Brevet FR2731786A1 — publié le 19960920

La présente invention concerne un écran pour camoufler le rayonnement infrarouge et particulièrement pour camoufler le rayonne- ment infrarouge d'une source de rayonnement ou source de chaleur. Le brevet Danois N 83.274 décrit un dispositif à circula- tion d'air destiné à être utilisé devant des cheminées, de préfé- rence à feu ouvert, et consistant en un écran creux dont le volume intérieur est ouvert en haut et en bas. L'écran comporte deux parois transparentes parallèles, deux parois Latérales et, facultativement, des cloisons, qui sont de préférence également transparentes et sont disposées parallèlement au rayonnement thermique et aux parois laté- rales. Les éléments formant les parois sont en une matière plastique, absorbant de préférence les rayons infrarouges, en polyméthacrylate de méthyle par exemple. Par conséquent, le rayonnement de chaleur émis par la cheminée atteindra dans une mesure limitée seulement les objets et les personnes se trouvant dans la pièce, une partie essentielle du rayonnement étant absorbée par l'écran et émise par celui-ci sous forme de chaleur à la circulation d'air verticale dans la pièce. En raison de l'échauffement de la paroi située le plus à l'intérieur, de l'air est aspiré en bas de l'appareil et en ressort par le haut, ce qui crée une circulation d'air contribuant au chauffage rapide de l'air dans toute la pièce. Ce dispositif ne convient pas pour camoufler ou masquer le rayonnement infrarouge émis par le système d'échappement d'un véhi- cule dans la mesure o le matériau choisi ne résiste pas aux hautes températures à proximité immédiate du système d'échappement et que les gaz d'échappement, si un tel écran était disposé pour camoufler le rayonnement infrarouge du système d'échappement, formeraient un courant très chaud au-dessous et autour de la paroi ou plaque exté- rieure, de sorte que cette plaque serait également portée à une haute température et émettrait à son tour un rayonnement infrarouge. Un éventuel détecteur à infrarouge de l'ennemi serait donc capable de faire apparaître distinctement, sur le visuel du détecteur, la signature caractéristique du tuyau d'échappement en question. Le meilleur camouflage obtenu jusqu'à présent du système d'échappement et du moteur, lesquels constituent les sources de rayonnements infrarouges les plus intenses d'un véhicule, a été réa- lisé en couvrant le système d'échappement d'une nappe de matériau isolant et perméable à l'air, en particulier de laine minérale. Cette méthode convient relativement bien pour de courtes périodes de fonctionnement, mais si le moteur doit tourner longtemps, la nappe s'échauffera progressivement jusqu'à une température fournis- sant une signature nette sur un détecteur à infrarouge. Il existe donc un besoin de camouflage, en particulier d'objets émettant des rayons infrarouges, pour empêcher la détection par l'adversaire au moyen des détecteurs à infrarouge, lesquels deviennent de plus en plus sensibles. Le but de la présente invention est de procurer un écran, du type indiqué ci-dessus, qui permette de camoufler efficacement le rayonnement infrarouge émis par le système d'échappement d'un moteur à combustion interne, de manière que la signature captée par un détecteur à infrarouge ne diffère pas sensiblement de celle de l'environnement. Selon l'invention, un écran comme défini au début est caractérisé en ce qu'il est constitué d'au moins deux plaques opaques, disposées essentiellement en parallèle, dont au moins la ou les pla- ques situées le plus près de la source de rayonnement sont réfrac- taires, que les plaques sont disposées avec des intervalles entre elles, intervalles qui sont ouverts au moins en haut et en bas, et que la première plaque, située le plus près de la source de rayonne- ment, notamment le système d'échappement d'un moteur à combustion interne, est adaptée intimement à la partie du carter du moteur ou d'un dispositif semblable portant l'écran. De cette manière, on peut utiliser des plaques capables de résister à la haute température qui règne à proximité immédiate du système d'échappement, les gaz d'échappement chauds venant frapper la première plaque de l'écran. La chaleur pénètre cette plaque et l'air dans le premier intervalle est échauffé, ce qui crée dans cet intervalle une circulation d'air naturelle,due à la différence de temperature, avec aspiration d'air atmosphérique d'en bas et depuis les côtés. La circulation est encore amplifiée par l'effet d'aspiration ou effet venturi à l'endroit o les gaz d'échappement quittent le bord de la plaque. Cette circulation d'air réduit la température dans le premier intervalle, avec le résultat que la plaque suivante est chauffée moins que la première. Ce processus se répète pour l'inter- valle et la olaoue suivants. En fonction de la température du gaz, quatre à six intervalles suffisent normalement à réduire la tempé- rature de la plaque extérieure jusqu'à celle de l'environnement, de sorte que sa signature sur un détecteur à infrarouge ne peut pas être distinguée de celle de l'environnement. Comme la première pla- que est adaptée intimement à la sortie des gaz d'échappement,ceux-ci sont empêchés de chauffer directement les autres plaques. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: -les plaques sont reliées par paires à des éléments d'espa- cement mutuellement décalés et qui sont attachés aux plaques par rivetage, soudage, vissage ou d'une manière analogue; -les éléments d'espacement sont prévus seulement dans la zone des bords des plaques; - les éléments d'espacement ont des longueurs inégales; -les éléments d'espacement entre les première et deuxième plaques les plus proches de la source de rayonnement sont les plus longs et les éléments d'espacement entre les plaques plus éloignées de la source de rayonnement diminuent graduellement en longueur; et -les intervalles entre les plaques sont ouverts de tous côtés et la hauteur des plaques augmente de préférence avec l'éloi- gnement de la source de rayonnement. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de deux modes de réalisation non limitatifs, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels: -La figure 1 est une vue en plan partiellement en coupe d'un écran selon l'invention; -la figure 2 est une coupe prise suivant la ligne A-A et dans le sens des flèches de la figure 1; -la figure 3 est une vue en plan d'un écran selon un autre mode de réalisation de l'invention, actuellement préféré; et -la figure 4 est une coupe prise suivant la ligne B-B et dans le sens des flèches de La figure 3. Les figures 1 et 2 montrent un écran 10 selon l'invention. L'écran de cet exemple se compose de sept plaques 11-17. Le nombre des plaques peut varier entre deux au moins et un nombre quelconque au- delà de sept, suivant l'application et suivant les besoins de camouflage (comme indiqué également dans ce qui va suivre). Les pla- ques 11-17 sont maintenues à distance les unes des autres par des éléments d'espacement 21-26. Les éléments 21-26 peuvent avoir la même longueur pour former les intervalles 31-36 de même largeur. Cependant, comme représenté, il est préférable que les éléments d'espacement 21-26 aient des longueurs différentes pour créer des intervalles 31-36 de largeurs différentes, lesquelles peuvent ne pas varier, dans un intervalle donné, sur toute la hauteur de l'écran 10. Il est pos- sible aussi de faire varier la longueur des éléments d'espacement 21-26 entre deux plaques voisines, de manière que les plaques forment une disposition en éventail avec des intervalles 31-36 qui s'élargissent dans une direction donnée, de préférence vers le haut. Pour son montage sur le châssis porteur d'un moteur à combustion interne, l'écran 10 possède des pattes 18 pour la fixa- tion articulée de l'écran sur une partie du châssis. L'écran peut être fixé en plus,ou en variante,d'une autre manière, en elle-même connue, sur la construction portante, par exemple sur la base d'un générateur. On peut prévoir à cet effet des vis et des trous taraudés dans la construction de support, des boulonnages, des soudages ou des collages. Si l'écran est placé autour du système d'échappement d'un char de combat par exemple et s'il est suspendu dans des charnières, il est possible aussi d'utiliser des fixations connues à blocage (non représentées) pour la fixation fiable, par serrage, de la plaque extérieure 17 par exemple et qui peuvent être ouvertes de façon connue (donc non décrite) de l'intérieur du char. A cet égard, il est préférable d'installer un ou plusieurs vérins entre la plaque extérieure 17 de l'écran et le châssis du char afin de permettre le soulèvement de l'écran 10 et de produire ainsi l'écoulement de l'eau ayant pu s'accumuler dans la cavité entre la plaque intérieure 11 adaptée intimement à la coque du char et cette coque. Les plaques 11-16 de l'écran peuvent être constituées par des plaques d'acier relativement minces, par exemple de 1 à 4 mm, de préférence de plaques d'acier inoxydable 18/8 d'une épaisseur de 1,5 mm, matériau dont la surface brillante est caoable de réflé- chir la chaleur rayonnante et qui est en même temns très ductile, capable de résister aux secousses d'un char. La plaque extérieure 17 est une plaque d'acier épaisse, de 10 à 12 mm par exemple, et sert en même temps à maintenir tout l'écran-10 en place. Suivant le problème de camouflage à résoudre, les plaques 11-17 peuvent égale- ment être fabriquées d'autres matériaux, en particulier de ceux appartenant au groupe comprenant les céramiques et un matériau plas- tique adéquat ou un matériau semblable susceptible d'être renforcé. L'emploi d'un matériau plastique apporte un gain considérable en poids et peut aussi avoir des avantages économiques comparativement à l'acier. En particulier, une ou plusieurs des plaques 14-17, situées le plus loin de la source de rayonnement, peuvent être en plastique. Les éléments d'espacement 21-26 sont en un matériau conve- nant pour l'assemblage des plaques choisies; pour relier les plaques d'acier mentionnées plus haut, ils sont constitués par des rivets d'acier inoxydable d'un diamètre compris entre 3 et 8 mm, de 5 mm par exemple. Au lieu de river les plaques 11-17, on peut les relier aussi par paires à des éléments d'espacement - facultativement isolants - fixés par soudage, boulonnage ou d'une manière semblable, les éléments d'espacement étant mutuellement décalés afin de réduire la conduction thermique. Dans le même but, les éléments d'es- pacement 21-26 peuvent être placés à proximité des bords d'au moins deux plaques, surtout dans les équipements stationnaires. Afin de parfaire le camouflage du rayonnement infrarouge d'un système d'échappement, il peut être avantageux, dans certains cas, de remplir un ou plusieurs des intervalles ouverts 31-36 complè- tement ou partiellement avec un matériau isolant, perméable à l'air et camouflant le rayonnement, par exemple sous forme d'une nappe de laine minérale 19 dont les fibres sont très espacées, comme indi- qué sur le côté gauche de la figure 1 pour l'intervalle 32. Le matériau constitutif et l'épaisseur de la plaque exté- rieure 17 dépendent des contraintes auxquelles cette plaque doit résister; elle est constituée notamment par une plaque d'acier d'une épaisseur de 8 à 15 mm, particulièrement de 10 à 13 mm et de préférence de 12 mm, qui maintient l'écran 10 en place à l'aide o10 de vis de haute résistance, qui sont vissées directement dans la construction de support du véhicule ou à l'aide de fixations spécia- les, en elles-mêmes connues, du type "bouteille de soda", fixa- tions qui peuvent être ouvertes et fermées de l'intérieur du char, ou par tout autre moyen de fixation adéquat. Afin qu'elles ne dépassent pas des côtés du char, les quatre plaques intérieures 11, 12, 13 et 14 de l'écran sont dis- posées en travers des rangées extérieures des ouvertures d'échap- pement du système d'échappement 2 en forme de grille. Afin d'empê- cher que les gaz d'échappement qui en sortent ne montent dans les intervalles 31, 32, 33 et éventuellement 34, un déflecteur 4 est monté en travers de ces ouvertures pour guider les gaz d'échappe- ment vers le haut dans la plaque intérieure 11. Les figures 3 et 4 montrent un mode de réalisation actuelle- ment préféré de l'écran selon l'invention; les mêmes références y désignent des éléments correspondants. L'écran 10 de ce mode de réalisation comporte seulement cinq plaques 11-15 et délimite donc seulement quatre intervalles 31-34, ce qui s'est révélé suffisant pour obtenir sur la plaque extérieure 15 une température voisine de la température environnante lorsque l'écran est utilisé sur un véhicule blindé tel qu'un char par exemple. Pour ce qui concerne la soustraction à la détection ou le camouflage de la source de rayonnement infrarouge, en l'occur- rence le système d'échappement 2, l'écran selon l'invention fonc- tionne comme décrit ci-après. La plaque intérieure 11 est chauffée de façon intense - jusqu'à environ 500 C -, tant par rayonnement de chaleur que par le passage sur elle des gaz d'échappement issus de la source de rayon- nement et s'écoulant suivant les flèches g (figure 4). La plaque 11 est ainsi chauffée et il en va de même pour l'air dans l'intervalle intérieur 31, dans lequel s'établit une circulation naturelle vers le haut, de sorte que de l'air atmosphérique frais, ayant la tempé- rature de l'environnement, pénètre dans l'intervalle 31 d'en bas, suivant les flèches a, et depuis les côtés. La vitesse du courant d'air ascendant est encore augmentée par l'effet d'aspiration pro- duit par les gaz d'échappement montants sur le bord supérieur de la plaque 11. Sur le côté intérieur de la première plaque 11, on obtient ainsi une température qui est inférieure à celle des gaz d'échappement. La plaque 12 suivante est chauffée par rayonnement par la plaque 11 et l'air chaud ascendant à une temperature qui est nettement inférieure à celle de la plaque 11. Ce processus se répète pour l'intervalle 31 et la plaque 13, et ainsi de suite, jusqu'à l'intervalle 34 ou 36 et la plaque 15 ou 17, la dernière plaque présentant essentiellement la température environnante. Par suite, un détecteur de lumière infrarouge recevra de l'échappe- ment un signal qui ne se distingue pas clairement des signaux reçus de l'environnement. La source de rayonnement est ainsi camou- flée pour un détecteur de lumière infrarouge. Ainsi qu'il ressort des figures 2 et 4, il est préféra- ble que la hauteur des plaques augmente, depuis la plaque intérieure 11 jusqu'à la plaque extérieure 15 ou 17, si l'on veut obtenir un camouflage encore meilleur. Comme déjà mentionné, la première plaque ou plaque inté- rieure 11 doit être adaptée intimement à la plaque 1 qui constitue l'élément extérieur de la source de rayonnement, ceci afin d'assu- rer que tous les gaz d'échappement montent en passant devant la plaque intérieure 11, en empêchant que des gaz chauds traversent les intervalles 31-36, ce qui détruirait l'effet du camouflage. Le déflecteur 4 a le même but. Le risque existe cependant que des condensats et de l'eau de pluie se rassemblent dans la cavité ainsi formée et compromettent l'effet du camouflage. Afin de l'éviter, l'écran est monté à charnières sur le carter, la coque ou un élément semblable, de manière que l'écran puisse être soulevé légèrement à la main,àl'aided'un levier, afin de permettre l'écou- lement de l'eau; une telle disposition facilite par ailleurs le nettoyage des intervalles. Il est toutefois préférable d'utiliser un vérin mû par un fluide de pression, qui est articulé sur la plaque 1 et l'écran et qui peut être télécommandé de manière connue. A cet égard, il est préférable en plus que les moyens de fixation, si de tels moyens ont été prévus, puissent être détachés ou ouverts depuis l'intérieur du char, de sorte qu'il n'est pas nécessaire qu'un occupant du véhicule sorte de celui-ci, éventuellement dans une zone à contami- nation ABC, pour dégager l'écran. - L'invention convient de manière générale pour le camou- flage des rayonnements intrarouges et en particulier pour être utilisé en combinaison avec des sources de rayonnements mobiles, des moteurs à combustion interne par exemple. La construction de l'écran a également pour effet que le fracas du moteur est guidé vers le haut, si bien que la source de bruit est également camouflée dans une certaine mesure. Bien que deux modes de réalisation spécifiques seulement aient été représentés et décrits, il sera évident pour l'homme de l'art que différentes modifications et variantes seront possibles, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Ecran pour camoufler le rayonnement infrarouge et parti- culièrement pour camoufler le rayonnement infrarouge d'une source de rayonnement ou source de chaleur (2), caractérisé en ce qu'il est constitué d'au moins deux plaques opaques (11-17), disposées essen- tiellement en parallèle, dont au moins la ou les plaques (par exem- ple 11-14) situées le plus près de la source de rayonnement résis- tent à la chaleur, que les plaques (11-17) sont disposées avec des intervalles (31-36),intervalles qui sont ouverts au moins en haut et en bas, et que la première plaque (11), située le plus près de la source de rayonnement, notamment le système d'échappement (2) d'un moteur à combustion interne, est adaptée intimement à la partie (1) du carter du moteur ou d'un dispositif semblable portant l'écran (10). 2. Ecran selon la revendication 1, caractérisé en ce que les plaques (1117)sont reliées par paires à des éléments d'espacement mutuellement décalés (21 à 26) et qui sont attachés aux plaques par rivetage, soudage, vissage ou d'une manière analogue. 3. Ecran selon la revendication 2, caractérisé en ce que les éléments d'espacement sont prévus seulement dans la zone des bords des plaques (11 à 17). 4. Ecran selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que les éléments d'espacement (21 à 26) ont des longueurs inégales. 5. Ecran selon la revendication 4, caractérisé en ce que les éléments d'espacement (21) entre les première (11) et deuxième (12) plaques les plus proches de la source de rayonnement (2) sont les plus longs et que les éléments d'espacement (21 à 26) entre les plaques (12 et 13, 13 et 14, 14 et 15, 15 et 16, 16 et 17) plus éloignées de la source de rayonnement (2) diminuent gra- duellement en longueur. 6. Ecran selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que la longueur des éléments d'espacement varie vers le haut lorsque l'écran 1O)est monté sur des pièces portant la source de rayonnement ou sur d'autres pièces reliées solidement à elles. 7. Ecran selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les plaques (11 à 13 ou 14 par exemple) situées le plus près de la source de rayonnement (2) sont faites d'un matériau capable de résister à de hautes tempé- ratures, par exemple d'acier ou d'un autre métal ou de céramique, tandis que une ou plusieurs des plaques (14-16 par exemple) situées plus loin de la source de rayonnement peuvent être faites d'un métal, d'acier par exemple, de céramique, d'une matière plas- tique adéquate ou d'un matériau semblable susceptible d'être renforcé. 8. Ecran selon l'une quelconque des revendications pré- cédentes, caractérisé en ce que l'un ou plusieurs des intervalles ouverts (31 à 36) sont remplis complètement ou partiellement avec un matériau de camouflage, par exemple sous forme d'une nappe de laine minérale (19) dont les fibres sont très espacées les unes des autres. 9. Ecran selon l'une quelconque des revendications pré- cédentes, caractérisé en ce que l'une des plaques de l'écran (10), spécialement celle située le plus près de la source de rayonnement (2), est articulée ou montée à charnières sur des parties de la source de rayonnement, par exemple sur une plaque (1) faisant partie du carter d'un moteur, de manière que tout l'écran (10) puisse être écarté par pivotement des pièces sur lesquelles il est monté. 10. Ecran selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que les intervalles entre les plaques sont ouverts de tous côtés et que la hauteur des plaques (11 à 17) augmente de préférence avec la distance par rapport à la source de rayonnement.