Brevet FR2709175A1 — publié le 19950224

La présente invention concerne un procédé de masquage de la signature infrarouge d'une source thermique par des particules absorbantes et/ou diffusantes mises en suspension dans l'atmosphère environnanteet des dispositifs de mise en oeuvre du procédé. On entend dans ce qui suit par masquage de la signature infrarouge d'une source thermique, le fait de supprimer, de réduire, de modifier le rayonnement infrarouge d'une source thermique. Les missiles évolués conportent un système de guidage dont les procédés de détection font généralement appel aux ondes électromagnétiques notamment aux ondes correspondant à l'infrarouge puisque tout corps chaud émet un rayonnement infrarouge caractéristique. Des autodirecteurs montés sur les missiles sont sensibles aux longueurs d'onde de quelques microns qui sont celles émises par les structures, les chambres de combustion ou les tuyères des réacteurs d'avion ou par l'échappement et les parois externes des chars et camions. Il en est de même pour les systèmes d'observation basés sur l'infrarouge tels que jumelles, poste de visée, batterie de missiles, etc. La présente invention trouve des applications particulièrement intéressantes dans le domaine militaire (protection de véhicule ou blindés, batterie, aéronef) mais également civile (écran au feu par exemple dans les raffineries). L'objetde Zinvedion est d'interposer momentanément un écran de particules entre la source et le détecteur (caméra infrarouge, laser ...) afin de masquer le rayonnement infrarouge de la source, c'est-à-dire en atténuer fortement l'intensité ou en dénaturer le spectre en enlevant les bandes du spectre correspondant aux zones de sensibililé des caméras. Le masquage est assuré par l'émission de particules formant au voisinage ou aùtour de la source un écran. La durée de protection ne dépend donc que de la masse embarquée si l'émission doit être ininterrompue. Le procédé suivant l'invention consiste à engendrer et entretenir à l'entour de la source un écran sélectif formé par la mise en suspension dans l'atmosphère de particules possédant un coefficient d'absorption adapté à la longueur d'onde de chaque bande à atténuer du spectre d'émission infra rouge de la source, le périmètre des particules étant inférieur ou voisin de ladite longueur d'onde et dont la concentration volumétrique procure le facteur d'atténuation recherché. Suivant le procédé, la géométrie, l'état physique et/ou la nature chimique des particules en suspens ion sont choisis pour accentuer l'atténuation de l'émission dans la meme bande spectrale et/ou pour l'étendre à une autre bande spectrale. Les dispositifs pour la mise en oeuvre du procédé comportent des moyens pour assurer à partir d'un réservoir, une alimentation dosée en particules possédant un coefficient d'absorption adapté à la longueur d'onde de chaque bande à atténuer du spectre d'émission infrarouge de la source et dont le périmètre de chaque particule est inférieur ou voisin de ladite longueur d'onde et des moyens pour assurer une dispersion homogène des particules de façon à former un écran entre la source thermique et les éléments d'observation, de détection ou de guidage infrarouge mis en oeuvre contre la source. De préférence, si la protection doit être omnidirectionnelîle, l'écran entourant la source est constitué de particules fortement absorbantes. Par contre si la protection n'est pas omnidirectionnelle, on utilise des particules ajoutant des propriétés diffusantes à leurs propriétés absorbantes, ou en mélangeant des particules ayant des propriétés différentes. Lorsque la source thermique est un jet de gaz chauds par exemple émis par le réacteur d'un avion, les particules faisant écran doivent etre émises à la périphérie du jet ou éloignées et non dans le jet lui-mème. Le choix de la taille des particules est une condition importante de la fiabilité de l'écran mis en oeuvre. En effet, l'efficacité d'absorption, et donc le débit de particules à instaurer, est fonction essentiellement de la taille des particules qui peut être déterminée par la relation. Périmètre de la particule,inférieur à ou voisin de 1 longueur d'onde. ce qui correspond dans la bande 3 - 5 microns à d diamètres de particules inférieurs à ou voisins de I à 2 microns, et dans la bande 8 - 12 microns à des diamètres inférieurs ou voisins 3 à 5 microns. Dans le visible, l'application de la relation conduit à des diamètres inférieurs ou voisins de 0,2 microns. Les modes de réalisation du dispositif doivent comporter des organes assurant les fonctions essentielles suivantes - une réserve de particules répondant au critère de taille, - un doseur délivrant un débit contrôlé et continu pendant la mise en oeuvre, - un disperseur assurant une répartition homogène en restituant la granulométrie initiale par fractionnement des agglomérats. Les particules peuvent être sous la forme de poudre ou de liquide. Elles peuvent être par exemple en graphite (absorbant) ou en cuivre (dispersant). Le réservoir les contenant peut être embarqué sur le mobile (char, avion), le précéder (dans un missile ou autre mobile) ou être fixe (protection d'une zone). Les particules peuvent être stockées en l'état sous forme de poudre ou de liquide dans un réservoir et délivrées à la demande à l'aide d'un fluide sous pression stocké dans le même réservoir ou dans un réservoir séparé de celui de la poudre. Elles peuvent être stockées sous forme de poudre ou de liquide dans un réservoir et délivrées à la demande mécaniquement par un piston, ou agglomérées sous forme de pain de poudre. Elles peuvent être fabriquées in-situ par combustion ou pyrolyse d'un composant ou chagement de phase d'un liquide, ou encore par réaction dans llatmosphère d'au moins deux composants réactifs stockés et disppersés séparément. La description qui va suivre en regard des dessins annexés fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Les figures 1 à 9 illustrent différents modes de réalisation de l'invention. La figure 1 représente schématiquement un dispositif comportant les organes assurant différentes fonctions pour réaliser l'invention. Le réservoir 1 de particules (poudre ou liquide) est relié par un conduit 2 à un doseur 3 qui est luimême relié par conduit 4 pourvu d'une vanne 5 au disperseur 6 alimenté par une source 7 en fluide sous pression. Une source électrique 8 permet de commander la mise en oeuvre du doseur 2 et de la vanne 3. A titre d'exemple, pour un débit maximum, en poudre, non tassée (densité 0,25) de 50g/s et une autonomie de 1 minute, le volume du récipient peut être un cylindre de diamètre 0,15 m,hauteur 0,7 m ,comparable à un extincteur. Les modes de réalisations suivants comportent des système de génération de particules basés sur la dispersion d'un produit pulvérulent. Suivant- la figure 2, le réservoir de poudre 1 est raccordé par le conduit 2 au col 11 d'une trompe 12.-Une buse 13 raccordée à la source de fluide sous pression 7 (bouteille d' air comprimé, compresseur, gaz d'échappement) permet à la demande d'activer la trompe en aspirant de l'air ambiant de dilution suivant les flèches 14 et la poudre au col en provoquant la dispersion et la désagrégation dans le pavillon de sortie 15 de la trompe En variante, figure 3, le réservoir de poudre et la source de fluide sous pression sont intégrés dans un réservoir non déformable 16 renfermant du gaz comprimé et de la poudre. Ce réservoir est raccordé par une vanne 5 à une buse disposée à l'entrée d'une trompe 12. Le gaz comprimé peut être stocké sous forme liquide (C02 liquide par exemple) et détendu sous la phase gazeuse. En variante, la figure 4 représente un mode de réalisation dans lequel la poudre et le générateur de gaz sont intégrés dans un réservoir déformable 17 contenu dans une enceinte indéformable 18. Cette enceinte est reliée à une source de fluide sous pression qui peut alimenter l'interstice entre le réservoir 17 et l'enceinte 18 en provoquant l'expulsion du gaz et de la poudre contenus dans le réservoir 17. Cette disposition présente l'avantage d'un stockage des particules à la pression atmosphérique. Les modes de réalisation suivants comportent des systèmes de génération de particules basés sur la dispersion d'un liquide. La figure 5 représente un réservoir 19 renfermant un liquide qui est pulvérisé par une ou plusieurs buses 20 grâce à un système mécanique, par exemple un piston 21 qui agit dans le réservoir à l'encontre du liquide. En variante, on pourrait utiliser un dispositif analogue à celui représenté figure 4, dans lequel le gaz et la poudre contenus dans le réservoir déformable seraient remplacés par un liquide. Dans cette variante, la trompe peut être supprimée la pulvérisation par une buse du liquide étant suffisante a' la dispersion des particules. La figure 6 représente schématiquement un mode de réalisation utilisant la pulvérisation pneumatique d'un liquide. Le fluide sous pression issu d'une source 22 agit d'une part sur le liquide contenu dans le réservoir 23 pour l'expulser et coopère à la dispersion du liquide dans un disperseur 24 par exemple un pulvérisateur pneumatique. Les systèmes pourraient comporter un liquide susceptible de changer de phase (gaz) après pulvérisation sous forme de gouttes et réagissant chimiquement avec l'environne- ment (humidité ambiante) pour se recondenser sous forme de gouttelettes efficace dans l'infrarouge et éventuellement le visible. En variante, également le réservoir pourrait contenir un mélange mixte, liquide + poudre. Enfin, les particules masquantes peuvent être fabriquées in situ. La figure 7 représente un mode de réalisation conforme à cette disposition. Un réservoir 25 renfermant un liquide combustible (ce réservoir peut être le réservoir de carburant du mobile, par exemple le char), alimente une chambre de combustion réglée pour brûler imparfaitement le combustible et produire des fumées avec des suies 26 qui sont injectées dans une trompe 27. Le combustible peut être du benzène, de l'acétylène ou du kérogène Les figures 8 et 9 représen/tdeenst modes de réalisation dans lesquels les particules sont fabriquées in-situ par pyrolyse d'un produit 28 (plastique, caoutchouc) enfermé dans un réservoir 29. L gaz et imbrûlés sous forme de particules, étant injectés par une buse 30 dans une trompe 31. Suivant la figure 8, la pyrolyse est assurée par un générateur de gaz 32 tandis que suivant la figure 9, elle est assurée par une résistance électrique alimentée par exemple en 24 V. Les modes de réalisation présentés ne sont que des exemples préférentiels. Des variantes peuvent être adaptées à l'utilisation. Ainsi le doseur peut eomporter un système à vibration, chasse pneumatique, fluidisation, vis doseuse et le disperseur peut être mécanique : broyeuse à marteaux suivi d'un ventilateur ou d'un dispenseur pneumatique (trompe), pulvérisateur ou d'un disperseur électrostatique. La source de fluide sous pression peut être un réservoir de gaz comprimé, un générateur pyrotechnique, un compresseur, les gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne ou une turbine. Les particules peuvent également être délivrées sous forme d'un souEiige électrostatique. Elles peuvent être de forme quelconque. Néanmoins la forme en paillette est préférable à la forme sphérique Le déclenchement de la dispersion des particules peut être manuel ou automatique. Le générateur d'écran de particules s'aveuglant lui-même, il peut être avantageux de prévoir une fenêtre dans l'écran pour poursuivre ltobservation infrarouge, à partir de la source. Cette fenêtre peut être crée par un jet de fluide ouvrant une brèche dans l'écran. On peut également utiliser pour l'observation une bande du spectre différente de celles masquées. En plus des applications militaires particulièrement intéressantes, l'invention peut également s'appliquer dans le domaine civil, notamment dans la protection des personnes et des biens lors des feux de raffineries ou des incendies et permettre une meilleure approche de leurs foyers. REVENDICATIONS 1. Procédé pour masquer quand besoin est, la signature infrarouge d'une source thermique d'intérêt militaire telle qu'un véhicule ou blindé, une batterie, un aéronef ou d'intérêt civil telle qu'un feu, caractérisé en ce qu'il consiste à engendrer et entretenir à l'entour de la source un écran sélectif formé par la mise en suspension dans l'atmosphère de particules possédant un coefficient d'absorption adapté à la longueur d'onde de chaque bande à atténuer du spectre d'émission infrarouge de la source, le périmètre des particules étant inférieur ou voisin de ladite longueur d'onde et dont la concentration volumétrique procure facteur d'atténuation recherché. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la géométrie, l'état physique et/ou la nature chimique des particules en suspension sont choisis pour accentuer l'atténuation de l'émission dans la même bande spectrale et/ou pour l'étendre à une autre bande spectrale. 3. Dispositif pour masquer la signature infrarouge d'une source thermique comportant des moyens pour assurer à partir d'un réservoir, une alimentation dosée en particules possédant un coefficient d'absorption adapté à la longueur d'onde de chaque bande à atténuer du spectre d'émission infrarouge de la source et dont le périmètre de chaque particule est inférieur ou voisin de ladite longueur d'onde et des moyens pour assurer une dispersion homogène des particules de façon à former un écran entre la source thermique et les éléments d'observation, de détection ou de guidage infrarouge mis en oeuvre contre la source. 4. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que les particules sont fortement absorbantes si la protection est omnidirectionnelle, et absorbantes et diffusantes si la protection n'est pas omnidirectionnelle. 5. Dispositif selon la revendication 3 ou 4 caractérisé en ce que les particules sont en graphite. 6. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 5 caractérisé en ce que les particules sont stockées en l'état sous forme de poudre ou de liquide dans un réservoir et délivrées à la demande à l'aide d'un fluide sous pression stocké dans le même réservoir ou dans un réservoir séparé de celui de la poudre. 7. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 5 caractérisé en ce que les particules sont- délivrées par un soufflage électrostatique. 8. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 5 caractérisé en ce que les particules sont stockées en l'état sous forme de poudre ou de liquide dans un réservoir et délivrées à la demande mécaniquement par un piston. 9. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 5 caractérisé en ce que les particules sont agglomérées sous forme de pain de poudre. 10. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 5 caractérisé en ce que les particules sont fabriquées in-situ par combustion pyrolyse d'un composant ou changement de phase d'un liquide. 11. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 10 caractérisé en ce que le disperseur est une trompe.