Brevet FR2588091A1 — publié le 19870403

La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour la perturbation de la transmission d'un rayonnement électromagnétique produit par une source dans une bande de longueurs d'onde prédéterminée et destiné à être capté par un récepteur destiné à détecter les signaux situés dans ladite bande. Elle s'applique en particulier aux ensembles dans lesquels le générateur est un corps quelconque dégageant de la chaleur et ainsi un rayonnement infrarouge et le détecteur est une caméra ou un téléscope travaillant dans au moins une bande prédéterminée du spectre infrarouge. Les caméras infrarouges sont aujourd'hui utilisées dans de très nombreuses applications civiles et militaires pour détecter, repérer et poursuivre des objets fixes ou mobiles par l'analyse de leur spectre d'émission infrarouge. On détecte ainsi aisément émission infrarouge du moteur d'un véhicule et du propulseur d'un avion ou d'un missile. Cette technique constitue actuellement le seul moyen opérationnel pour la détection et la poursuite des missiles et le guidage des engins d'interception à des longues distances jusqu'à 10 000 kms.Pour la détection plusieurs bandes de l'infrarouge fournissent des informations spécifiques généralement liées aux différences de température des corps examinés et l'on considère à ce jour qu'il devient difficile d'avoir la moindre activité en surface qui ne puisse etre détectable par l'analyse du spectre de son émission infrarouge réalisé éventuel liement en temps réel par un téléscope infrarouge embarqué sur un satellite en orbite géostationnaire et équipé d'un discriminateur et d'un ordinateur ultrarapide. L'inconvénient du rayonnement infrarouge réside dans l'absorption atmosphérique importante mais il existe une fenêtre de propagation dans l'atmosphère terrestre ayant une longueur d'onde comprise entre 3 et 5 micromètres. Pour cette raison et pour des raisons technologiques majeures, les caméras infrarouges multispectres les plus performantes travaillent dans la bande de longueur d'onde comprise entre 2,2 et 12 micromètres. Les seules contre-mesures actuelles à l'égard de la détection, du repérage et de la poursuite par analyse du spectre d'une émission infrarouge sont l'utilisation de leurres, l'augmentation artificielle de la densité de l'atmosphère et la perturbation à distance des circuits électroniques du capteur infrarouge. Les leurres sont facilement identifiés grace aux discriminateurs per fectionnés tandis que les deux autres contre-mesures sont difficiles à mettre en oeuvre et ne sont à ce jour pas encore opé- rationnelles. La présente invention a pour objet de concevoir un procédé et un dispositif permettant de perturber sensiblement la transmission d'un rayonnement infrarouge émis par un générateur dans des bandes préférentielles comprise entre 2 et 12 micromètres et capté par un détecteur travaillant dans cette bande. On vise ainsi la perturbation des dispositifs existants pour la détection, le repérage et la poursuite par analyse du spectre d'une émission infrarouge produitepar l'objet. Mais l'invention vise également la perturbation de la transmission de rayonnements électromagnétiques d'autres longueurs d'onde et notamment des rayonnements laser. Le procédé selon l'invention consiste d'une manière générale à interposer entre ladite source et ledit récepteur un écran absorbant au moins une partie du rayonnement émis dans ladite bande de longueurs d'onde. De plus selon l'invention on peut également utiliser un écran réfléchissant de plus au moins une partie du rayonnement émis dans ladite bande de longueurs d'onde. Suivant un mode de réalisation préféré du procédé selon l'invention on utilise un écran qui absorbe au moins une partie du rayonnement émis dans ladite bande de longueurs d'onde pour le réémettre à des longueurs d'onde situées à l'extérieur de ladite bande. Pour la perturbation d'une émission de rayonnement infrarouge on utilise suivant l'invention un écran qui absorbe le rayonnement infrarouge dans la bande de longueur d'onde comprise entre 2 et 12 micromètres. Suivant une variante le procédé selon l'invention consiste à utiliser un écran qui absorbe le rayonnement infrarouge dans une bande de longueur d'onde inférieure à 2 micromètres et le réémet dans la bande de longueur d'onde comprise entre 2 et 12 micromètres. L'invention concerne également un écran pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. L' écran selon l'invention est constitué d'une matrice organique contenant une série de matières luminescentes et/ou fluorescentes de dopage et de préférence lesdites matières de dopage forment au moins une cascade lumineuse. De telles matrices dopées sont déjà connues dans leurs applications dans le spectre de la lumière visible et notamment pour l'amélioration du rendement des dispositifs photovoltalques et pour favoriser le développement de plantes (brevet français nO 73 21890 et demande de brevet français nO 81 16678 du présent déposant). On a maintenant trouvé que ces matrices peuvent également etre utilisées dans d'autres longueurs d'onde et notamment dans le spectre infrarouge pour absorber, réfléchir et modifier par changement de longueur d'onde un rayonnement infrarouge. La présente invention est basée sur cette découverte tout à fait inattendue. Pour la perturbation de la transmission d'un rayonnement infrarouge à l'aide d'un écran selon l'invention la bande d'absorption de la cascade lumineuse est comprise dans les longueurs d'onde entre 2 etl2 micromètres et la bande d'émission est située dans les longueurs d'onde supérieures à12 micromètres. Suivant une variante de l'écran selon l'invention la bande d'absorption de la cascade lumineuse est située dans les longueurs d'onde inférieures à 2 micromètres tandis que sa bande d'émission est située dans des longueurs d'onde comprise entre 2 et 12 micromètres. La bande de 2 à 12 micromètres correspond aux longueurs d'onde couvertes par les caméras et téléscopes infrarouges actuels et couvre notamment la fenetre de propagation dans l'atmosphère terrestre. L'écran selon l'invention permet ainsi de perturber totalement le fonctionnement de ces caméras et téléscopes et les rend quasi aveugles. Selon l'invention lesdites matières de dopage sont des matières cycliques aromatiques comprenant de l'ordre de 5 à 15 noyaux et elles comprennent au moins l'une des matières suivantes matières hydroxyl avec groupes cétoniques, groupes amino à doubles liaisons carbonés, groupes amino conjugés à des amino quartenaires, groupes amino conjugés à des amino quartenaires et des groupes cétoniques, groupes amino conjugés à un groupe cétonique. De préférence les matières de dopage sont introduites dans ladite matrice par greffage chimique. Mais elles peuvent également etre présentes en dispersion homogène. Selon la présente invention ladite matrice organique contient au moins l'une des matières suivantes copolymères vinyliques, polyéthylène, copolymères polyéthylène PMMA, copolymères polyéthylène - polystyrène, et copolymères PMMA - EVA - polystyrène. Suivant un mode de réalisation particulièrement avantageux l'écran selon l'invention comporte une couche absorbante, une couche réfléchissante et une couche à absorption - émission. Un tel écran peut etre réalisé par co-extrusion. L'écran selon l'invention peut se présenter sous forme d'une feuille souple ou semi rigide ou encore sous forme d'une plaque rigide. Suivant un mode de réalisation particulier de l'invention l'écran comporte de plus des matières de dopage formant des cascades lumineuses dont la bande d'absorption couvre une partie du spectre du rayonnement solaire tandis que leur bande d'émission couvre uniquement les bandes de longueur d'onde favorisant la photosynthèse des plantes. Un tel écran peut servir d'élément de couverture pour des serres agricoles (demande de brevet fran çais nO 81 16678). Dans le cas d'un conflit militaire les serres agricoles peuvent servir à abriter des véhicules militaires pour les protéger contre toute détection par des caméras infrarouges. D'autres réalisations et avantages de l'invention ressortiront de la description, qui va suivre, et en se reférant aux dessins annexés illustrant schématiquement plusieurs modes de réalisation du procédé et de l'élément de filtre suivant la présente invention. Sur ces dessins-: la figure 1 est une vue schématique illustrant un premier mode de réalisation du procédé et de l'élément de filtre suivant la présente invention, la figure 2 est une vue schématique correspondant à celle de la figure 2 illustrant un autre mode de réalisation du procédé et de l'élément de filtre suivant la pré sente invention, la figure 3 est une vue schématique correspondant à celle de la figure 1 illustrant un premier mode de réalisation préféré du procédé et de l'élément de filtre sui vant la présente invention, la figure 4 est une vue schématique correspondant à celle de la figure 1 illustrant un deuxième mode de réalisation préféré du procédé et de l'élément de filtre sui vant la présente invention, les figures 5 et 6 montrent l'effet d'absorption et d'émission en % de l'énergie de rayonnement en fonction de la longueur d'onde des cascades lumineuses utilisées suivant deux variantes de l'invention, et la figure 7 est une vue en coupe partiellement en élévation d'une serre agricole recouverte d'un écran selon l'invention. Aux figures 1 à 3 on voit une source de rayonnement (1) produisant un rayonnement (2) et un détecteur (4) destinés à détecter et repérer la source (1) grâce à l'analyse du spectre du rayonnement (2). La source (1) peut être un corps dégageant de la chaleur, par exemple le moteur d'un véhicule, ce qui correspond à l'émission d'un rayonnement infrarouge dont la longueur d'onde est fonction de la température de la source. Dans le cas le détecteur (4) est constitué par une caméra ou un téléscope infrarouge travaillant dans une bande de longueur d'onde comprenant celle du rayonnement (2). Pour les raisons exposées ci-dessus la bande de longueur d'onde utilisée dans la pratique pour la détection infrarouge est limitée à des bandes préférentielles comprises entre 2 et 12 micromètres. En vue de la perturbation de la transmission d'un tel rayonnement (2) entre la source (1) et le détecteur (4) on dispose selon l'invention entre ces deux éléments un écran (3). Suivant une première variante cet écran (3) absorbe le rayonnement (2), figure 1. Dans le mode de réalisation représenté à-la figure 2 l'écran (3) réfléchit le rayonnement (2) et suivant le mode de réalisation représenté à la figure 3 l'écran (3) comprend une première couche (5) réfléchissant le rayonnement (2) et une deuxième couche (6) absorbant le rayonnement (2) pour'le réémettre dans une autre bande de longueur d'onde située à l'extérieur du spectre de fonctionnement du détecteur (4). Les trois effets absorption, réfléchissement et absorption - réémission peuvent bien entendu être combinés dans un même écran (3). Ce procédé de perturbation a pu être conçu grâce à la découverte par le déposant que les effets des cascades lumineuses jusqu'ici uniquement utilisées dans le spectre de la lumière visible et notamment dans le spectre du rayonnement solaire, peu -vent assurer les trois dites fonctions dans d'autres bandes de longueurs d'onde et notamment dans le spectre du rayonnement infrarouge. L'écran (3) est constitué d'une matrice organique contenant des matières de dopage formant des cascades lumineuses qui absorbent le rayonnement (2) pour le réémettre dans une bande située à l'extérieur de la bande de fonctionnement du récepteur(4). Un choix convenable des cascades lumineuses permet également d'obtenir les effets d'absorption et de réflexion suivant les figures 1 et 2. La figure 4 illustre un mode de réalisation particulier de l'invention destiné à la perturbation d'un rayonnement situé dans les longueurs d'onde des laser. Dans ce cas un générateur (9) envoie un faisceau de lumière (10) pour détecter par réflexion un objet solide (non représenté). Le générateur (9) est combiné avec un récepteur (14) destiné à recevoir le signal réfléchi. Selon l'invention on dispose entre le générateur (9) et l'objet à détecter un écran (11) contenant des matières de dopage (12) formant des cascades lumineuses. L'écran (11) absorbe le rayonnement (10) et réémet un rayonnement d'une longueur d'onde différente (13) qui ne peut plus être détecté par le récepteur (14). Les figures 5 et 6 illustrent le fonctionnement de deux variantes de l'invention. A ces figures on voit en F1 et F2 deux bandes de longueur d'onde de rayonnements dont la transmission doit être perturbée. Suivant la première variante les cascades lumineuses de l'écran (3,11) absorbent le rayonnement dans les bandes F1 et F2 comme indiqué en Al et A2. Les cascades lumineuses ré émettent un rayonnement dans une bande de plus grandes longueurs d'onde située à l'extérieur des bandes F1 et F2 comme indiqué en R1 et R2. Ce rayonnement R1 ou R2 ne peut plus être détecté par le détecteur (4,14) qui est réglé pour travailler dans les bandes F1 et F2. suivant la variante représentée à la figure 6 les cascades lumineuses de l'écran (3,11) absorbent un rayonnement dans des bandes de longueur d'onde plus petites que les bandes F1 et F2. Les cascades lumineuses émettent alors un rayonnement dans les bandes F1 et F2 qui sera détecté par le détecteur (4,14). On obtient ainsi un brouillage efficace de la réception et on peut de cette manière réaliser des leurres difficilement décelables. Les écrans selon l'invention sont constitués de feuilles, de plaques ou de revêtements en des matières plastiques qui se sont avérées particulièrement avantageuses pour les longueurs d'onde visées par la présente invention. Pour l'écran fonctionnant essentiellement par l'absorption du rayonnement infrarouge on utilise selon l'invention des copolymères acrylo-vinyliques (figure 1). Pour les écrans fonctionnant par réflexion et par absorption dans une première bande de longueurs d'onde et réémission dans une deuxième bande de longueurs d'onde on utilise selon l'invention une ou plusieurs des matières suivantes polyéthylène, copolymères polyéthylène - PMMA, copolymères polyéthylène - polystyrène, et copolymères PMMA - EVA - polystyrène (figures 3 et 4). Les feuilles et plaques formant les écrans (3) figures 3 et 4 contiennent selon l'invention des matières scintillantes et/ou luminescentes introduites en dispersion homogène et qui forment des cascades lumineuses. Pour obtenir cet effet de cascade lumineuse on utilise au moins deux et de préférence au moins quatre matières de dopage différentes. Ces matières de dopage. sont d'une manière générale des matières cycliques aromatiques contenant plusieurs noyaux et de préférence 10 à 15 noyaux. Selon l'invention les écrans (3) contiennent au moins deux matières de dopage des groupes suivants matières hydroxyl avec groupes cétoniques groupes amino avec doubles liaisons carbonés, groupes amino conjugés avec des amino quartenaires groupes amino conjugés avec des amino quartenaires et des groupes cétoniques groupes benzène - naphtène groupes phényl - benzène liés groupes à doubles liaisons reliant les cycles aromatiques groupes nitriles associés De préférence on utilise selon l'invention au moins un groupe amino conjugé à un groupe cétonique. Suivant un autre mode de réalisation préféré on utilise comme matières de dopage un tri-fluoro-méthacrylate, un di-benzatron, un oxybenzanyle, ou encore un dioxy-benzatron. La dernière dite matière contient par exemple 9 noyaux et 7 liaisons libres. Dans ces derniers cas la matrice organique contient au moins un des polymères ou copolymères suivants polyéthylène basse densité polyéthylène - polybutyl - butyl - vinyl - acétate éthyl - vinyl - acétate de basse densité polystyrène, polyéthylène -PMMA polyéthylène - éthyl - vinyl - acétate PMMA - éthyl - vinyl - acétate polyéthylène - acide acrylique - acrylique modifié polyurénidine polytétrafluorotène polyfluorotène - PMMA Les matières de dopage sont de préférence introduites par greffage chimique. Ces différentes matières de dopage sont combinées pour former des cascades lumineuses dont les spectres d'absorption et d'émission correspondent aux exigences des effets de perturbation recherchés par l'invention comme exposé plus en détails cidessus. La structure et le fonctionnement de telles cascades lumineuses sont décrits en détails dans le brevet français nO 76 09321 du présent déposant. Suivant un mode de réalisation préféré l'écran selon l'invention pour la perturbation de la transmission d'un rayonnement infrarouge est constitué d'un film complexe réalisé par coextrusion et qui comporte une première couche extérieure fonctionnant par absorption du rayonnement, une couche intermédiaire fonctionnant par réflexion du rayonnement et une deuxième couche extérieure fonctionnant par absorption et réémission dans une autre bande de longueur d'onde. Un tel écran permet de rendre quasi aveugles les caméras infrarouges fonctionnant dans des longueurs d'onde comprises entre 2 et 12 micromètres. La figure 7 montre une application particulièrement avantageuse d'un mode de réalisation de l'écran selon l'invention. A cette figure on voit une serre agricole (15) constituée d'éléments de charpente (16) sur lesquels est disposée une feuille de revêtement souple (17) constitué par un écran selon l'invention. Cet écran comporte de plus des matières de dopage qui forment des cascades lumineuses dont la bande d'absorption couvre cer taines longueurs d'onde du rayonnement solaire tandis que leur bande d'émission couvre uniquement les bandes de longueur d'onde favorisant la photosynthèse des plantes. De telles cascades sont décrites dans la demande de brevet français nO 81 16678 du déposant. La feuille (17) favorise alors le développement des plantes (18). En cas de besoin on peut abriter dans la serre (15) un véhicule militaire (20) pour le protéger contre toute détection par des caméras infrarouges. En vue d'une telle utilisation on aménage entre les plantes une piste de roulement (19) pour les véhicules (20). Suivant une variante particulière les cascades lumineuses dont la réémission favorise la photosynthèse des plantes sont du type qui absorbent de plus 70% du rayonnement d'une longueur d'onde comprise entre 8 et 12 micromètres. Pour d'autres applications notamment pour la perturbation des autodirecteurs infrarouges les cascades lumineuses présentent une bande d'absorption comprise entre 3 et 5 micromètres et une bande de réémission comprise entre 5 et 8 micromètres. Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ici. On peut apporter des modifications sans pour cela sortir du cadre de l'invention. Les effets selon l'invention peuvent par exemple être combinés avec les effets des matières absorbantes et réfléchissantes connues ne comprenant pas de matières de dopage luminescentes ou scintillantes. REVENDICATIONS 1) Procédé pour la perturbation de la transmission d'un rayonne ment électromagnétique produit par une source dans une bande de longueurs d'onde prédéterminée et destiné à être capté par un récepteur destiné à détecter les signaux situés dans ladi te bande caractérisé en ce qu'il consiste à interposer entre ladite source(1) et ledit récepteur ( 4) un écran (3) absor bant au moins une partie du rayonnement émis dans ladite ban de de longueurs d'onde. 2) Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser un écran (3) réfléchissant de plus au moins une partie du rayonnement émis dans ladite bande de lon gueurs d'onde. 3) Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser un écran (3) qui absorbe au moins une partie du rayonnement émis dans ladite bande de longueurs d'onde pour le réémettre à des longueurs d'onde situées à l'extérieur de ladite bande. 4) Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite source est une source dégageant de la chaleur et ledit récepteur est un détecteur infrarouge. 5) Procédé suivant les revendications 3 et 4, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser un écran (3) qui absorbe le rayon nement infrarouge dans certaines bandes de longueur d'onde comprises entre 2 et 12 micromètres. 6) Procédé suivant les revendications 3 et 4, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser un écran (3) qui absorbe le rayon nement infrarouge dans une bande de longueur d'onde inférieu re à 2 micromètres et le réémet dans la bande de longueur d'onde comprise entre 2 et 12 micromètres. 7) Procédé suivant la revendication 3, pour la perturbation de la détection d'un objet par réflexion d'un faisceau lumineux du type laser émis par un générateur (9) et dont le signal de réflexion est détecté par un récepteur (14), caractérisé en ce qu'il consiste à disposer l'écran ( 11) entre l'objet à dé tecter et l'ensemble générateur - récepteur (9, 14). 8) Ecran pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une quel conque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il est constitué d'une matrice organique contenant une série de ma tières luminescentes et/ou scintillantes de dopage. 9) Ecran suivant la revendication 8 pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une quelconque des revendications 3 à 7, ca ractérisé en ce que lesdites matières de dopage forment au moins une cascade lumineuse. 10) Ecran suivant la revendication 9, caractérisé en ce que la bande d'absorption de la cascade lumineuse est comprise dans les longueurs d'onde entre 2 et 12 micromètres et la bande d'émission est située dans les longueurs d'onde supérieures à 12 micromètres. 11) Ecran suivant la revendication 9, caractérisé en ce que la bande d'absorption de la cascade lumineuse est située dans les longueurs d'onde inférieures à 2 micromètres tandis que sa ban de d'émission est située dans des longueurs d'onde comprise entre 2 et 12 micromètres. 12) Ecran suivant l'une quelconque des revendications 8 à 11, ca ractérisé en ce que lesdites matières de dopage sont des ma tières cycliques aromatiques comprenant plusieurs noyaux. 13)Ecran suivant l'une quelconque des revendications 8 à 12, ca ractérisé en ce que lesdites matières de dopage comprennent au moins deux matières des groupes chimiques suivants matières hydroxyl avec groupes cétoniques, groupes amino à doubles liaisons carbonés, groupes amino conjugés à des amino quartenaires, groupes amino conjugés à des amino quartenaires et des groupes cétoniques, groupes amino conjugés à un groupe cétonique, groupes benzène - naphtène, groupes phényl - ben zène liés, groupes à doubles liaisons reliant les cycles aro matiques, groupes nitriles associés. 14)Ecran suivant la revendication 13, caractérisé en ce que la concentration des matières de dopage est de l'ordre de à 10-8 mole/l. 15)Ecran suivant l'une quelconque des revendications 8 à 14, ca ractérisé en ce que les matières de dopage sont introduites dans ladite matrice par greffage chimique. 16)Ecran suivant l'une quelconque des revendications 8 à 15, caractérisé en ce que ladite matrice organique contient au moins l'un des polymères ou copolymères suivants copolymères vinyliques, polyéthylène, copolymères polyéthy lène PMMA, copolymères polyéthylène - polystyrène, copolymè res PMMA - EVA - polystyrène, polyéthylène basse densité, polyéthylène- polybutyl - butyl - vinyl - acétate, éthyl vinyl - acétate de basse densité, polystyrène, polyéthylène PMMA, polyéthylène - éthyl - vinyl - acétate, PMMA - éthyl vinyl - acétate, polyéthylène - acide ac y~ clue - acrylique modifié, polyurénidine, polytétrafluorotène, polyfluorotène PMMA. 17) Ecran suivant l'une quelconque des revendications 8 à 16, caractérisé en ce qu'il comporte une couche absorbante, une couche réfléchissante et une couche à absorption - réémission. 18) Ecran suivant l'une quelconque des revendications 8 à 15, caractérisé en ce qu'il comporte de plus des matières de dopage formant des cascades lumineuses dont la bande d'ab sorption couvre sensiblement le spectre du rayonnement so laire tandis que leur bande d'émission couvre uniquement les bandes de longueur-d'onde favorisant la photosynthèse des plantes. 19) Ecran suivant la revendication 18, caractérisé en ce que les cascades lumineuses dont la réémission favorise la photosyn thèse absorbent de plus le rayonnement d'une longueur d'onde comprise entre 8 et 12 micromètres. 20) Ecran suivant la revendication 9 destiné à la perturbation des autodirecteurs infrarouges, caractérisé en ce que les cascades lumineuses présentent une bande d'absorption com prise entre 3 et 5 micromètres et une bande de réémission comprise entre 5 et 8 micromètres. 21) Ecran suivant l'une quelconque des revendications 8 à 18, caractérisé en ce que les matières de dopage comprennent de plus au moins l'une des matières suivantes tri - fluoro - méthacrylate , di- benzatron - oxybenzanyle, et dioxybenzatron.