Brevet FR2780496A1 — publié le 19991231

La présente invention concerne notamment le domaine des cibles et a plus particulièrement pour objet une cible thermique comportant des moyens d'émission d'une image infrarouge apte à simuler un équipement, tel par exemple un char ou une personne. La demande de brevet EP 156070 décrit une cible composée de modules multi-couches. Chaque module comporte une couche centrale électriquement conductrice telle par exemple un tissu imprégné de carbone, une couche inférieure électriquement isolante et étanche, telle par exemple un film polyester, et une couche supérieure collée à sa périphérie à la couche inférieure de façon à former une enveloppe étanche pour la couche conductrice. En option, une couche en matériau thermiquement isolant est collée sur la couche supérieure de l'enveloppe. Les modules sont destinés à être fixés sur des supports de façon contiguë afin de simuler un équipement. La forme de chacun d'entre eux peut être celle de tout ou partie d'une cible thermique. Chaque module comporte en outre deux électrodes reliées à la couche centrale conductrice. Pour simuler l'image infrarouge d'un équipement, une différence de potentiel est crée entre les deux électrodes, générant alors le passage d'un courant dans la couche conductrice qui s'échauffe. Cette couche émet un rayonnement dont la longueur d'onde est fonction de sa température. Cette dernière étant faible, généralement inférieure à 1 00 C, le rayonnement émis est du type infrarouge. Afin d'obtenir, au sein d'un même module, plusieurs zones d'émissions différentes, il est proposé de prévoir, pour chacune de ces zones, soit une composition différente de la couche conductrice, soit une épaisseur différente, soit le découpage de trous dont la dimension doit être inférieure à la résolution du système de visée utilisé. Or, ces méthodes présentent de nombreux inconvénients. Tout d'abord, la réalisation de ces modules est complexe lorsque le module comporte plus d'une zone. De plus, malgré tout le soin apporté à la réalisation du raccord entre les différentes zones, ce raccord apparaît avec un rayonnement différent de celui des deux zones, rayonnement que l'on peut qualifier d'intermédiaire et qui nuit à la précision de la simulation. De plus, on observe, toute chose étant égale par ailleurs, que lorsqu'un même module comporte deux zones comportant des tissus d'épaisseur différente, la résistance dans la zone la plus épaisse n'est pas réduite, par rapport à la zone la moins épaisse, d'un rapport équivalent à celui de l'épaisseur. Un étalonnage difficile est donc obligatoire pour définir l'épaisseur nécessaire et toute perforation entraîne une diminution de l'intensité du rayonnement donc de la précision de la simulation et seul un changement du module permet de réaliser à nouveau une bonne simulation. Enfin la réalisation de perforations fragilise la couche conductrice et présente aussi les inconvénients précédemment cités. Le but de l'invention est de résoudre ces inconvénients en proposant une cible de fabrication très simple, de maintenance aussi très simple en cas de dégradation et permettant une simulation très précise de l'image infrarouge d'un équipement ou d'une personne. La solution proposée est une cible thermique pour la simulation de l'image thermique thermique d'au moins un objet, tel un équipement ou une personne, comportant une couche en matériau électriquement conducteur reliée à deux électrodes connectées à des moyens aptes à générer, entre elles, une différence de potentiel, ladite couche étant fixée sur un support, et caractérisée en ce qu'elle comporte au moins une deuxième couche ou une plaque, parallèle à ladite première couche et dont la surface est inférieure et séparée de la première couche par au moins une entretoise. Selon une caractéristique particulière, ladite deuxième couche est une plaque comportant une ouverture, cette ouverture pouvant ou non avoir la forme dudit objet à simuler. Selon une autre caractéristique particulière, ladite deuxième couche est en matériau électriquement conducteur et reliée aux dites électrodes ou à des troisième et quatrième électrodes connectées à des moyens aptes à générer entre elles une différence de potentiel, son aire étant inférieure à celle de la première couche. Selon une caractéristique particulière permettant notamment de prendre en compte ou non les interactions thermiques entre les première et deuxième couche, la distance les séparant n'est pas uniforme sur toute leur surface se faisant face. Selon une caractéristique particulière, la cible comporte, outre la première couche, une plaque comportant une ouverture ayant la forme dudit objet à simuler et une seconde couche en matériau électriquement conducteur et reliée aux dites électrodes ou à des troisième et quatrième électrodes connectées à des moyens aptes à générer entre elles une différence de potentiel, son aire étant inférieure à celle de la première couche, ladite seconde couche et la plaque étant séparées de ladite première couche par une entretoise. Selon une caractéristique particulière, la ou lesdites couches conductrices est constituée par un tissu en fibres verre-carbone. Selon une autre caractéristique, la ou lesdites entretoise est solidaire du support. Selon une autre caractéristique, le support est constitué par un cadre, dont l'épaisseur constitue une entretoise, ce cadre pouvant avoir la forme d'un R composé de six montants de dimensions identiques. Selon une caractéristique particulière contribuant à la précision de la simulation, les électrodes sont constituées par des tresses métalliques. De plus, la couche conductrice est maintenue sur la tresse à l'aide d'une ou plusieurs pinces dont la longueur totale des mâchoires est préférablement supérieure ou égale à la longueur de la tresse D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront dans la description de modes particuliers de réalisation de l'invention au regard des figures annexées parmi lesquelles: -la figure 1 montre un schéma d'un support de cible selon l'invention - la figure 2 présente des moyens particuliers de fixation d'une cible selon l'invention sur le support. - la figure 3 présente un détail des dits moyens de fixations. - les figures 4a à 4e présentent un exemple de cible selon un premier mode de réalisation de l'invention. 4 2780496 - les figures 5a à 5d présentent un exemple de cible selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. La figure 1 présente un exemple de support de la cible selon l'invention. Ce support est un cadre composé de 6 montants tubulaires identiques 1,2, 3,4,5 et 6 de section carrée. Ces montants, qui peuvent par exemple être métalliques ou en plastique, sont disposés en R et fixés deux à deux par des pattes boulonnées 7,8. Les montants inférieurs 1 et 2, non nécessaires, sont constitutifs de pieds et n'ont, pour seule fonction, que celle de surélever la cible. Cette dernière est positionnée sur les montants supérieurs 3 à 6. Pour cela, des pinces 9, montrées par ailleurs sur la figure 2, sont fixées, par boulonnage, sur une voire deux faces d'au moins deux des montants supérieurs 3 à 6. Ces pinces comportent un socle 10 sur lequel est fixé un levier 11, comportant un bras de levier 12, ainsi qu'une poignée de blocage 100 articulée sur le levier 11 et sur le bras de levier 12. La mâchoire de la pince est constituée d'une part par le socle 10 et d'autre part, par une plaque 13 solidarisée au bras de levier 12 par des moyens 14 de réglage de l'écartement entre ladite plaque et ledit bras. La cible comporte une première couche 15 en matériau conducteur. Cette couche 15 est constituée par un tissu en fibre de verre/carbone tel par exemple celui de référence HEXEL 43596 16/34 de la société HEXEL ou CG202 de la société SEAL. La surface de ce tissu est sensiblement égale à celle du cadre supérieur délimité par les montants 3 à 6. Sur deux côtés parallèles du cadre supérieur, le tissu est inséré entre deux tresses métalliques respectivement 16a, 16b et 17a, 17b parallèles constitutives d'électrodes. Ces électrodes seront référencées respectivement 16 et 17 dans la suite. Ces tresses sont en cuivre étamé et de forme tubulaire aplatie. L'application d'une force sur une telle tresse permet de la déformer. Aussi, le serrage desdites pinces sur l'ensemble [tresse, tissus de fibres de verre/carbone, tresse] permet d'optimiser la surface de contact entre la tresse et le tissu de fibre de verre/carbone, grâce audites déformations des tresses. Les électrodes 16,17, constituées par lesdites tresses métalliques, sont connectées à des moyens 60 aptes à générer une différence de potentiel entre elles, et donc le passage d'un courant électrique au sein de ladite première couche électriquement conductrice. Au moins un thermocouple, non représenté, est disposé sur la couche électriquement conductrice. Ce thermocouple est connecté à un boîtier de commande de régulation, par exemple de la marque JUMO, lui-même relié à un générateur de tension, de préférence portatif, ce générateur étant connecté audites électrodes 16,17. Ainsi, la température est régulée à une valeur de consigne sur toute ladite première couche conductrice. Comme montré sur les figures 4a à 4e, la cible comporte une deuxième couche constituée par une plaque 20. Cette plaque, disposée parallèlement à la première couche 15 comporte une ouverture 22 dont la forme est celle de l'objet à simuler, en l'occurrence, une personne. Cette plaque est maintenue sur le cadre supérieur à l'aide de pinces 21 identiques aux pinces 9, mais disposées sur l'autre face. En d'autres termes, les pinces 9 sont fixées sur l'arrière du cadre supérieur tandis que les pinces 21 sont fixées sur l'avant du cadre supérieur. Ainsi, la première couche 15 est séparée de la plaque 20 par l'entretoise constituée par l'épaisseur des montants 5 ou 6, par chacune des épaisseurs des socles des pinces 9 et 21 et par l'épaisseur d'une tresse métallique 16 ou 17, comme montré sur la figure 3. Du fait de la séparation entre la plaque 20 et la première couche 15, il n'y a quasiment aucune interaction thermique entre les deux, I'air circulant entre eux permettant d'obtenir une température de la plaque toujours égale à celle de l'environnement. Dans le cadre du brevet EP156070, le rajout d'un isolant collé sur I'enveloppe du tissu conducteur ne permet pas, à moins de prévoir une épaisseur importante (au moins 10cm), ou une durée d'utilisation limitée, d'avoir une température à l'extérieur de l'isolant, égale à la température ambiante. Une couche 30 de tissu non électriquement conducteur est disposée entre la première couche conductrice 15 et la plaque 20. Cette couche comporte une ouverture 31. Ainsi, cette couche atténue le rayonnement émit par la première couche sauf à l'endroit de l'ouverture. Il est ainsi possible, de façon simple, de simuler des zones plus chaudes et ce, sans nécessité d'utiliser une première couche composée de plusieurs tissus électriquement conducteur comme dans le cas du brevet EP 156070. En outre, en faisant varier la distance entre la première couche et cette couche de tissu, par exemple dans la zone 32, il est possible de faire varier I'atténuation du rayonnement. Ainsi en plaquant sur la première couche et uniquement sur une zone un tissu ne comportant pas d'ouverture, ce tissu est davantage échauffé dans cette zone et sa température est plus élevée que dans le reste du tissu. Enfin, lorsqu'un dégradé de température doit être réalisé depuis le haut vers le bas, il suffit de plaquer la bordure haute du tissu 30 sur le haut de la première couche. Ainsi il apparaît un gradient de température de l'air situé entre le tissu et la première couche, cet air ne pouvant s'échapper du fait de la jonction des extrémités hautes du tissu et de la première couche. Par ailleurs, une seconde couche en matériau conducteur et de dimension inférieure à l'ouverture de ladite plaque pourrait être disposée en face de l'ouverture, et ce, soit entre la première couche et la plaque, soit dans le même plan que la plaque, soit dans un plan situé au-delà de la plaque. Cette couche conductrice est reliée à deux électrodes connectées à des moyens aptes à générer entre elles, une différence de potentiel. Selon une caractéristique particulière les moyens aptes à générer ladite différence de potentiel sont constitués par ladite première couche conductrice elle- même. En effet, la première couche 15 étant uniforme, la chute de tension est linéaire entre les deux électrodes 16 et 17. Il suffit donc de placer des troisième et/ou quatrième électrodes parallèles aux électrodes 16 et 17 sur tout ou partie de la largeur de ladite première couche, et d'une manière préférentielle, sur une partie de celle-ci non située en face de ladite ouverture. D'une façon générale, il est nécessaire d'éviter de réaliser des électrodes ponctuelles sur la première couche afin de ne pas risquer de dégrader le tissu qui la constitue. Ces électrodes sont préférentiellement fixées à des moyens de réglage de leur positionnement, tels par exemple qu'une glissière, eux même fixés au cadre. Ainsi, la différence de potentiel entre elle peut être ajustée par simple déplacement de l'une des électrodes. 7 2780496 La fonction de cette seconde couche est notamment de simuler une zone plus chaude que celle de la première couche. Du fait de la faible surface de cette seconde couche, sa résistance est très faible et une faible différence de potentiel, par exemple de l'ordre de 1V suffit pour simuler une température par exemple deux fois plus élevée que celle de la première couche. Toutefois, il est aussi possible, avec cette deuxième couche, de simuler une zone plus froide que celle de la première couche. Il suffit pour cela d'appliquer une différence de potentiel suffisamment faible au tissu. La deuxième couche est préférentiellement disposée sur un support fixé à l'un au moins des montants du cadre ou à la plaque, par l'intermédiaire d'une tige rigide. Cette tige peut présenter une courbure à angle droit à son extrémité, cette dernière étant utilisée pour suspendre la deuxième couche sur l'un des montants du cadre ou sur la plaque, dans lesquels au moins un trou de positionnement aura été réalisé au préalable. Coté support, la tige peut comporter une courbure analogue qui est emmanchée dans le support. D'une manière préférentielle, les câbles et tiges fixés respectivement à la deuxième couche et au support, sont positionnés entre la première couche et la plaque, limitant ainsi le risque d'endommagement lors du transport de la cible, de ses manutentions ou de sa maintenance. Pour la simulation, à l'intérieure de l'ouverture de ladite plaque, de zones à la température ambiante, des caches sont positionnés sur la cible d'une manière analogue à celle décrite précédemment dans le cadre de la deuxième couche. Ces caches, opaques aux rayonnements générés par la première couche, peuvent être réalisés dans le même matériau que celui de la plaque. Dans certains cas, deux zones de grande dimension et de températures distinctes doivent être réalisées. Il en est ainsi par exemple, pour la simulation de la face avant d'un char. Plusieurs solutions peuvent être utilisées. Ainsi il est possible, comme décrit précédemment d'installer une première couche conductrice de la dimension du cadre et une seconde couche conductrice, séparée de la première couche par une entretoise et connectée à des électrodes reliées soit au tissu de la première couche soit à des moyens propres de génération d'une différence de potentiel. Comme expliqué dans le brevet EP156070, la 8 2780496 température du tissu, donc les caractéristiques de son rayonnement sont principalement fonction de sa résistance (sa nature, la section cumulée des fibres, la distance entre les électrodes) et de la différence de potentiel appliquée aux électrodes. Il en résulte que le tissu conducteur de la deuxième couche peut être identique ou différent de celui de la première, mais il est préférable de choisir les caractéristiques électriques du tissu de telle sorte que, la tension à appliquer aux deux couches conductrices soit la même. Les figures 5a à 5d présentent un exemple de cible pour la simulation de l'avant d'un char. La première couche est constituée, comme montré sur la figure 5b par deux tissus conducteurs différents 40 et 41 connectés aux mêmes électrodes 42,43, ces dernières étant elles-mêmes connectées à des moyens 60 de génération d'une différence de potentiel entre les électrodes. Cette couche est fixée sur l'une des faces du cadre de la figure 5a par l'intermédiaire de pinces 45,46 et de tresses métalliques 42,43 constitutrices d'électrodes. Cette face sera appelée face arrière dans la suite. Une plaque 50 comportant une ouverture 49 ayant la forme d'une silhouette de char est fixée sur l'autre face du cadre, appelée face avant dans la suite. Cette plaque est en bois contreplaqué. Un cache 51 réalisé en contreplaqué est fixé à la plaque 50 à l'aide d'une tige telle que celle précédemment décrite. Ce cache est circulaire et simule un canon dont la température est sensiblement égale à la température ambiante. Deux supports rectangulaires habillés d'un tissu conducteur 52 sont disposés sur l'avant, en position basse et l'un sur la droite et l'autre sur la gauche de I'ouverture 49 de la plaque 50. Ces supports simulent les chenilles du char. Pour chaque support, les extrémités droite et gauche du tissu sont chacune connectées à une électrode, ces électrodes présentant entre elles une différence de potentiel. Les deux mêmes électrodes peuvent être utilisées pour les deux supports. Ces supports sont fixés sur la plaque 50, par exemple par emmanchement à force d'une tige telle que celle précédemment décrite. De la même manière, d'autres supports habillés 55,56,57,58 sont fixés sur la plaque, la nature du tissu d'habillage électriquement conducteur étant le même ou différent de ceux de la première couche et de celui des supports 52. Ainsi, chacun des tissus des supports habillés 52,55,56,57,58 est chauffé par le passage d'un courant lorsque qu'une différence de potentiel lui est appliquée. La tension qui leur est appliquée est choisie de manière à obtenir la température représentative de la partie du char considérée, cette température correspondant à la température réelle du char à l'endroit simulé. La mise en oeuvre de l'invention selon ces variantes de réalisation est très simple. En effet, les pinces étant pré-montées sur des montants, I'assemblage de ces derniers à l'aide des dites pattes, pour constituer le cadre, est très rapide. La première couche conductrice ainsi que les différentes électrodes sont positionnées à l'aides des pinces, au moins une partie de ces électrodes étant reliée à des moyens aptes à générer une différence de potentiel entre elles. La plaque 20 est ensuite fixée au cadre à l'aide de pinces. Les caches et les supports habillés sont ensuite positionnés. Par rapport à l'état de la technique, la fabrication des éléments constitutifs de I'invention est beaucoup plus simple. Pour ce qui est du tissu conducteur constitutif de la première couche, un rouleau, de la largeur du cadre, peut être disposé sur celui-ci et le tissu déroulé et coupé afin de remplacer une première couche détériorée. Pour les caches et supports habillés, il suffit de découper les formes, par exemple dans du bois contreplaqué et, pour ces derniers, de les habiller avec un tissu conducteur, par exemple par collage. De plus, le montage de la cible est simplifié, la forme des caches et support évoquant immédiatement la zone qu'il simule. Leur remplacement, en cas d'endommagement, est aussi extrêmement simple. Par ailleurs une telle cible à une inertie très faible. Elle peut donc simuler un objet se déplaçant et ce, sans période transitoire du point de vue des températures et de façon beaucoup plus précise qu'une cible telle que celle décrite dans le brevet EP156070 et comportant un isolant. Enfin on peut noter que, comme dans le cas du brevet EP156070, la première couche peut être insérée dans une enveloppe étanche 2780496 REVENDICATIONS 1 Cible thermique pour la simulation de l'image thermique d'au moins un objet, tel un équipement ou une personne, comportant une couche (15) en matériau électriquement conducteur reliée à deux électrodes (16; 17) connectées à des moyens (60) aptes à générer, entre elles, une différence de potentiel, ladite couche étant fixée sur un support (1; 2; 3; 4; 5; 6), caractérisée en ce qu'elle comporte au moins une deuxième couche (20; 30; 50; 52; 55; 56; 57; 58) ou une plaque, parallèle à ladite première couche et dont la surface est inférieure et séparée de la première couche par au moins une entretoise (5; 10; 15; 16). 2 Cible thermique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite deuxième couche est une plaque (20; 50) comportant une ouverture (22; 49), cette ouverture pouvant ou non avoir la forme dudit objet à simuler. 3 Cible thermique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite deuxième couche comporte un matériau électriquement conducteur et est reliée aux dites électrodes (16; 17) ou à des troisième et quatrième électrodes connectées à des moyens aptes à générer entre elles une différence de potentiel, son aire étant inférieure à celle de la première couche. 4 Cible thermique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les première et deuxième couches sont séparées par une distance qui n'est pas uniforme sur toute leur surface se faisant face. Cible thermique selon la revendication 2, caractérisé en ce que la cible comporte, outre la première couche, une plaque comportant une ouverture ayant la forme dudit objet à simuler et une seconde couche en matériau électriquement conducteur et reliée aux dites électrodes ou à des troisième et quatrième électrodes connectées à des moyens aptes à générer entre elles une différence de potentiel, son aire étant inférieure à celle de la première couche, ladite seconde couche et la plaque étant, au moins en partie, séparées de ladite première couche par une entretoise. 6 Cible thermique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la ou lesdites couches conductrices est constituée par un tissu en fibres verre-carbone. 7 Cible thermique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'entretoise est solidaire du support. 8 Cible thermique selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le support est constitué par un cadre, dont l'épaisseur constitue une entretoise. 9 Cible thermique selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le cadre est composé de montants identiques. Cible thermique selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les électrodes (16,17) sont constituées par des tresses métalliques. 11 Cible thermique selon la revendication 10, caractérisé en ce que la première couche conductrice est maintenue sur la tresse à l'aide d'une ou plusieurs pinces dont la longueur totale des mâchoires est préférablement supérieure ou égale à la longueur d'une tresse métallique.