaque module d'antenne est diminué. En outre, plus la bande de fréquences est large, plus le niveau de bruit est faible. L'emploi d'une bande de fréquences de détection comprise entre 111 et 117 mégahertz s'avère particulièrement avantageux, puisque plus la bande spectrale observée est basse, plus l'onde électromagnétique rayonne et meilleur est le signal. Toutefois, une telle bande de fréquences de détection comprise entre 111 et 117 mégahertz présente l'inconvénient d'être proche des bandes d'émission et de réception de radios FM (c'est-à-dire émettant en modulation de fréquences) , limitant alors les plages de détection. L'emploi d'une bande de fréquences de détection comprise entre 328,6 et 335,4 mégahertz ou encore entre 1400 et 1427 mégahertz s'avère particulièrement avantageux, puisque lesdites bandes de fréquences en émission sont très restreintes, voire même interdites, limitant ainsi les bruits ou pollution. En outre, de telles bandes de fréquences présentent une couverture mondiale.

Comme mentionné précédemment, les modules d'antennes ont une fréquence de résonance spécifique. L'invention prévoit en outre que lesdits modules d' antenne puissent être agencés pour résonner concomitamment à différentes fréquences, c'est-à-dire être aptes à réceptionner concomitamment plusieurs, au moins deux, bandes de fréquences, comme par exemple trois cents mégahertz et/ou mille quatre mégahertz. De tels modules d'antennes qualifiés de multi-fréquentiels permettent de combiner un réseau ambigu et non-ambigu et ainsi d'augmenter la précision des mesures et d'accéder à une localisation en trois dimensions, même à faible élévation.

Selon un exemple de réalisation non limitatif, à l'exception du couplage entre les éléments conducteurs de chaque module d'antenne, un tel module d'antenne peut être constitué de deux éléments conducteurs, préférentiellement séparés d'une distance d'environ une demi-longueur d'onde, chaque élément conducteur présentant des dimensions inférieures à une demi-longueur d'onde. Selon différentes variantes de réalisation :

pour une fréquence de réception de trois cent mégahertz, la longueur d'onde est sensiblement égale à un mètre. Les éléments conducteurs de chaque module sont alors sensiblement positionnés à cinquante centimètres l'un de l'autre. De par l'existence de terme de couplage, les éléments conducteurs de chaque module sont alors sensiblement positionnés à cinquante centimètres l'un de l'autre, pour une fréquence de réception de mille cinq cent mégahertz, la longueur d'onde est sensiblement égale à vingt centimètres. Les éléments conducteurs de chaque module sont alors sensiblement positionnés à dix centimètres l'un de l'autre.

pour une fréquence de réception de mille sept cent mégahertz, la longueur d'onde est sensiblement égale à dix-sept centimètres. Les éléments conducteurs de chaque module sont alors sensiblement positionnés à huit centimètres l'un de l'autre.

Toutefois, le dimensionnement et/ou le réglage de chaque module d'antenne d'un système pour détecter une source électromagnétique par interférométrie conforme à l'invention ne saurait être limitée aux bandes de fréquences sélectionnées pour une telle détection. Un tel dimensionnement et/ou un tel réglage de chaque module d'antenne peut également dépendre de l'excursion de phase, dépendant également des effets de couplage, du diagramme d'émission de chaque module d'antenne, correspondant à un lobe directionnel et/ou d'éventuelles ondulations de phase, dépendant elles-mêmes de la fréquence.

L' invention a été décrite lors de son utilisation en lien avec des applications de détection de foudre, plus particulièrement la détection d'éclairs intra-nuages . Elle peut également être mise en œuvre pour agir sur tout autre type d'éclairs, tels que les coups de foudre, ou plus généralement tout type d' ondes électromagnétiques à détecter et ainsi offrir un système de détection de foudre qualifiée de totale. Pour ce faire, un système pour détecter une source électromagnétique conforme à l'invention peut également comporter des dispositifs pour détecter des éclairs frappant le sol, de tels dispositifs exploitant des technologies à orientation magnétique et à heure d'arrivée à basse fréquence. L'invention ne saurait être limitée à l'application au sein de laquelle le système 1 conforme à l'invention est employé. Selon une autre mode de réalisation, un tel système pour détecter une source électromagnétique par interférométrie conforme à l'invention pourrait être employé en lien avec des lignes à haute tension comportant une ou plusieurs sections dont l'isolant est défectueux, permettant ainsi d'anticiper la maintenance de telles lignes à haute tension.

En outre, un système pour détecter une source électromagnétique conforme à l'invention peut comprendre d'autres accessoires, pour notamment, à titre d'exemples non limitatifs, permettre un maintien facilité des modules d'antenne sur différents supports ou infrastructures ou encore des moyens de traitement pour régler, étalonner et/ou ajuster les mesures. De tels accessoires peuvent être à titre d'exemples non limitatifs, choisis parmi un ou plusieurs pré-amplificateurs, filtres, amplificateurs et/ou numériseurs. En variante ou en complément, afin de s'assurer de la cohérence de chaque ligne d'acquisition d'un module d'antenne et de garantir des mesures adéquates entre les modules d'antennes d'un système pour détecter une source électromagnétique conforme à l'invention, chaque module d' antenne peut comprendre un émetteur positionné entre les éléments conducteurs et le plan réflecteur, afin d'étalonner régulièrement ledit système.