Brevet FR2797043A1 — publié le 20010202

La présente invention est un complément au brevet: 91 06373 du même auteur. Son objet est de détecter et de détruire à distance, les mines à l'aide d'un appareil portable et individuel. L'invention actuelle en définit la technique. Une source optique de puissance, rencontrant dans le sol un corps étranger, détetmine sur cet objetune zone de chauffe quasi ponctuelle provoquant une dilatation locale de la matière qui génère un "dirac" de contrainte engendrant une onde sismique. L'onde de choc de l'air se convertit en une onde élastique dans le matériau. Cette onde sismique, captée, analysée, comparée à des notions réferentielles établies, permettra de connaitre la nature et les dimensions de la pièce. La même source optique ajustée, en fera la destruction. L'intéret du Laser est de pouvoit travailler à distance et sans contact. APPAREIL pour la mise en route du procédé. L'invention utilise un appareil qui réunit dans un petit volume: -une source Laser impulsionnel. - un miroir pour réfléchir le faisceau optique et déplacer le point d'impact. - un capteur sismique avec traitement du signal. -un cadran pour lire la distance repérée un ordinateur qui ajuste les données.Un réglage de la puissance de l'impulsion va permettre de détruire la cible. Signalons que l'appareil doie être portable individuel. LA SOURCE LASER. La génération d'une onde sismique dans un matériau peut être réalisée au moyen d'un LASER IMPULSIONNEL de durée d'impulsion inférieure à 100 ns. Une détection de quelques dizaines de mètres n'implique pas la génération d'onde sismique de grande puissance. Ce type d'onde peut être générée par un laser impulsionnel avec une forte puissance de crète. Il existe une relation entre l'intensité optique du faisceau laser et l'inetensité accoustique émise dans divers matériaux. La réponse de l'onde sismique va dépendre de la puissance de surface du spot laser et de sa densité d'énergie. L'une et l'autre déterminant l'inter action laser-matière. Il faut une exploitation de la réponse accoustique. Il existe actuellement des sources CO 2 TEA dont la puissance crète peut atteindre 60 MWatts et générer des ondes capables d'être détectées à plusieurs voire pludieurs dizaines de mètres de distance. LA REPONSE SISMIQUE : Suivant des connaissances classiques congrès d'accoustique) les matériaux n'étant pas transparent l'ond pptique, incidente à la surface,est en partie absorbée et en partie réfléchie. La zone de chauffe obtenue (surface 1/100 mm2)est quasi ponctuelle. Le fort gradiant de température provoque une dilatation locale de la matière générant un "Dirac de contrainte " qui engendre l'onde accoustique. On obtient les vitesses de ptopagation: -des ondes transverses (rotationnelles): Il est possible de déduire les dimensions de la pièce à partir de l'analyse du signal reçu. L'analyse des résultats obtenus en détection se fait soit par un capteur accoustique traditionnel soit par une sonde optique. Le premier aspect repose essentiellement sur l'amplitude des ondes accoustiques produites. Des expériences précédentes ont montré qu la pression accoustique (P ) est proportionnelle à l'intensité tant que lyon n'atteint pas le régime d'ablation, et p proportionnelle à la longueur d'onde. Ce qui a permis, classiquement, d'établir ce tableau relatif aux réponses de l'acier, l'alumiqium, du laiton et du cuivre.' IL reste à établir un tableau d'éléments que l'on trouve dans la terre: caillou ou pierre de différentes tailles, bois ou racinesl . l'on cerne le problème d'une ffiine, revoyons la théorie de la "résonnance". Nous savons que chaque objet,de l'atome au planeur, oscille sous l'effet de quelque excitation externe ( électrique, nucléaire, mécanique) et que cette résonnance ou vibration est typique et spéciale à chaque objet. Quelque soit le mode de vibration, les oscillations de l'objet dans son milieu,forment un "ECHO" spécifique. Il existe une véritable "signature" dans le spectre. Cet écho servira à identifier le but. Nous savons que, malgré les constructions récentes, toutes sortes de mines peuvent se rencontrer. Même les mines en plastiques renferment de petites quantités de métal :anneau ou "spin". Exemples :M 19 mine, contient 2,46 grs de métal. D'autres mines "low metallic" ont 2,41 grs. Suivant des rapports, plus de la moitié des mines en Bosnie, sont enterrées et 75% sont "low metallic" ce métal étant de l'aluminium autour du fusible chimique. Pour résumer,sachant que pour des inclusions solides les modèles de résonnance se groupent en deux familles de "spikes la comparaison des signatures de l'écho d'objets inconnus va permettre d'identifier l'objet de même que l'on reconnait une personne à ses empreintes digitales. DESTRUCTION des Mines. Des résultats ont été obtenus pour la destruction de mines aériennes par un laser Yag dont la puissance moyenne était de 250 W. Pour les mines enfouies,lorsque elles le sont dans des terrains meubles,des essais ont montré qu'il est possible de provoquer une éjection de sable avec une source CO 2 TEA de puissance crète de 20 MWcrète pendant 0,1 microseconde qui provoque également une onde de choc. Pour détruire une mine enfouie, nous procédons par la création d'une "cheminée". Deux ou trois émissions préalables et progressives, du laser vont "forer" un puits d'accès au fond duquel l'impulsion de l'onde de choc devrait soit faire exploser la mine, soit la percer et atteindre l'explosif. Ayant branché par ordinateur la puissance et la longueur d'onde du laser, suivant les renseignements préalables de la position de la mine, nous envoyons une impulsion d'une source impulsionnelle à intensité modulable (CO 2 TEA) de 20 MW crète durant 0,1 microseconde. Le cas des mines métalliques implique plus d'énergie: pour une tole de 1mm d'épaisseur et un impact de 2 à 3 mm, il faut (d'après d'autres travaux) 1.800 joules pour la percer. Nous pensons que s'il y a une o4de de choc,la mine peut exploser avant que la caparapace ne soit percée. R E V E N D I C A T I 0 N S. l') Appareil pour détecter et détruire à distance des mines et engibs explosifs, caractérisé par le fait qu'il est constitué d'un élément de petit volume, réunissant : -une source laser impulsionnel. un miroir pour réfléchir le faisceau optique et déplacer le point d'impact. -un capteur sismique pour traitement du signal. -un tableau de "signatures d'échos d'objets connusif pour identifier par comparaison l'objet détecté. -un ordinateur pour régler la puissance et la direction du rayon optique destructeur - un cadran d'affichage des résultats nu numériques avec option lumineuse pour la nuit. -une touche de fonctionnement :marche-arret. 2 )Appareil suivant la revendication (1) caractérisé en ce que la source optique est un laser impulsionnel fournissant une forte puissance crète de durée d'impulsion inférieure à 10 ns, susceptible de générer une onde sismique à quelques diaaines de mètres en rencontrant un corps étranger. 3 )Appareil suivant les revendications (1) et (2) caractérisé en ce que l'onde optique sera déplacée par un miroir optique. 4 ) Appareil suivant les revendications (1),(2),(3), caractérisé par un capteur sismique des ondes déclenchées. 5 ) Appareil suivant les revendications (1),(2),(3),(4) caractérisé en ce que un traitement du signal reçu va déterminé l'objet rencontré. 6,) Appareil suivant les revendications (1),(2),(3),(4),(5), caractérisé en ce que le signal reçu sera comparé à d'autres "échos"connus pour identifier l'objet rencontré. 7 ) Appareil suivant les revendications (1);(2),(3),(4),(5), (6), caractérisé par un moyen de réglage de l'apmlitude direction du laser avec cadran d'affichage et option lumineuse pour la nuit. 8 ) Appareil suivant les revendications: (1),(2),(3),(4),(5), (6),(7),caractérisé en ce qu'il possède unt touche de fonctionnement, marche-arret.