Brevet FR2793973A1 — publié le 20001124

PROCEDE NON DANGEREUX POUR LES PERSONNES DE NEUTRALISATION A DISTANCE D'UN OBJECTIF COMPORTANT DES EQUIPEMENTS ELECTRONIQUES, ET DISPOSITIF DE MISE EN OEUVRE La présente invention se rapporte à un procédé non dangereux pour les personnes de neutralisation à distance d'un objectif comportant des équipements électroniques, et à un dispositif de mise en ceuvre de ce procédé. Lorsque des militaires veulent empêcher des avions ou des hélicoptères de décoller, ou arrêter des véhicules terrestres, ils les détruisent et/ou détruisent les pistes d'aéroports ou les routes qu'empruntent les véhicules terrestres. Pour ce qui est de la destruction des avions, on connaît des systèmes à mines et détecteurs d'approche. Ces systèmes agissent soit comme des mines enfouies le long des pistes d'aéroports, soit comme des roquettes tirées horizontalement à partir de postes de tir camouflés à quelques dizaines de mètres de la piste. L'ordre de tir de ces systèmes est donné lors du passage de l'avion. La destruction des pistes se fait généralement par des munitions antipiste pénétrant la couche de béton constituant la dalle de piste, et soulevant la dalle après explosion. Quelles que soient les solutions utilisées, l'arrêt des véhicules entraîne leur destruction et/ou la mort de leurs occupants. De même, lorsque les militaires veulent empêcher l'ennemi d'utiliser des moyens de télécommunication et des radars, ils bombardent les bâtiments qui les abritent ou les emplacements où ils ont été disposés. Là aussi, il y a un risque de destruction de matériel et/ou de mort d'hommes. D'autre part, lorsque les forces de l'ordre veulent intercepter un véhicule suspect, soit elles utilisent des herses destinées à crever les pneus de ces véhicules, soit elles tirent des balles dans ces pneus. Dans les deux cas, les véhicules en question risquent un accident pouvant mettre en danger la vie de leurs occupants. La présente invention a pour objet un procédé de mise hors d'état de nuire, de façon au moins temporaire, de véhicules et d'équipements, sans les détruire complètement et ne présentant pratiquement aucun risque pour la vie des personnes les occupant ou les exploitant, respectivement. La présente invention a également pour objet un dispositif de mise en #uvre de ce procédé, dispositif qui soit simple à réaliser et à mettre en #uvre, dont l'utilisation puisse être la plus discrète possible et qui soit facilement déplaçable. Le procédé conforme à l'invention consiste à envoyer vers l'objectif à neutraliser une impulsion électromagnétique d'une durée de quelques microsecondes, d'une puissance crête de plusieurs mégawatts, dont le f ront de montée est avantageusement d'au moins environ 10 W/ps, à l'aide d'un émetteur portable déclenché lorsqu'il est en vue de l'objectif. Le dispositif de neutralisation conforme à l'invention est contenu dans une valise renfermant une source d'énergie électrique, un dispositif de production d'impulsion électromagnétique relié à des moyens de déclenchement et un émetteur de faisceau électromagnétique. De façon avantageuse, le dispositif de production d'impulsion électromagnétique comporte un dispositif compresseur de champ magnétique à moyens pyrotechniques. De préférence, ce dispositif compresseur est associé à un dispositif d'augmentation de la raideur du front de montée de l'impulsion électromagnétique produite. La présente invention sera mieux comprise a la lecture de la deschption détaillée de plusieurs modes de réalisation, pris à titre d'exemples non limitatifs et illustrés par le dessin annexé sur lequel : L'invention s'adresse à la neutralisation d'objectifs tels que des véhicules ou des équipements comportant des circuits électroniques dont la mise hors service est susceptible au moins de dégrader le fonctionnement de ces objectifs, et, de préférence, d'arrêter le fonctionnement de ces objectifs (arrêt rapide des véhicules, panne des équipements de radiocommunication, ... ). Cette mise hors service des objectifs se produit ainsi pratiquement sans risque pour les personnes se trouvant à proximité de ces objectifs. Dans le cas de véhicules, les circuits électroniques pouvant être mis hors service sont en particulier les circuits de commande d'injection de carburant, et, pour les avions, ceux de la plupart des dispositifs d'aide à la navigation aérienne. On a représenté en figure 1, une route 1 sur laquelle se déplace une voiture automobile 2 supposée suspecte. On dispose près de cette route, en un endroit discret, une valise 3 contenant un émetteur d'impulsion électromagnétique, et décrite ci-dessous. La valise 3 est disposée de façon que l'impulsion qu'elle émettra au passage du véhicule soit dirigée vers le compartiment moteur du véhicule 2 lorsqu'il passera au niveau de la valise 3. Afin de détecter le passage du véhicule 2 et de déclencher au bon moment l'émission de l'impulsion électromagnétique, la valise 4 émet un faisceau laser 4 sensiblement perpendiculaire à la direction de déplacement du véhicule 2 sur la route 1. Ce faisceau 4 se réfléchit sur un réflecteur 5 disposé en face de la valise 3, de l'autre côté de la route 1, pour être détecté par un détecteur approprié contenu dans la valise. L'interruption de ce faisceau 4 par l'avant du véhicule 2 déclenche l'émission de l'impulsion électromagnétique qui détruit ou endommage sérieusement les circuits électroniques essentiels du véhicule (commande d'injection de carburant ... ). En outre, un dispositif de télécommande 6 permet de n'activer la valise 3 que si le véhicule 2 à stopper a été identifié comme devant être stoppé, ceci afin de ne pas stopper les véhicules non suspects. Ce dispositif 6 est, bien entendu, manipulé par un membre des forces de l'ordre posté en un endroit discret d'où il peut aisément identifier les véhicules avant leur passage au niveau de la valise 3. L'émission de l'impulsion électromagnétique par la valise 3 est très brève (quelques ps par exemple), et crée sur le véhicule 2 une densité de puissance très élevée, par exemple supérieure à 10 W/cm2), ce qui dépasse largement les valeurs usuelles de tenue en puissance des composants électroniques utilisés dans les véhicules de tourisme, ces composants étant alors fortement endommagés, ce qui provoque l'arrêt du véhicule. On a représenté en figure 2 une piste 7 de décollage d'avions. La valise 8 de l'invention est disposée discrètement, à faible ou moyenne distance (quelques centaines de mètres au maximum) de la piste 7, de façon que le faisceau 9 d'émission de son impulsion électromagnétique soit sensiblement perpendiculaire à la direction de la piste, à la hauteur de la carlingue de l'avion 10 lorsque ce dernier occulte le faisceau 9. Lors du passage de l'avion 10, le faisceau laser émis par l'émetteur laser de la valise 8 se réfléchit sur les parois métalliques de l'avion, et au moins une partie du faisceau laser réfléchi revient vers le capteur correspondant de la valise, ce qui déclenche aussitôt l'émission de l'impulsion électromagnétique. Bien entendu, les orientations respectives en azimut du faisceau laser et du faisceau de l'impulsion électromagnétique sont telles que le faisceau laser intercepte l'avion suffisamment à l'avance pour qu'il y ait réflexion pratiquement à coup sûr sur une surface latérale importante de l'avion et pour que le faisceau électromagnétique 9 illumine la partie sensible de l'avion (par exemple son poste de pilotage). Bien entendu, dans les deux exemples de mise en #uvre décrits ci-dessus, on ajuste, lors de la mise à poste de la valise, la sensibilité du récepteur laser, la distance de mise à poste en fonction de la topologie du terrain, des conditions météorologiques, du besoin de discrétion et de la densité de puissance du faisceau de l'impulsion électromagnétique que l'on veut obtenir à l'incidence sur l'objectif, compte tenu du gain et de l'ouverture de l'antenne (décrite ci-dessous) d'émission de l'impulsion électromagnétique. Il est également bien entendu que si l'on désire neutraliser dans un laps de temps assez court (par exemple inférieur au temps de recharge de la valise) plusieurs objectifs différents dans la même zone, on dispose plusieurs telles valises, ou bien, si, par exemple dans le cas de la neutralisation d'un avion, on veut augmenter les chances de neutralisation complète, on peut disposer plusieurs valises dont les faisceaux électromagnétiques sont soit concourants en une même zone d'incidence sur l'avion, soit distincts le long de la trajectoire de décollage, avec, le cas échéant, des orientations différentes du faisceau laser par rapport à cette trajectoire, afin d'obtenir plus sûrement un faisceau laser réfléchi en direction du récepteur laser de la valise, quelles que soient les formes de l'avion sur lesquelles se réfléchissent les faisceaux laser. On a représenté en figure 3 l'utilisation de l'invention pour dégrader, ou détruire partiellement au moins, des moyens de communication 11 (par exemple : poste émetteur-récepteur, récepteur à parabole pour émissions de satellites, radio, ... ). La valise 12 d'émission d'impulsion électromagnétique est disposée en un endroit situé à une distance convenable des moyens de communication 11 pour en assurer le camouflage, tout en tenant compte de la densité de puissance que l'on veut appliquer aux circuits de ces moyens de communication (de préférence, un champ électrique supérieur à quelques kV /m), du gain et de l'ouverture de l'antenne d'émission de l'impulsion électromagnétique. Elle est avantageusement télécommandée. On a représenté en figure 4 une vue en coupe schématique d'un émetteur d'impulsions électromagnétiques 13 conforme à l'invention. Les différents sous-ensembles composant cet émetteur sont logés dans une valise 14 munie d'une poignée de transport 15, et comportant des pieds réglables 16 permettant de l'orienter dans la direction désirée. Les différents sous-ensembles que renferme la valise 14 sont les suivants : - un module 17 compresseur de champ magnétique (voir figures 5A et 6) disposé dans un caisson de sécurité 18 - un module transformateur électrique 19 - un module de commutation 20 ; - une source d'énergie électrique 21 - un module électronique 22 de supervision des autres modules ; un module 23 récepteur (ou bien émette u r-récepte u r) de télécommande, pour l'activation à distance de la valise, relié à une antenne 23A, par exemple télescopique, fixée sur la paroi supérieure de la valise 13 ; un module 24 émetteur laser et récepteur d'écho laser coopérant, le cas échéant, avec un réflecteur de faisceau laser 25 (voir figure 1) ; un tube hyperfréquences 26 capable d'émettre une puissance crête de plusieurs mégawatts ; une antenne 27 d'émission d'impulsions électromagnétiques. Les ouvertures pratiquées dans la valise 14 pour laisser passer le faisceau laser et celui de l'impulsion électromagnétique sont fermées par des fenêtres 28, 29 respectivement, qui sont transparentes à ces faisceaux respectifs. Seuls les éléments 17-18, 19, 20, et 22 sont décrits ci-dessous, les autres éléments étant bien connus en soi. Comme expliqué ci-dessous, le dispositif de l'invention fait appel à un dispositif de compression de champ magnétique (faisant office d'amplificateur de courant) utilisant une petite charge explosive (d'une masse de 50 à 100 g, par exemple). Il peut être nécessaire, dans certaines applications, d'utiliser plusieurs fois de suite la valise, et donc de recharger une nouvelle charge explosive après chaque utilisation (en particulier dans l'application de la figure 1). Ces recharges doivent être sécurisées, c'est-à- dire qu'elles doivent résister à l'explosion d'une masse de 50 à 100 g d'explosif, donc à des pressions supérieures à 1 kbar. On a représenté en figure 6 une telle recharge sécurisée, décrite ci-dessous. On a représenté en figures 5A et 5B le compresseur de champ magnétique et le circuit électrique dans lequel il est inséré. On a représenté en figure 5B le circuit 30 de production d'impulsions électromagnétiques courtes (d'une durée de quelques ps) et de forte puissance (par exemple 1 kA sous plusieurs dizaines de kV) avec un f ront de montée relativement escarpé (par exemple d'environ 10 kV/ps). Le circuit 30 comporte un condensateur 31 relié via un interrupteur 32 à une source d'énergie électrique 33 (par exemple une batterie). En outre, une électrode du condensateur 31 est reliée par un autre interrupteur 34 à une première borne d'un solénoïde 35 dont l'autre borne est reliée à l'enroulement primaire 36 d'un transformateur 37. Un dispositif 38 piégeur de champ magnétique, ayant à la fois le rôle d'interrupteur de courant et de rhéostat pour le solénoïde 35 relie, lorsque sa partie formant interrupteur est fermée, le point commun du solénoïde 35 et de l'interrupteur 34 à l'extrémité de l'enroulement primaire 36 non reliée au solénoïde 35, cette dernière extrémité étant reliée à la masse (à laquelle sont reliés la deuxième électrode du condensateur 31, un pôle de la source 33 et une extrémité de l'enroulement secondaire 39 du transformateur 37). En parallèle sur cet enroulement 39, on branche un circuit parallèle comportant, dans une branche, un premier dispositif de commutation 40, et dans l'autre branche, un deuxième dispositif de commutation 41 en série avec un tube hyperfréquence 42. Comme représenté en figure 5A, le dispositif 43 compresseur de champ disposé dans le module 17 comporte un premier tube cylindrique 44 rempli d'explosif 45. Ce tube 44 constitue le dispositif piégeur de champ 38 de la figure 5B. Ce peut être par exemple un tube conducteur de l'électricité en cuivre, dont la paroi a une épaisseur d'environ 1 à 1,5 mm. Le tube 44 est entouré à distance par le solénoïde 35 enroulé concentriquement par rapport à l'axe 46 du tube 44. Le diamètre du solénoïde 35 est par exemple double de celui du tube 44. La longueur axiale du solénoïde 35 est égale à celle du tube 44. Le solénoïde 35 est entouré d'une enveloppe diélectrique 47 qui l'enserre. L'enveloppe 47 est réalisée par exemple en fibres de Kevlar ou de carbone. On accole à l'une des extrémités du tube 44 et du solénoïde 35 un dispositif électronique 48 de mise à feu relié à un détonateur 49 en contact avec l'explosif 45. Lorsque l'explosif 45 est mis en détonation par le détonateur 49, il provoque l'expansion radiale du tube conducteur 44 et sa mise en contact progressive avec les spires du solénoïde 35, ce qui provoque en fin d'expansion un court-circuit entre le point commun au solénoïde et au commutateur 34 et la masse (court-circuit équivalent à la fermeture de l'interrupteur 38). Ceci a pour conséquence de piéger l'énergie électrique primaire dans le solénoïde 35, tout en diminuant progressivement son inductance. Le compresseur de champ magnétique 43 est commandé par le dispositif électronique 48 qui provoque les fermetures et ouvertures de l'interrupteur 32 et de l'interrupteur 34, ainsi que la mise à feu de l'explosif 45 lorsqu'il y a détection d'un véhicule (figure 1) ou d'un avion (figure 2) ou émission par télécommande d'un ordre de déclenchement (figure 3). A l'in itialisation, l'interrupteur 32 est fermé : la source 33 charge le condensateur 31, l'interrupteur 34 étant ouvert. En fin de charge, l'interrupteur 32 est ouvert et l'interrupteur 34 est fermé, ce qui transfère l'énergie emmagasinée dans le condensateur 31 vers le solénoïde 35 et le primaire 36 du transformateur 37, qui est en série avec le solénoïde. Le courant primaire initial 10 ainsi créé produit un champ magnétique Bo. Ce champ magnétique reste piégé, après l'explosion de l'explosif 45, par le dispositif 44 qui referme sur lui-même le circuit formé par le solénoïde 35 en série avec l'enroulement primaire 36. L'explosion produit une expansion du tube conducteur 44 (formant ledit dispositif piégeur) qui réduit progressivement, à la manière d'un rhéostat, l'inductance du solénoïde 35. Le courant circulant dans le solénoïde croît alors de sa valeur initiale 10 jusqu'à une valeur finale If. Cette variation de courant produit, à flux (P constant po (pf), une augmentation du champ magnétique, qui passe de la valeur initiale Bo à une valeur finale Bf définie par la relation (po (pf BOSO BfSf ce qui donne : Bf BO.So/Sf En fin d'expansion du tube 44, la surface finale Sf interceptée par le champ Bf devient très faible : environ 1. 1 0-2 à 5.1 0-2 fois la surface initiale So interceptée par le champ initial Bo, ce qui produit un champ Bf ayant une valeur comprise entre 20 et 100 fois la valeur du champ Bo. Le courant 10 traversant le solénoïde 35 et l'enroulement primaire peut atteindre une valeur comprise entre 1 et 3 kA, tandis que le courant final If peut atteindre 100 kA, ce qui donne dans l'enroulement secondaire 39 un courant de lkA environ, avec une tension aux bornes de cet enroulement secondaire de plusieurs dizaines de kV. Les temps de montée correspondants sont de l'ordre de la dizaine de ps, ce qui donne une pente d'au moins environ 10 W/ps. Le dispositif de commutation comprenant les éléments 40 et 41 permet de raidir le front de montée du signal arrivant au tube hyperfréquences 42. A titre indicatif, un front de montée de 100 kV/ps peut être obtenu en plaçant en parallèle sur l'impédance du tube 42 un fusible multifils de cuivre, qui explose lors du passage du courant, un éclateur 41 étant en série avec l'impédance du tube 42 et destiné à conforter le raidissement du front de montée lors de l'explosion du fusible. Pour résister aux efforts engendrés par le champ magnétique en phase de compression, l'enveloppe 47 diélectrique présente une forte résistance mécanique. Elle est réalisée par exemple en fibres de Kevlar, de verre ou de carbone. Le bloc de recharge 17, représenté plus en détails en figure 6, est intégré dans le caisson de sécurité 18, et permet d'utiliser plusieurs fois la valise 13. Cette recharge comporte une coque métallique sphérique 50 capable de supporter des surpressions de 1 à 2 kbar, par exemple en acier, recouverte d'une enveloppe 51 en fibres de carbone ou de Kevlar. Elle est doublée intérieurement d'un revêtement 52 absorbeur de chocs. Des plots électriques 53 traversent de façon étanche et isolée électriquement les coques 50, 51 et 52, permettant de raccorder électriquement les éléments électriques du compresseur 43, disposé à l'intérieur, au transformateur 37 et aux blocs électroniques 22 et à la source d'énergie 21, situés à l'extérieur de la sphère 50-51. Les coques 50 à 51 sont fabriquées sous forme de demi- sphères, puis soudées (cordon de soudure 54) ensemble après mise en place du compresseur 43. Après chaque émission d'impulsion électromagnétique, il suffit d'enlever la recharge 17 usagée du caisson 18 et de la remplacer par une neuve pour rendre la valise opérative à nouveau. REVENDICATIONS 1. Procédé non dangereux pour les personnes de neutralisation à distance d'un objectif comportant des équipements électroniques, caractérisé par le fait qu'il consiste à envoyer vers l'objectif à neutraliser une impulsion électromagnétique d'une durée de quelques microsecondes, et d'une puissance crête de plusieurs mégawatts à l'aide d'un émetteur portable déclenché lorsqu'il est en vue de l'objectif. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'impulsion a un front de montée d'au moins environ 10 W/ps. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'objectif est un véhicule terrestre, neutralisé en marche. 4. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'objectif est un véhicule aérien, et qu'il est neutralisé en phase de décollage. 5. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'objectif est un système de communications. 6. Dispositif de neutralisation à distance, non dangereux pour les personnes, d'un objectif comportant des équipements électroniques, caractérisé par le fait qu'il est contenu dans une valise (13) et qu'il comporte une source d'énergie électrique (21), un dispositif de production d'impulsion électromagnétique (17-18-19-20) relié à des moyens de déclenchement (24, 49) et un émetteur de faisceau électromagnétique (26, 27). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que le dispositif de production d'impulsion électromagnétique comporte un condensateur de charge (31), un compresseur de champ magnétique (43) et un transformateur (37) relié à l'émetteur de faisceau électromagnétique. 8. Dispositif selon la revendication 17, caractérisé par le fait que le compresseur de champ magnétique comporte un tube conducteur (44) rempli d'explosif (45) autour duquel est bobiné un solénoïde (35), à distance de ce tube, le solénoïde étant revêtu d'une enveloppe diélectrique résistante (47). 9. Dispositif selon la revendication 7 ou 8, caractérisé par le fait que l'on insère entre le transformateur et l'émetteur du faisceau électromagnétique un dispositif (40, 41) de raidissement de front de montée de signal impulsionnel. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé par le fait que le dispositif de raidissement comporte un fusible (40) en parallèle sur l'impédance de l'émetteur, et un éclateur (41) en série avec l'impédance de l'émetteur. 11. Dispositif selon 'lune des revendications 8 à 10, caractérisé par le fait que les moyens de déclenchement comportent un émetteur- récepteur de faisceau laser (24) relié à des moyens (48) de mise à feu d'un détonateur (49) en contact avec l'explosif. 12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé par le fait qu'il est associé à un réflecteur de faisceau laser (5) distinct de la valise. 13. Dispositif selon l'une des revendications 7 à 12, caractérisé par le fait que le compresseur de champ magnétique est rechargeable. 14. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 13, caractérisé par le fait que la valise est munie de pieds réglables (16). 15. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 14, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens d'activation (23) par télécommande (6).