Brevet FR2789485A1 — publié le 20000811

La présente invention concerne notamment le domaine des cibles et à plus particulièrement pour objet une cible thermique pour la réalisation d'une image thermique et comportant au moins 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. Les dispositifs optroniques de visions diurne et nocturne associés aux armes ou aux systèmes d'armes des matériels terrestres, aériens et maritimes nécessitent un moyen de contrôle pour leur validation. Des cibles, aussi appelées mires, permettent notamment de quantifier les performances de ces dispositifs optroniques, relatives aux contrastes dans les domaines visibles ou infrarouges thermiques, et aux portées de détection, de reconnaissance et d'identification des systèmes à distance réelle. Les documents STANAG 43 47 ET STANAG 4349 définissent des procédures relatives aux essais de dispositifs optroniques. Le premier concerne la définition des performances nominales de portée statique des systèmes d'imagerie thermique et le second, la mesure de la différence minimale de température résolvable des systèmes d'imagerie thermique. La différence minimale de température résolvable des systèmes d'imagerie thermique est une fonction qui associe, à une fréquence angulaire, la plus petite différence de température A T( C) telle que les barres de la mire sont placées: - normalement à l'axe du système d'observation - au centre du champ - à une distance D(m) telle que les barres successives, correspondant à une certaine fréquence, puissent être discernées par le dispositif optronique testé. Elle relie la résolution thermique et la résolution angulaire de tous les éléments intervenant sur le parcours du signal au sein du système. Elle dépend ainsi: - de l'objectif, - du détecteur, - de l'électronique, - du système de visualisation, - de l'observateur (acuité visuelle normale, une bonne faculté d'appréciation des couleurs et une bonne expérience de ce type de mesures), - de la transmission atmosphérique. La fonction du système optronique consiste à apporter une information visuelle à l'observateur. Celle-ci doit être nécessairement qualifiée et quantifiée. Pour ce faire, on réalise généralement les trois types d'essais suivants: la Détection, la Reconnaissance et l'identification. La Détection correspond à l'action de détecter un point chaud dans une scène. La Reconnaissance est celle qui permet de connaître le type d'objet qui se trouve dans la scène (char, véhicule léger, fantassin, etc...). L'identification est l'action qui consiste à déterminer très exactement l'objet (AMX30, T72, etc.). Pour qu'un objet puisse être détecté, reconnu ou identifié, avec une probabilité de succès, il faut que le système permette de résoudre un certain nombre de points de l'objet contenu dans sa plus petite dimension, ce nombre étant fonction du type d'essais considéré ( Détection, Reconnaissance ou Identification). En fait, au lieu de points, on considère plutôt des fréquences spatiales exprimées en paires de lignes (ou barres ou bandes). Les mires utilisées pour la voie visible correspondent à la même fréquence spatiale que celles de la voie infrarouge thermique. Chaque type d'essais ( Détection, Reconnaissance ou Identification) et chaque mode, (visible ou infrarouge thermique) nécessitent une mire spécifique calculée selon les critères relatifs au pouvoir séparateur, en fonction d'une probabilité de succès de 50 %. En mode infrarouge thermique, les mires utilisées sont les suivantes: Détection de nuit: - objectif uniforme - largeur d'une barre: 2,30 m Reconnaissance de nuit: - 3,5 paires de lignes par objectif - largeur d'une barre: 0,32 m - Identification de nuit: - 7 paires de lignes par objectif - largeur d'une barre: 0,16 m En mode visible, les mires utilisées sont les suivantes: - Détection de jour: - Objectif uniforme Largeur d'une barre: 2,30 m - Reconnaissance de iour: - 3,5 paire de lignes par objectif - largeur d'une barre: 0,32 m - Identification de iour: - 7 paires de lignes par objectif - largeur d'une barre: 0,16 m. Comme le pas de la matrice de détecteurs peut être différent selon les deux directions, horizontale et verticale, il faut doubler le nombre de mires afin d'obtenir les deux positions. Ces types de cibles sont présentés sur les figures la à 1f. En mode visible, les bandes 5 sont constituées par une nuance de couleur, et les bandes 6 par une autre nuance de cette même couleur, par exemple deux nuances de gris avec un contraste par exemple, de 20%, le contraste entre le blanc et le noir étant considéré comme égal à 100%. En mode infrarouge, les bandes correspondent à des surfaces émettrices d'un rayonnement infrarouge, les bandes 5 correspondant à une surface étant à une première température T1, et les bandes 6 à une surface étant à une seconde température T2. Les cibles la à If sont utilisées respectivement pour: - la détection verticale, - la détection horizontale, - la reconnaissance verticale, - la reconnaissance horizontale, - I'identification verticale, - I'identification horizontale. Ainsi les mesures de Détection, de Reconnaissance et d'Identification dans les deux modes, visible et infrarouge thermique nécessitent donc 12 cibles. Cette multiplicité des cibles engendre de nombreux inconvénients. En effet, une logistique importante est nécessaire et la perte de temps pour le changement du type d'essais (détection, reconnaissance ou identification) de la position (horizontale ou verticale) et du mode (visible ou infrarouge) qui nécessite à chaque fois le remplacement de la cible est considérable, ce qui accroît notablement la durée globale des essais nécessaires à l'évaluation des performances d'un dispositif optronique en distance réelle. Un but de l'invention est de réduire cette perte de temps nécessaire aux dits essais. Pour cela l'invention consiste en une cible thermique pour la réalisation d'une image thermique et comportant au moins deux modules comportant chacun une couche en matériau électriquement conducteur et reliés à des électrodes connectées à des moyens aptes à générer, entre elles, une différence de potentiel, cette cible étant caractérisée en ce qu'elle a la forme d'un damier de NxN cases dont au moins la moitié des dites cases sont constituées par les dits modules non juxtaposés. Ainsi, en mode thermique infrarouge, il est possible de diviser par deux le nombre de cibles par rapport à l'état de la technique puisqu'une telle mire permet de réaliser des essais aussi bien en mode vertical qu'en mode horizontal, et ce sans changement de position et en ayant une aussi bonne précision qu'avec les cibles selon l'état de la technique. Selon une caractéristique supplémentaire permettant encore de diminuer le nombre de cibles nécessaires aux dits essais, tous les modules d'une même colonne du damier sont peints d'une même couleur et la couleur ou la nuance de la couleur de la peinture des modules de la colonne ou des colonnes qui lui sont juxtaposées est différente. Selon une caractéristique additionnelle, le damier ne comporte que deux couleurs ou deux nuances de couleur différentes. Par ailleurs, une cible en damier présentant deux catégories de cases, les premières étant par exemple à la température ambiante et les deuxièmes à une certaine température T, peut être réalisée à partir des enseignements du brevet Ep156070. En effet, ce brevet décrit une cible composée de modules multi-couches, chaque module comportant 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. Pour simuler une image infrarouge d'un équipement, une différence de potentiel est crée entre 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. En option, une couche en matériau thermiquement isolant est collée sur la couche supérieure de l'enveloppe. Pour la réalisation d'un damier, trois options peuvent être envisagées à partir des enseignements de ce brevet. - La première option consiste à utiliser un seul module relié à deux électrodes avec, pour deux cases différentes, soit une composition différente de la couche conductrice, soit une épaisseur différente, soit le découpage de trous correspondant à l'une des deux catégories de cases. 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. - La deuxième option consiste à utiliser aussi un seul module relié à deux électrodes et à coller une couche en matériau thermiquement isolant sur chacune des cases du damier devant être à la température ambiante. Cependant, le rajout d'un isolant collé sur l'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. - La troisième option consiste à utiliser autant de modules que de cases contenues dans le damier, ou pour le moins autant de modules que de cases devant être à la température T. Cependant, une telle mire présente de nombreux inconvénients. Ainsi, les caractéristiques de chaque module et notamment son grammage sont définies une fois pour toute et ne peuvent pas faire l'objet d'une maintenance du fait du collage des couches successives ni être modifiées lors d'essais. De plus, de par la conception des modules une régulation est associée à chacun des modules ce qui diminue considérablement la fiabilité de l'ensemble. Le but de l'invention est de résoudre ces inconvénients en proposant une cible ou une mire, toutes deux appelées cible dans la suite, de fabrication très simple, de maintenance aussi très simple en cas de dégradation, facilement évolutive et permettant une simulation très précise d'un damier. La solution proposée est une cible thermique pour la réalisation notamment d'une image thermique consistant en un damier de NxN cases et comportant au moins deux modules comportant chacun une couche en matériau électriquement conducteur et reliés à des électrodes connectées à des moyens aptes à générer, entre elles, une différence de potentiel, cible caractérisée en ce qu'elle comporte N+1 électrodes fixées sur un support délimitant N colonnes de cases et en ce que lesdits au moins deux modules ont la forme d'une case et sont fixés sur les dites électrodes. Selon une caractéristique particulière, la cible comporte (NxN) /2 modules fixés de manière disjointe sur les dites électrodes. Selon une caractéristique particulière les modules comportent des aimants aptes à permettre leur fixation sur les dites électrodes. Selon une caractéristique additionnelle, les électrodes sont constituées par des pinces. Selon une caractéristique additionnelle, chaque électrode est constituée par deux bandes métalliques de faible épaisseur, en regard et serrées par des pinces ou aimants. Selon une caractéristique additionnelle, les modules sont constitués par des bandes de tissus électriquement conductrices dont les extrémités sont fixées dans lesdites pinces. Selon une caractéristique particulière, le tissu est revêtu, exceptée à deux de ses extrémités prévues pour être insérés dans les pinces, par un film étanche. D'autres avantages. et caractéristiques apparaîtront dans la description d'un mode particulier de réalisation de l'invention au regard des figures annexées parmi lesquelles: -la figure 2 montre une mire selon un mode de réalisation de l'invention, - les figures 3a à 3c présentent des moyens aptes à faciliter le montage d'électrodes sur une cible selon l'invention; - la figure 4 présente une cible selon un autre mode de réalisation de l'invention. La figure 2 présente un mode de réalisation de l'invention. La mire qui y est présentée comporte un support 1, sur lequel sont fixées des électrodes 21 à 25 constituées par des barres de section rectangulaire en matériau ferromagnétique. Les fixations sont réalisées par des moyens connus tels que par des aimants ou des boulons ou des rivets...et les électrodes sont connectées à des moyens aptes à générer, entre elles, une différence de potentiel V. Ces moyens 3 sont aussi aptes à réguler la tension appliquée entre les électrodes et comme montré sur la figure, les électrodes d'indices impairs sont connectées à une même première borne de connexion des moyens 3 tandis que les électrodes d'indice pair sont toutes reliées à une même seconde borne. Les modules 4 sont constitués par une couche en matériau électriquement conducteur de forme sensiblement carrée et comportant un aimant de forme parallélépipédique collé sur deux de ses extrémités, permettant ainsi leur fixation sur les dites électrodes. Les modules 4 sont recouverts d'une peinture unie. Deux couleurs ou nuance de couleurs différentes sont utilisées; les modules situés dans une même colonne de cases sont recouverts d'une même couleur tandis que la couleur ou la nuance des modules d'une colonne et différente de celle de la ou des colonnes adjacentes. Ainsi, en fonctionnement en mode visible, c'est-à-dire sans application d'une différence de potentiel entre les électrodes, seules les couleurs ou nuances sont détectées par les moyens optroniques à tester tandis qu'en mode de fonctionnement infrarouge, une différence de potentiel est appliquée entre les électrodes, les électrodes 21 à 25 étant respectivement au potentiel de OV,24V, OV, 24V et OV, et les modules sont alors chauffés à une température T telle qu'ils émettent un rayonnement infrarouge. Selon un autre mode de réalisation présenté sur les figures 3a à 3c, le support 1 comporte un rail supérieur 7 en forme de U inversé et un rail inférieur 8 en forme de U comportant chacun une échancrure 9 dans leur partie médiane. Les électrodes se présentent sous la forme des armatures d'un rideau. Elles peuvent prendre deux positions extrêmes. Dans la première position montrée sur la figure 3b les électrodes 2 sont juxtaposées. Elles sont reliées les unes aux autres par des entretoises 10 constituées par deux pièces 11 articulées entre elles autour d'un axe 12. Chacune de ces pièces 9 est en outre articulée autour d'un axe 13 ou 14 solidaire d'une électrode, ces électrodes étant juxtaposées. Les pièces 9 sont réalisées dans un matériau électriquement non conducteur. Deux entretoises 10 relient ainsi deux électrodes juxtaposées, I'une étant disposée en haut de l'électrode et l'autre en bas. Toutes les entretoises sont identiques, de telle sorte que lorsque l'on tire en sens opposé les deux électrodes les plus éloignées, le rideau d'électrodes se déploie et, en position extrême, comme montré sur la figure 3c, la distance séparant deux électrodes est toujours la même. On constate donc que le nombre d'électrodes, à savoir N+1, détermine automatiquement le nombre de cases maximal du damier, en l'occurrence N*N. Dans l'exemple présenté sur la figure 4, la cible est composée de cases définissant un damier. Les cases sont constituées par des modules 41 à 425 comportant chacun une couche en matériau électriquement de forme sensiblement carrée et comportant un aimant de forme parallélépipédique collés sur deux de ses extrémités, permettant ainsi leur fixation sur les électrodes 2. Deux types de tissu n'ayant pas les mêmes caractéristiques de résistivité sont utilisés et disposés de telle sorte que deux modules juxtaposés n'ont pas la même couche de tissu. En d'autres termes, les modules à indice impair comporte le premier type de tissu tandis que les modules d'indice pair comporte l'autre type de tissu. Ainsi lorsque tous les modules sont soumis à la même différence de potentiel, ceux comportant le premier type de tissus sont à une première température T1 tandis que ceux qui comporte le deuxième type de tissu sont à une température T2. Ainsi deux types de rayonnement infrarouge sont émis. Dans le cas ou des tirs à balle réelle sont réalisés, les modules endommagés peuvent être remplacés très simplement et sans nécessiter une quelconque déconnexion, ce qui réduit considérablement les temps d'intervention pour maintenance. REVENDICATIONS 1 - Cible thermique pour la réalisation d'une image thermique et comportant au moins deux modules (4) comportant chacun une couche en matériau électriquement conducteur et reliés à des électrodes (2) connectées à des moyens (3) aptes à générer, entre elles, une différence de potentiel, cette cible étant caractérisée en ce qu'elle forme un damier de NxN cases dont au moins la moitié des dites cases sont constituées par les dits au moins deux modules non juxtaposés. 2 - Cible thermique selon la revendication 1, caractérisée en ce que tous les modules d'une même colonne du damier sont peints d'une même couleur et la couleur ou la nuance de la couleur de la peinture des modules de la colonne ou des colonnes qui lui sont adjacentes est différente. 3 - Cible thermique selon la revendication 1, caractérisée en ce le damier ne comporte que deux couleurs ou deux nuances de couleur différentes. 4 - Cible thermique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, consistant en un damier de NxN cases et comportant au moins deux modules comportant chacun une couche en matériau électriquement conducteur et reliés à des électrodes connectées à des moyens aptes à générer, entre elles, une différence de potentiel, cible caractérisée en ce qu'elle comporte N+1 électrodes fixées sur un support délimitant N colonnes de cases et en ce que lesdits au moins deux modules ont la forme d'une case et sont fixés sur les dites électrodes. - Cible thermique selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comporte (NxN) /2 modules fixés de manière disjointe sur les dites électrodes. 6 - Cible thermique selon l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisée en ce que les modules comportent des aimants aptes à permettre leur fixation sur les dites électrodes. 7- Cible thermique selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisée en ce que les électrodes sont constituées par des pinces. 8 - Cible thermique selon la revendication 7, caractérisée en ce que les modules sont constitués par des bandes de tissus électriquement conductrices dont les extrémités sont fixées dans lesdites pinces. 9 - Cible thermique selon la revendication 8, caractérisée en ce que le tissu est revêtu, exceptée à deux de ses extrémités prévues pour être insérés dans les pinces, par un film étanche.