Brevet FR2802654A1 — publié le 20010622

La présente invention concerne notamment le domaine des moyens protection d'un objet contre un missile à détection infrarouge ainsi que le domaine des mires. 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 mires, permettent notamment quantifier les performances de ces dispositifs optroniques, relatives aux contrastes dans les domaines visibles ou infrarouges thermiques, et aux portées de détection, reconnaissance et 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 A8 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 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 Wconsiste 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 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 l'Identification). fait, au lieu de points, on considère plutôt des fréquences spatiales exprimees en paires de lignes (ou barres ou bandes). existe des critères empiriques donnant la valeur de probabilité de succes. Les plus largement utilisés sont les critères de Johnson. mires utilisées pour la voie visible correspondent à la même fréquence spatiale 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 critères relatifs au pouvoir séparateur, en fonction d'une probabilité succès 50 %. En mode infrarouge thermique, les mires utilisées sont les suivantes - Détection de nuit - objectif uniforme - largeur d'une barre : 2 m - Reconnaissance de nuit - 3,5 paires de lignes objectif - largeur d'une barre : 0 m - Identification de nuit - 7 paires de lignes par objectif - largeur d'une barre : 0 m En mode visible, les mires utilisées sont les suivantes - Détection de jour - Objectif uniforme - Largeur d'une barre : 2 m - Reconnaissance de jour - 3,5 paires de lignes objectif - largeur d'une barre : 32 m - Identification de jour - 7 paires de lignes objectif - largeur d'une barre : m. Comme le pas de la matrice détecteurs peut être différent selon les deux directions, horizontale et verticale, faut doubler le nombre de mires afin d'obtenir les deux positions. Ces types de mires sont présentés sur les figures 1a à 1f. En mode visible, les bandes 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 exemple, de 20%, le contraste entre le blanc et le noir étant considéré comme égal a 100%. En mode infrarouge, les bandes correspondent à des surfaces émettrices d'un rayonnement infrarouge, les bandes 5 correspondant à une surface à une première température T1, et les bandes 6 à une surface à une seconde température T2. Les mires 1a à 1f sont utilisées respectivement pour - la détection verticale, - la détection horizontale, - la reconnaissance verticale, - la reconnaissance horizontale, - l'identification verticale, - l'identification horizontale. Ainsi les mesures de Détection, reconnaissance et identification dans les deux modes, visible et infrarouge thermique nécessitent donc 12 mires différentes. Toutefois, la mire modulable décrite dans la demande de brevet FR9815263 permet de réaliser ces douze mires différentes. Outre la différence minimale de température résolvable des systèmes d'imagerie thermique, la mire unique en position détection permet de mesurer la fonction transfert de modulation qui indique le contraste image dans le signal en fonction la fréquence spatiale. Cette fonction est normée à origine ; elle est ainsi égale â 1 pour ce fond uni. Elle décroît ensuite jusqu'à zéro pour une certaine valeur fréquence spatiale à partir de laquelle le système optronique né transmet plus aucune modulation du signal. autre méthode de caractérisation des moyens optroniques 7 consiste à calculer fonction de transfert de modulation en utilisant les moyens présentés sur la figure moyens comportent généralement une mire 8 des moyens de traitement 9 des signaux issus des moyens optoélectroniques 7. mire 8 est constituée d'un fond un fond 10 constitué par un corps noir plan et deux ecrans 11a et 11 b parallèles à ce corps noir, positionnés entre ce corps noir et les moyens optroniques et à une certaine distance d l'un de l'autre. Ainsi, le fond 10 qui ladite mire dans la position de la figure 1d, n'est visible des moyens optroniques 7 que par une fente rectiligne 12 de largeur égale a d. Des moyens 13 associés aux dits écrans sont aptes à régler la valeur de ladite distance d. Les moyens 9 de traitement des signaux issus des moyens optoélectroniques 7 sont constitués par des moyens de calcul du module de la transformée de Fourier de la partie d'une ligne du signal vidéo correspondant à la fente. Afin d'avoir une bonne précision dans le calcul de la fonction de transfert, il est nécessaire d'avoir un signal présentant grande dynamique ou, en d'autres termes, d'avoir une différence de température important entre celle du fond et celle des écrans. On peut par exemple refroidir les écrans avec des moyens cryogéniques et laisser le fond à la température ambiante. Cependant, on constate qu'il est pratiquement impossible de maintenir une température des écrans constante, en dehors d'une expérience de laboratoire. plus, la présence de variations de température dégrade la précision du calcul fonction de transfert de modulation. On peut aussi laisser les écrans à température ambiante et chauffer le corps noir. Mais le chauffage homogène corps noir est quasiment impossible à réaliser en dehors d'une expérience de laboratoire. En effet, en plein air, la présence de vent perturbe considérablement l'homogeneité de température du corps noir. Le but de l'invention est de remédier à ces inconvénients en proposant un dispositif permettant de maintenir, en plein air, une température uniforme et homogène des écrans et du fond, et ce même en présence de vent. La solution proposée est une mire utilisable, par exemple pour la caractérisation d'un système optoélectronique 7 comportant au moins deux parties aptes à émettre dans l'infrarouge des rayonnements différents correspondant à des températures différentes, caractérisé en ce l'une des dites parties est constituée par des moyens aptes à réfléchir l'image ciel dans au moins une direction donnée. La solution proposée est une mire, utilisable par exemple pour la caractérisation d'un système optoélectronique 7, comportant au moins deux parties aptes à émettre dans l'infrarouge des rayonnements différents correspondant à des températures différentes, caractérisé en ce que l'une des dites parties est constituée par un réflecteur comportant un coefficient de réflexion du rayonnement infrarouge issu du ciel au moins égale à 0,4. Selon une caractéristique particulière facilitant la mise en ceuvre, le dispositif comporte des moyens aptes à orienter ladite partie réflectrice. L'invention concerne aussi un dispositif de protection d'un objet, notamment contre un engin ' détection infrarouge, tel un missile, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens disposés à proximité d'au moins une partie de cet objet et aptes à réfléchir le rayonnement infrarouge issu du ciel excepté celui issu directement du soleil. Selon une caractéristique particulière, lesdits moyens de réflexion sont orientables. Selon une caractéristique additionnelle, lesdits moyens sont associés à des moyens de détection des dits engins et éventuellement à des moyens aptes contrôler leur positionnement. Selon une autre caractéristique, lesdits moyens de réflexion sont constitués par au moins un panneau dont la surface réfléchissante est par exemple constituée par un métal, préférentiellement non oxydé. D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront dans la description modes particuliers réalisation de l'invention au regard des figures annexées parmi lesquelles - les figures 1 a à montrent des schémas de cibles selon l'état de la technique utilisées pour essais de détection, reconnaissance et identification, - la figure 2 présente des moyens de détermination de la fonction de transfert modulation système optronique. - les figures 3a et 3b présentent un premier mode de réalisation de l'invention - les figures 4a à 4c présentent un deuxième mode de réalisation de l'invention. La figure présente une mire 19 selon l'invention, cette mire etant destinée à déterminer la fonction de transfert de modulation d'une caméra infrarouge 25. Cette mire comporte un panneau chauffant 20 constitué une nappe rectangulaire de tissu en fibre de verre/carbone tel par exemple que ceux commercialisés les sociétés HEXEL ou SEAL. A deux bords opposes de ce tissu sont disposés électrodes respectivement 21 et 22 connectées elles-mêmes à des moyens - de génération d'une différence de potentiel entre elle, cette différence de potentiel pouvant par exemple être de l'ordre de 48V, - et de régulation de la température du panneau chauffant. La nappe de tissu chauffant 20 et les électrodes sont fixées sur cadre non représenté, par exemple que celui décrit dans la demande de brevet FR9808798. Par rapport à l'axe XX qui représente l'axe de vision de caméra, le panneau chauffant est disposé, de façon arbitraire, perpendiculairement à cet axe XX'. Des moyens de réflexion du rayonnement issu du ciel, excepté celui émis directement par soleil, sont disposés entre la caméra 25 et le panneau chauffant 20. Ces moyens sont constitués par deux réflecteurs 23 et 24 inclinés rapport à l'axe XX de telle sorte que le rayonnement infrarouge issu du ciel soit réfléchi dans le champ de vision de la caméra, donc notamment, selon l'axe comme représenté par flèches sur les figures 3a et 3b. L'inclinaison de chacun des réflecteurs 23 et 24 est réglable à l'aide de deux ensembles identiques 28 constitués par un moteur pas à pas commandable par télécommande dont l'axe est solidaire de la base du réflecteur correspondant. Ainsi, quelles que soient les conditions climatiques, la reflexion du rayonnement infrarouge issu du ciel simule une température inférieure à la température ambiante au niveau des réflecteurs 23 et 24, cette température simulée étant quasiment toujours inférieure à 0 C. En cas de beau temps, la température théorique simulable est négative et de l'ordre de -55 C ; des températures simulées de -20 C peuvent être aisément réalisées. Préférablement, la mire 19 et les réflecteurs 23 et 24 sont positionnés sur support déplaçable rotation selon un axe perpendiculaire à l'axe XX. Les figures et 4 b présente des moyens de protection d'un navire selon l'invention. La figure présente un schéma d'une vue de coté d'un bateau, où ne sont représentés que coque 30, la cabine de pilotage 31 et une cheminée 32. pointillé, sont representés les parties chaudes du bateau, à savoir une partie 33 de coque chauffée le moteur du bateau et un ensemble 34 constitué par cheminée 32 et sortie de cette dernière. Ces parties chaudes sont généralement celles qui sont detectées par un engin à détection infrarouge, tel un missile. La ligne de flottaison du bateau est numérotée 35 et représentée en traits discontinus. La figure 4b présente les moyens de l'invention appliqués à la protection bateau précédemment décrit. Outre les éléments précédemment décrits, y sont rajoutés, des moyens 36 et 37 de réflexion du rayonnement infrarouge issu du ciel dans une direction perpendiculaire à celle du coté du bateau. Comme le montre la figure 4c, les réflecteurs 36 et 37 sont inclinés et leur inclinaison peut être réglée à l'aide des moyens de réglages respectifs 38 et chacun deux étant constitué par un moteur pas à pas télécommandé dont l'axe solidaire du réflecteur correspondant. Pour ne réflechir en direction de l'enfin à détection infrarouge que rayonnement infrarouge issu du ciel et non pas celui issu directement du soleil, suffit de régler l'inclinaison des réflecteurs. En fonction de la direction du soleil rapport à l'objet et la direction de l'engin par rapport à l'objet, on détermine, de la simple géometrie, la plage d'inclinaisons permettant de ne transmettre en direction dudit engin que le rayonnement issu du ciel. La connaissance la direction l'engin ou l'utilisation de moyens connus permettant de la déterminer d'une et la connaissance de la direction du soleil ou l'utilisation de moyens connus permettant de la déterminer d'autre part, permettent le calcul, moyens calcul, d'une inclinaison des réflecteurs aptes à ne réfléchir rayonnement infrarouge issu du ciel mais pas celui issu directement du soleil. En outre, un support 40 apte à tourner autour d'un axe parallèle à celui la cheminée permet de déplacer le réflecteur 37 autour de la cheminée afin la positionnée dans la direction d'un missile ennemi. REVENDICATIONS 1 Mire, utilisable par exemple pour la caractérisation d'un système optoélectronique (7 ; 25), comportant au moins deux parties (11a, 11 b, 23, 24) aptes à émettre dans l'infrarouge des rayonnements différents correspondant à des températures différentes, caractérisé en ce que l'une des dites parties (11 11 b, 23, 24) est constituée par des moyens aptes à réfléchir l'image du ciel dans moins une direction donnée. 2 Mire, utilisable par exemple pour la caractérisation système optoélectronique (7 ; 25), comportant au moins deux parties (11a, 11b, 24) aptes à émettre dans l'infrarouge des rayonnements différents correspondant à des températures différentes, caractérisé en ce que l'une des dites parties (1 1b, 23, 24) est constituée par un réflecteur comportant un coefficient de reflexion du rayonnement infrarouge issu du ciel au moins égale à 0,4. 3 Mire selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caracterise en ce que le dispositif comporte des moyens (28) aptes à orienter ladite partie reflectrice. 4 Dispositif protection d'un objet contre un engin à détection infrarouge, tel un missile, caracterisé en ce qu'il comporte des moyens de réflexion ;37) disposés à proximité d'au moins une partie de cet objet et aptes à réfléchir, dans au moins une direction donnée, le rayonnement infrarouge issu du ciel excepte celui issu directement soleil. 5 Dispositif protection d'un objet selon la revendication 4, caracterisé en ce que lesdits moyens réflexion (36 ; 37) sont orientables. 6 Dispositif protection d'un objet selon la revendication 5, caracterisé en ce que lesdits moyens réflexion (36 ; 37) sont associés à des moyens détection dudit engin et éventuellement à des moyens aptes à contrôler leur positionnement. 7 Dispositif protection d'un objet selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits moyens de réflexion sont constitués par au moins un panneau dont la surface réfléchissante est constituée par un métal, préférentiellement non oxydé. 8 Dispositif protection d'un objet selon la revendication 7, caractérisé ce que la surface réflechissante est constituée par de l'acier inoxydable poli. 9 Procédé pour la protection d'un objet comportant au moins une partie apte à être détectée par un engin à détection infrarouge, caractérisé en ce qu'il consiste à interposer entre l'engin et ladite partie, et à proximité de cette dernière un réflecteur apte à réfléchir dans la direction dudit engin le rayonnement infrarouge issu ciel excepté celui issu directement du soleil.