Brevet FR2708099A1 — publié le 19950127

Le domaine de la présente invention est celui des dispositifs permettant la détection d'un objectif au moyen d'un fil piège. De tels dispositifs peuvent être associés à une mine du type antipersonnel ou anti véhicule. On connaît des fils pièges qui sont mis en place manuellement sur le terrain lors de la pose de la mine. Ces fils doivent être attachés à un point distant de la mine de façon à être tendus. Une traction exercée sur le fil ou la rupture de celui-ci provoque la libération d'un percuteur qui initie l'explosif de la mine. Le brevet FR2406180 décrit un tel dispositif. Il présente comme principal inconvénient de nécessiter une pose manuelle des fils pièges ce qui interdit son utilisation dans des mines dispersables par un vecteur (par exemple un obus, une roquette ou un disperseur monté sur véhicule). De plus le dispositif d'amorçage associé au fil est une mécanique complexe et coûteuse et il ne permet pas de discriminer les types d'objectifs. On connaît également des fils pièges constitués de conducteurs souples destinés à être rompus par l'objectif. La rupture est détectée par l'électronique de la mine en raison de la variation de la résistance électrique des fils qui en résulte. Ces fils présentent comme principal inconvénient d'être fragiles. Une dispersion automatique des fils par des moyens pyrotechniques (par exemple avec les moyens décrits par le brevet FR26rlt 30) risque de provoquer leur rupture, rendant ainsi la mine totalement inefficace. On connaît enfin des fils pièges constitués par une fibre optique. L'écrasement de cette dernière provoque une modification du signal lumineux transmis par la fibre et l'initiation de la mine. Cette solution est coûteuse. De plus elle entraîne une consommation d'énergie importante car elle nécessite une émission de lumière dans la fibre d'une façon permanente. Une limitation de cette consommation électrique impose le recours à un dispositif de veille (par exemple acoustique) ce qui complique encore le système de mise à feu de la mine. De tels pièges à fil sont en général réservés aux mines antichar. C'est le but de l'invention que de proposer un dispositif de détection à fil piège qui ne présente pas de tels inconvénients. Ainsi l'invention propose un dispositif rustique, bon marché et dont la mise en place peut être effectuée de façon automatique par la mine elle même. Ce dispositif présente néanmoins un niveau de fiabilité excellent et autorise une reconnaissance de l'objectif. Ainsi l'invention a pour objet un dispositif de détection d'un objectif, en particulier pour déclencher la mise à feu d'une mine, et comprenant un fil piège destiné à être déplacé par l'objectif et des moyens de traitement d'une information fournie par le déplacement du fil piège, dispositif caractérisé en ce que les moyens de traitement comportent d'une part un élément solidaire du fil piège et susceptible de se translater et/ou de se déformer par rapport à un support fise lorsque le fil piège est déplacé, et d'autre part des moyens de détection du déplacement et/ou de la déformation de l'élément par rapport au support. Selon un premier mode de réalisation, l'élément solidaire du fil piège comprend un aimant permanent et les moyens de détection du déplacement de cet élément sont constitués par un contacteur présentant au moins deus lamelles magnétiques, contacteur solidaire du support et disposé à proximité de l'aimant. Le support pourra alors avantageusement être solidaire de la mine. Selon un deuxième mode de réalisation, l'élément solidaire du fil piège comprend un contacteur présentant au moins deux lamelles magnétiques, et les moyens de détection du déplacement de cet élément comportent au moins un aimant permanent solidaire du support et disposé à proximité du contacteur. De préférence, le support affectera alors la forme d'un boîtier cylindrique, le contacteur étant solidaire d'une bague montée coulissante à l'intérieur du boîtier et l'aimant comportera un alésage à l'intérieur duquel sera susceptible de pénétrer le contacteur lors du déplacement du fil piège. Selon un détail de réalisation, le contacteur est rendu solidaire de la bague au moyen d'une résine. Selon un troisième mode de réalisation, l'élément solidaire du fil piège est une plaquette dont une extrémité est fixée sur le support, plaquette sur laquelle est fixée une jauge de contrainte, les moyens de détection de la déformation de cet élément comportant une électronique permettant la mesure des efforts reçus par la jauge lors du déplacement du fil piège. Dans le cas où le dispositif est adapté à une mine, le support pourra être constitué par une masselotte qui est éjectée ou placée à distance de la mine. Avantageusement, le dispositif pourra comporter un ressort de compression disposé entre l'élément solidaire du fil piège et le support. Le dispositif pourra également comporter des moyens amortisseurs disposés entre l'élément solidaire du fil piège et le support. Ces moyens amortisseurs seront de préférence constitues par un ressort en matériau à mémoire de forme. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation, description faite en référence aux dessins annesés et dans lesquels: -la figure 1 représente schématiquement une mine antipersonnel posée sur le sol et comportant quatre fils pièges selon l'invention, -la figure 2 représente en coupe axiale un dispositif de détection suivant un premier mode de réalisation de l'invention, -la figure 3 représente en coupe asiale un dispositif de détection suivant un deusième mode de réalisation de l'invention, -la figure 4 représente en coupe axiale un dispositif de détection suivant un troisième mode de réalisation de l'invention, -la figure 5 représente en coupe asiale un dispositif de détection suivant un quatrième mode de réalisation de l'invention. En se reportant à la figure 1, une mine 1 du type antipersonnel est mise en place sur le sol par un moyen de dispersion non représenté (obus, roquette ou disperseur monté sur vhicule). Après immobilisation sur le sol et à l'issue d'un intervalle de temps programmé, cette mine éjecte quatre masselottes 2. Chaque masselotte déroule derrière elle un fil piège 3 qui reste attaché à la mine. Le fil piège est relié à une électronique de traitement 4 disposée dans la mine. Une mine équipée d'un dispositif permettant la dispersion des fils pièges est décrite dans le brevet FR26777a0, les moyens de dispersion ne seront donc pas décrits ici plus en détail. Un déplacement du fil piège est pris en compte par un dispositif de détection qui provoque l'initiation de la mine. La figure 2 représente en coupe asiale un premier mode de réalisation d'un dispositif de détection selon l'invention. Le dispositif de détection comporte un fil piège 3 qui est ici constitué par une paire de conducteurs reliés à l'électronique de traitement 4. Le fil piège 3 pénètre à l'intérieur de la masselotte 2 qui constitue un boîtier sensiblement cylindrique réalisé en acier inoxydable par exemple. Une bague 5 est montée avec un ajustement glissant dans l'alésage interne 6 du boîtier constituant la masselotte 2. Cette bague 5 porte un contacteur r présentant au moins deux lamelles magnétiques 7a,lb disposées dans une ampoule de verre. Les bornes de sortie 8a et 8b du contacteur 7 sont fixées sur un circuit imprimé 9 qui assure leur connexion aux conducteurs du fil piège 3. La solidarisation du contacteur 7 et de la bague 5 est réalisée au moyen d'un remplissage 10 d'une résine polymérisable du type époxyde ou encore polyuréthane (telle par exemple la résine RE7710 de la firme Hexcel). Les contacteurs à lamelles magnétiques sont facilement disponibles dans le commerce. Ils sont utilisés par exemple dans les appareils ménagers. Ils comportent des lamelles magnétiques qui ouvrent ou ferment un contact lorsque le contacteur est approché d'un aimant permanent. Ces contacteurs sont désignés le plus souvent sous l'appellation anglaise "Reed Switch". On pourra par exemple utiliser les contacteurs commercialisés par la firme allemande Günther. Un aimant permanent li de forme annulaire et présentant un alésage 19 est rendu solidaire du corps de la masselotte 2 au moyen d'un sertissage annulaire 12. Un ressort de compression 13 est disposé entre l'aimant 11 et la bague 5, il maintient la bague 5 à distance de l'aimant 11. Le circuit imprimé 9 vient alors en appui sur l'aimant Il et joue le rôle de butée pour un élément mobile constitué par la bague 5 portant le contacteur 7 et le circuit imprimé 9. Un deuxième ressort l est également disposé entre l'aimant 11 et la bague D, ce ressort est réalisé en un matériau à mémoire de forme et joue le rôle d'amortisseur des vibrations de l'élément mobile par rapport au support constitué par le corps de la masselotte 2 portant l'aimant 11. En effet il est connu que les matériaux à mémoire de forme ont des propriétés amortissantes intéressantes. Il est donc possible de faire jouer à un ressort réalisé en un tel matériau un rôle d'amortisseur des vibrations mécaniques. On pourra par exemple choisir un matériau à mémoire de forme du type Titane/Nickel ou du type Cuivre/Zinc/ Aluminium. Ces matériaux sont disponibles par exemple auprès des sociétés Raychem ou Imago. Une entretoise 15 prend appui sur l'aimant ll, elle fournit une surface de maintien pour une membrane 16 en caoutchouc qui assure l'étanchéité au niveau du passage du fil piège 3. Un repli 17 du corps de la masselotte 2 assure le maintien par pincement de la membrane 16 sur l'entretoise 15. L'entretoise 15 présente également un rebord 18 qui constitue une butée axiale pour le circuit imprimé 9. Le montage du dispositif s'effectue de la façon suivante: -le contacteur 7 est tout d'abord rendu solidaire de la bague 5 au moyen du remplissage 10. On utilisera pour cela un outillage permettant le maintien de ces deux éléments pendant la coulée du matériau de remplissage. -la bague portant le contacteur est placée dans l'alésage 6 de la masselotte 2. -les ressorts 13 et 14 sont positionnés. -l'aimant est mis en place à sa bonne position axiale puis fixé par sertissage au support constitué par le corps de masselotte. -le circuit imprimé est soudé sur les bornes du contacteur. -le fil piège est soudé sur le circuit imprimé. -l'entretoise 15 est mise en place ainsi que la membrane 16. -le corps de masselotte est déformé de façon à constituer le repli 17. Le fonctionnement de ce dispositif est le suivant: Dans la position de repos représentée sur la figure 2, le contacteur 7 est dans sa position axiale la plus éloignée de l'aimant 11. Le contacteur est maintenu éloigné de l'aimant par le ressort 13. La masselotte 2 présentant une certaine inertie (ou restant solidaire du sol suite aux frottements sur ce dernier), une traction du fil piège 3 provoque une translation de l'élément mobile (constitué par la bague U portant le contacteur 7 et le circuit imprimé 9) par rapport au support constitué par le corps de masselotte 2 portant l'aimant 11. Le déplacement axial du contacteur par rapport à l'aimant provoque ici la fermeture du contact (il est possible également d'utiliser des contacteurs normalement fermés et pour lesquels le déplacement axial provoquera l'ouverture du contact). En provoquant le changement d'état du contacteur, l'aimant constitue ainsi un moyen de détection du déplacement de celui-ci. La position axiale relative de l'aimant et du contacteur sera choisie en fonction des caractéristiques de sensibilité souhaitées pour le dispositif. Si l'aimant est disposé relativement proche du contacteur, une faible course de ce dernier provoquera son changement d'état. Le changement d'état du contacteur est utilisé par l'électronique de traitement 4 pour provoquer l'initiation de la mine. On remarque que lorsque le fil piège est relâché, le contacteur est poussé par le ressort 13 et adopte à nouveau la position de repos de la figure 2. Ce retour entraîne un nouveau changement d'état du contacteur. Il est possible alors de traiter au niveau de l'électronique 4 l'information constituée par une succession d'ouvertures et de fermetures du contacteur. On pourra par exemple comparer cette information avec certains critères mis en mémoire et n'autoriser l'initiation de la mine que lorsque le déplacement du fil qui est détecté correspond bien aus critères souhaités (nombre et fréquence des ouvertures et fermetures du contacteur par exemple). On voit ainsi que l'invention permet une analyse précise des sollicitations reçues par un fil piège ce qui permet de ne plus être tributaire de la tension donnée au fil lors de la mise en place de la mine. Le dispositif selon l'invention est donc particulièrement bien adapté aux mines dispersables. De plus le moyen amortisseur permet d'éviter les vibrations de l'élément mobile ce qui ajoute à la précision du signal constitué par la succession des ouvertures et fermetures de contact. L'homme du métier pourra ajuster la sensibilité du dispositif selon l'invention en jouant sur différents paramètres: raideur du ou des ressorts, amortissement donné par le ressort à mémoire de forme, course du contacteur, position axiale de l'aimant. La figure 3 décrit un deuxième mode de réalisation d'un dispositif de détection selon l'invention. Dans ce mode de réalisation, le contacteur 7 est rendu solidaire d'une douille 20 par un remplissage 10 de résine. La douille 20 est disposée dans un alésage 21 aménagé dans un support 22 solidaire du corps de la mine elle même. La douille 20 vient en butée contre un lamage 23 et elle est immobilisée axialement par le circuit imprimé 9, lui même fixé au support 22 par des brides 24. Les bornes 8a et 8b du contacteur 7 sont reliées à l'électronique de traitement 4 par l'intermédiaire du circuit imprimé de connexion 9. L'aimant 11 est rendu solidaire d'un tube 25 (par exemple par collage). Ce tube 25 est monté glissant dans un alésage 26 aménagé sur le support 22. Une telle disposition permet d'adopter pour le tube 25 un matériau favorisant le glissement. Le fil piège 3 est fixé sur l'aimant par tout moyen approprié (par vis, soudure ou sertissage). L'aimant solidaire du tube 25 constitue ainsi un élément mobile susceptible de se translater par rapport au support 22 lors d'un déplacement du fil piège 3. Le contacteur 7 constitue alors les moyens permettant de détecter le déplacement de l'aimant. Le contacteur représenté ici est maintenu à l'état fermé par l'aimant. Un déplacement de ce dernier provoquera l'ouverture du contacteur. Il est évidemment possible d'utiliser des contacteurs qui seront ouvert lorsque.l'aimant se trouve dans la position de la figure 3 et qui se fermeront lors du déplacement de 1 'aimant. Un ressort de compression 13 est disposé entre l'aimant 11 et un couvercle 27, lui même fixé par vis sur le support 22. Le ressort 13 maintient l'aimant l1 en butée sur le remplissage de résine 10. Des moyens amortisseurs (non représentés ici) par exemple un ressort en matériau à mémoire de forme pourraient être disposés entre l'aimant et le couvercle. Une membrane 16 en caoutchouc assure l'étanchéité au niveau du passage du fil piège 3. Elle est disposée dans une gorge 28 aménagée sur le couvercle 27. L'avantage de ce mode de réalisation est qu'il autorise l'emploi d'un fil piège non conducteur (donc meilleur marché). On pourra par exemple utiliser un fil en nylon. La masselotte 2 qui est éjectée de la mine peut alors être pleine. Le fonctionnement est analogue à celui du dispositif selon le mode de réalisation de la figure 2. Mais l'élément mobile est ici constitué par l'aimant, le contacteur restant fixe. Un déplacement du fil piège provoquera une translation de l'aimant et un changement d'état du contacteur. L'inertie de la mine étant supérieure à celle de la masselotte, ce mode de réalisation permet de concevoir un dispositif de détection très sensible. L'électronique de traitement 4 pourra également traiter l'information constituée par une succession d'ouvertures et de fermetures du contacteur. La figure 4 décrit un troisième mode de réalisation d'un dispositif de détection selon l'invention. Ce mode de réalisation comprend une masselotte 2 présentant un alésage 6 à l'intérieur duquel est disposé un cylindre 29 rendu solidaire de la masselotte 2 par un sertissage annulaire 30. Une plaquette 31 de forme rectangulaire et d'épaisseur réduite (de l'ordre du millimètre) est fixée par collage sur le cylindre 29. La plaquette pourra être réalisée en un matériau présentant un coefficient d'allongement à la traction relativement important (par exemple en matière plastique du type Polyamide). Il sera possible d'adopter un autre type de matériau, on adaptera alors à l'ordre de grandeur des efforts à mesurer les caractéristiques de la jauge utilisée et celles de l'électronique de traitement associée. La plaquette 31 constitue un élément fie sur lequel est fisé le fil piège 3. La plaquette porte collée sur une face rectangulaire une jauge de contrainte 32. Le fil piège 3 est constitué de deux conducteurs reliés à l'électronique de traitement 4. Les conducteurs sont connectés aux bornes 32a et 32b de la jauge de contrainte 32. fin d'améliorer la tenue mécanique du dispositif, le fil piège est également relié par un point de colle 33 à la plaquette 31. Une entretoise 15 prend appui sur le cylindre 29, elle fournit une surface de maintien pour une membrane 16 en caoutchouc qui assure l'étanchéité au niveau du passage du fil piège 3. Un repli 17 du corps de la masselotte 2 assure le maintien par pincement de la membrane 16 sur l'entretoise 15. Le fonctionnement du dispositif est le suivant: Une traction du fil piège 3 va provoquer une déformation de la plaquette 31, cette déformation entraîne une modification de la résistance de la jauge de contrainte 32. Cette modification est analysée par l'électronique de traitement 4. L'avantage de ce mode de réalisation est qu'il est possible d'analyser de façon précise et continue le signal de déformation de la plaquette, donc de n?initier la mine que dans des conditions bien définies de déplacement des fils pièges, voire avec une combinaison particulière des signaux fournis par différents fils pièges. L'homme du métier pourra ajuster la sensibilité du dispositif par un choix approprié des caractéristiques de déformation de la plaquette (matériau, forme) et de la sensibilité de la jauge. Il est ainsi possible de modifier la géométrie de la plaquette pour adapter la sensibilité du dispositif de détection. On pourra par exemple définir une plaquette en forme de U dont une branche verticale sera solidaire du cylindre 29 et dont l'autre branche portera le fil piège à son extrémité. La jauge de contrainte sera alors fixée au niveau de la base du U. Une traction sur le fil piège aura pour effet d'ouvrir le U, l'écartement des deux branches du U provoquant une déformation de la base du U. Une telle forme de plaquette permet d'obtenir des déformations facile à détecter et à mesurer par la jauge, même lorsqu'elle est sollicitée avec un effort minime. La figure 5 décrit un quatrième mode de réalisation d'un dispositif de détection selon l'invention. Dans ce mode de réalisation la plaquette 31 est collée sur un bouchon 34. Celui-ci est fixé par filetage dans un alésage 26 du support 22 qui est solidaire du corps de la mine elle même. Les bornes 32a et 32b de la jauge de contrainte 32 sont reliées à l'électronique de traitement 4 par des conducteurs 35a et 35b qui traversent le bouchon 34 au niveau d'un trou 36. Le fil piège 3 est fisé à une extrémité de la plaquette 32 par un point de colle 33. L'avantage de ce mode de réalisation est qu'il permet d'utiliser un fil piège non conducteur donc bon marché. Ce mode de réalisation permet également d'obtenir une sensibilité importante en raison de l'inertie de la mine à laquelle est fixée la plaquette. D'autres variantes sont possibles sans sortir du cadre de l'invention. Il est possible par exemple de disposer sur le circuit imprimé 9 (figure 2) des composants électroniques assurant un premier traitement de L'information fournie par le contacteur (filtrage électronique, mise en forme des crénaux du signal). Il est possible également d'associer une plaquette à jauge de contrainte (solidaire de la mine comme sur la figure 5) et une masselotte comportant un contacteur (figure 2), cela afin d'élargir les capacités de détection du dispositif. Ceci sera particulièrement intéressant dans le cas où le dispositif selon l'invention sera associé non pas à une mine mais à un système de surveillance d'une zone ou d'un passage. REVENDICATIONS 1-Dispositif de détection d'un objectif, en particulier pour déclencher la mise à feu d'une mine (1), et comprenant un fil piège (3) destiné à être déplacé par l'objectif et des moyens de traitement d'une information fournie par le déplacement du fil piège (3), dispositif caractérisé en ce que les moyens de traitement comportent d'une part un élément solidaire du fil piège (3) et susceptible de se translater et/ou de se déformer par rapport à un support fise lorsque le fil piège est déplacé, et d'autre part des moyens de détection du déplacement et/ou de la déformation de l'élément par rapport au support. 2-Dispositif de détection selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément solidaire du fil piège (3) comprend un aimant permanent (11) et les moyens de détection du déplacement de cet élément sont constitués par un contacteur (7) présentant au moins deux lamelles magnétiques (7a,7b), contacteur solidaire du support (22) et disposé à proximité de l'aimant (11). 3-Dispositif de détection selon la revendication 2, et associé à une mine (1) caractérisé en ce que le support (22) est solidaire de la mine. 4-Dispositif de détection selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément solidaire du fil piège (3) comprend un contacteur (t) presentant au moins deus lamelles magnétiques (7a,7b), et les moyens de détection du déplacement de cet élément comportent au moins un aimant permanent (11) solidaire du support (2) et disposé à proximité du contacteur (7). 5-Dispositif de détection selon la revendication 4, caractérisé en ce que le support (2) affecte la forme d'un boîtier cylindrique, le contacteur (r) étant solidaire d'une bague (5) montée coulissante à l'intérieur du boîtier et en ce que l'aimant ill) comporte un alésage (19) à l'intérieur duquel est susceptible de pénétrer le contacteur (7) lors du déplacement du fil piège (3). 6-Dispositif de détection selon la revendication 5, caractérisé en ce que le contacteur (7 > est rendu solidaire de la bague (5) au moyen d'une résine (10). 7-Dispositif de détection selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément solidaire du fil piège (3) est une plaquette (31) dont une extrémité est fixée sur le support, plaquette sur laquelle est fixée une jauge de contrainte (32), les moyens de détection de la déformation de cet élément comportant une électronique permettant la mesure des efforts reçus par la jauge (32) lors du déplacement du fil piège (3). 8-Dispositif de détection selon l'une quelconque des revendications 4 à 7 et solidaire d'une mine, caractérisé en ce que le support est constitué par une masselotte (2) qui est éjectée ou placée à distance de la mine (1). 9-Dispositif de détection selon une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte un ressort de compression (13) disposé entre l'élément solidaire du fil piège (3) et le support. 10-Dispositif de détection selon une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens amortisseurs disposés entre l'élément solidaire du fil piège (3) et le support. 11-Dispositif de détection selon la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens amortisseurs sont constitués par un ressort (14) en matériau à mémoire de forme.