Brevet FR2802525A1 — publié le 20010622

LEURRE EMETTEUR DE RAYONNEMENT INFRAROUGE ET PROCEDE DE FABRICATION D'UN TEL LEURRE. La présente invention concerne un leurre émetteur de rayonnement infrarouge et le procédé de fabrication d'un tel leurre. Plus particulièrement, l'invention se rapporte aux dispositifs de protection de cibles, telles que des navires contre des missiles dotés d'un système de guidage par infrarouge. Les dispositifs de protection selon l'invention sont constitués par des leurres qui simulent la cible à protéger. On sait que l'on peut utiliser en tant que leurre un nuage doué de propriétés émissives dans l'infrarouge pendant une durée déterminée et à une certaine distance de la cible. Les cibles telles que les navires constituent des sources étendues de rayonnement infrarouge à bas niveau d'émission, de par la diffusion thermique dans leur masse provenant des différentes sources de chaleur qu'elles contiennent. Cela se traduit par un contraste thermique de la cible par rapport au fond atmosphérique ambiant de 10 à 20'C environ en moyenne pour un navire. Ce contraste thermique est perçu par un détecteur dans les bandes de 4 pm et 10 pm qui sont les bandes de transparence atmosphériques, et est mis à profit par un missile pourvu d'un tel détecteur, pour lui permettre de se diriger automatiquement vers la cible. Un leurre permet de détourner le missile de la cible. L'efficacité du leurre est d'autant plus grande que celui-ci se révèle plus attractif que la cible. Une solution consiste à réaliser un nuage de type aérosol ou assimilé, d'une étendue suffisante de l'ordre de celle de la cible, doué de la propriété d'émettre un rayonnement infrarouge à bas niveau d'émission, et ceci de façon continue pendant une durée suffisante, le rayonnement thermique du leurre devant être aussi proche que possible du point de vue de ses caractéristiques, notamment de son émittance énergétique, de celui de la cible. Les caractéristiques essentielles d'un tel nuage destiné au leurrage sont les suivantes: - volume de l'ordre de la centaine de m3 au minimum, - niveau d'émission infrarouge correspondant à l'émittance énergétique d'un corps noir dont la température est supérieure à celle du milieu ambiant d'environ 10 à 30 C, - qualité de l'émission continue et la plus constante possible, - durée de plusieurs dizaines de secondes, voire la minute. On notera que l'émittance énergétique d'un corps noir est maximale dans la bande 10 pm lorsque sa température est peu élevée (quelques dizaines de degrés) donc de l'ordre de celle de la cible. I1 en est ainsi de la cible dont le rayonnement spectral est assez proche de celui du corps noir. Le principal problème dans la réalisation d'un tel nuage servant de leurre réside dans la difficulté de lui conférer de telles propriétés émissives. En effet, une masse d'aérosol préalablement chauffée lors de son émission se refroidit très rapidement (en quelques secondes) . Parmi les nombreuses solutions envisagées, on peut citer l'utilisation d'aérosols d'oxydes ou de chlorures métalliques fortement hygroscopiques. Ces oxydes se combinent à l'eau en dégageant de la chaleur. Cependant, l'exothermicité de l'hydratation des chlorures métalliques est assez faible et insuffisante pour obtenir une émissibilité utilisable. Quant aux oxydes métalliques tels que les oxydes de calcium ou de baryum, leur cinétique de réaction est très lente et malgré une intéressante chaleur de réaction, ils ne sont pas efficaces. Le but de la présente invention est de proposer un émetteur de rayonnement infrarouge permettant de réaliser un nuage servant de leurre doué de propriétés émissives suffisantes, dont le volume peut être adapté à volonté pour assurer une protection efficace d'un navire, dont le rayonnement spectral est aussi proche que possible de celui d'un corps noir à la même température que celle du navire, et ne présentant pas de toxicité. L'invention a donc pour objet un leurre émetteur de rayonnement infrarouge destiné à la protection de cibles contre des missiles à guidage par infrarouge, caractérisé en ce qu'il est constitué par des grains de poudre comprenant un ou plusieurs métaux alcalins associés à un métal du groupe VA ou IVA de la classification périodique des éléments, ces composés réagissant spontanément exothermiquement avec l'air ambiant. Préférentiellement, le métal du groupe VA de la classification périodique des éléments est le bismuth ou l'antimoine, et celui du groupe IVA est l'étain. Ce métal est choisi de façon que les produits obtenus après réaction ne soulèvent pas de problème de toxicité. De manière avantageuse, on utilise les alliages sodium/ potassium/ bismuth ou étain qui présentent une forte exothermicité instantanée en présence de l'air ambiant. La granulométrie des grains de poudre est, de préférence, inférieure à 150 pm, On ajoute, de manière avantageuse, un adjuvant inerte tel que le graphite, l'alumine ou la lévillite. Cet adjuvant est destiné à accroître l'émissivité et à favoriser la dispersion. Les alliages utilisés peuvent être obtenus par sonochimie, c'est-à-dire en mettant en oeuvre des ultrasons. De manière préférentielle, les leurres selon l'invention sont préparés selon un procédé comprenant les étapes suivantes: - on mélange sous atmosphère inerte les grains de poudre du métal du groupe VA ou IVA à un alliage alcalin liquide et éventuellement à un adjuvant inerte, dans un fluide organique ou minéral parfaitement inerte vis-à-vis des composés, - on procède à l'application d'ultrasons au mélange réactionnel, - on élimine le fluide de sonification par soutirage ou par distillation, - on sèche en atmosphère inerte la poudre obtenue, - on conditionne la poudre ainsi obtenue sous atmosphère inerte dans un conteneur étanche. EXEMPLE DE PREPARATION: Dans un réacteur, on mélange sous atmosphère inerte à la température ambiante, ou supérieure de quelques dizaines de degrés à celle-ci, un alliage sodium/potassium, liquide à cette température, avec de la poudre de bismuth et du graphite de granulométrie convenablement choisie dans un fluide organique (toluène par exemple) ou minéral, ne réagissant pas avec les métaux alcalins. On procède alors à la sonication du mélange. La sonication peut être réalisée avantageusement par l'émission d'ultrasons directement dans le milieu réactionnel à l'aide d'une sonde ou d'un dispositif d'émission ultrasonore immergé. Suivant la masse réactionnelle mise en oeuvre, l'émission des ultrasons est optimisée en ce qui concerne - la durée d'application - le mode d'application (séquentiel ou continu) - la fréquence (gamme de 10 à 100 KHz) - la puissance (de quelques dizaines de watts à plusieurs kilowatts) Le produit de leurrage est ensuite obtenu directement à la granulométrie désirée par évaporation ou soutirage en milieu inerte du fluide ayant servi à la sonication. La poudre, éventuellement lavée avec un fluide à bas point d'ébullition, est parfaitement séchée puis conditionnée sous atmosphère inerte dans un conteneur étanche. L'obtention d'un nuage servant de leurre constitué d'un grand nombre d'émetteurs selon l'invention procède de techniques classiques. On peut, par exemple, disposer à l'intérieur d'un conteneur de lancement une certaine quantité de poudre de l'alliage métallique. Bien entendu, il convient d'assurer l'étanchéité à l'air de ce conteneur afin de préserver la réactivité des émetteurs. Ce conteneur est éjecté de façon connue à l'aide d'un tube de lancement. Le dépotage du conteneur intervient par exemple à l'aide d'une charge de rupture commandée par un allumeur à retard, lui-même initié au moment du lancement. La dimension du nuage servant de leurre peut être adaptée à volonté.- REVENDICATIONS 1- Leurre émetteur de rayonnement infrarouge destiné à la protection de cibles contre des missiles à guidage par infrarouge, caractérisé en ce qu'il est constitué par des grains de poudre comprenant un ou plusieurs métaux alcalins associés à un métal du groupe VA ou IVA de la classification périodique des éléments. 2- Leurre selon la revendication 1, caractérisé en ce que le métal du groupe VA de la classification périodique des éléments est le bismuth ou l'antimoine, et celui du groupe IVA est l'étain. 3- Leurre selon la revendication 1, caractérisé en ce que les grains de poudre comprennent des alliages sodium/potassium/bismuth. 4- Leurre selon la revendication 1, caractérisé en ce que les grains de poudre présentent une granulosité inférieure à 150 um. 5- Leurre selon la revendication 4, cauptérisé en ce que les grains de poudre contiennent en outre un adjuvant inerte tel que le graphite, l'alumine ou la lévillite. 6- Procédé de fabrication d'un leurre selon la revendication 1, caractérisé en ce que les grains de poudre métalliques sont préparés par sonochimie. 7- Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: a) on mélange sous atmosphère inerte les grains de poudre du métal du groupe VA ou IVA de la classification périodique des éléments à un alliage alcalin liquide et éventuellement à un adjuvant inerte dans un fluide organique ou minéral parfaitement inerte vis-à-vis des composés, b) on procède à l'application d'ultrasons au mélange réactionnel, c) on élimine le fluide de sonication par soutirage ou par distillation, d) on sèche en atmosphère inerte la poudre obtenue, e) on conditionne la poudre ainsi obtenue sous atmosphère inerte dans un conteneur étanche.