Brevet FR2843502A1 — publié le 20040213

La présente invention concerne un dispositif de production de courtes impulsions de tension et de courant, de préférence de haute puissance. En particulier, la présente invention concerne un dispositif et un procédé de production de courtes impulsions de tension et de courant avec dosage variable et rapide de la quantité d'énergie à fournir. Pour produire des impulsions de courant électrique d'une largeur d'impulsion de l'ordre de la milliseconde à la microseconde, comme elle doivent être produite de préférence conformément à l'objet de l'invention, et eu égard à l'état de l'art, seuls 10 des accumulateurs d'énergie à décharge rapide entrent en considération, en particulier des condensateurs et des bobines. Ceux-ci sont chargés de manière relativement lente, par exemple en l'espace de quelques secondes ou minutes, jusqu'à une certaine énergie au moyen de sources de courant appropriées, puis, à l'instant souhaité, relié par un réseau approprié à la charge à solliciter. Comme 15 exemple de dispositif du même genre, on peut citer une batterie de condensateurs connue du spécialiste qui comprend un montage en parallèle de plusieurs condensateurs de capacité connue. L'énergie à injecter dans la charge ne peut cependant pas être réglée de 20 manière variable et rapide, par exemple pour s'adapter à des situations concrètes comme le pilotage d'un dispositif de protection électromagnétique actif dans les applications de l'armement, o la vitesse et/ou la direction est possible par dosage de la quantité d'énergie à fournir. L'énergie à mettre à disposition est au contraire dictée par le dimensionnement ou préréglée avant l'utilisation proprement dite, par 25 exemple dans la batterie de condensateurs connue. Une fois l'énergie stockée, elle ne peut, dans l'état actuel de la technique, être modifiée que moyennant la prise de mesures relativement lourdes, par exemple par un renversement de charge très long des accumulateurs utilisés. Mais ce faisant, toutes les conditions d'impédance du générateur de courant pulsé restent obligatoirement constantes, ce qui, selon le cas 30 d'application et l'allure d'impulsion souhaitée, ne saurait être considéré de manière générale comme un avantage. La présente invention a pour objet de créer un dispositif et un procédé associé de production de courtes impulsions de tension et de courant permettant de façon simple un dosage rapide et variable de la quantité d'énergie à fournir. En particulier, la quantité d'énergie à fournir doit pouvoir être programmable. Ce problème est résolu par un dispositif de production de courtes impulsions de courant et de tension comprenant des éléments de stockage d'énergie qui peuvent être reliés à une source d'énergie électrique pour stocker de l'énergie électrique et des éléments de commutation qui sont affectés chacun à un élément de 10 stockage d'énergie, caractérisé en ce que les éléments de stockage d'énergie sont conçus de manière à ce que la quantité d'énergie respective qu'ils sont en mesure de stocker soit modulée de façon continue par rapport à une base de système numérique, en particulier un système binaire, I'état de commutation des moyens de commutation étant programmable sélectivement pour fournir à une charge de 15 I'énergie stockée dans des éléments de stockage d'énergie sélectionnés. Des améliorations avantageuses font l'objet des sous-revendications qui s'y rapportent. Conformément à la présente invention, un dispositif de production de courtes impulsions de tension et ce courant comprend un grand nombre d'éléments de 20 stockage d'énergie qui peuvent être reliés à une source d'énergie électrique pour stocker de l'énergie électrique, et un grand nombre d'éléments de commutation qui sont affectés respectivement à un élément de stockage d'énergie et dont l'état de commutation peut être prédéfini. Selon une caractéristique partiulière, les éléments de stockage d'énergie ne 25 sont pas de conception identique, mais se distinguent par la quantité d'énergie maximale qu'ils sont en mesure de stocker dans des conditions identiques, par exemple courant de charge constant ou tension de charge constante. Selon une autre caractéristique, les éléments de stockage d'énergie sont conçus de manière à ce que la quantité d'énergie respective qu'ils sont en mesure de 30 stocker soit modulée de façon continue par rapport à la base d'un système numérique. Si donc la base du système numérique utilisé est égale à x, un premier élément de stockage d'énergie peut stocker x fois une quantité d'énergie, un deuxième élément de stockage d'énergie x1 fois la quantité d'énergie, un troisième élément de stockage d'énergie x2 fois la quantité d'énergie, etc. Selon une autre caractéristique, les éléments de commutation sont en outre pilotables de manière sélective afin qu'en manoeuvrant l'élément de commutation, on 5 fournisse à la charge l'énergie stockée dans les éléments de stockage d'énergie sélectionnés. L'avantage conformément à l'invention est qu'il est possible de quantifier de manière simple la quantité d'énergie à fournir à la charge. En effet, la quantité d'énergie à fournir peut être représentée de façon analogue à un nombre dans un système numérique. La plus petite quantité stockable par un élément de 10 stockage d'énergie isolé correspond alors au nombre de base du système numérique utilisé multiplié par la quantité d'énergie minimale stockable. On sait qu'en reliant de manière adéquate les exposants du nombre de base dans le système numérique utilisé, on peut représenter un nombre entier quelconque. De façon analogue, on peut, conformément à l'invention, coder la quantité d'énergie à fournir par une valeur 15 numérique qui peut être générée simplement au moyen de circuits logiques connus. Ceci permet l'utilisation de circuits logiques standards pour le réglage variable de la quantité d'énergie à fournir. Comme les circuits logiques de codage, de décodage et de liaison logique opèrent très rapidement, la quantité d'énergie à fournir peut, conformément à l'invention, être réglée de manière rapide et variable. On préfère tout particulièrement, pour le codage de la quantité d'énergie à fournir, utiliser un système binaire; ainsi, les quantités d'énergie respectivement stockables par les éléments de stockage d'énergie sont entre elles dans un rapport qui correspond à la base du système binaire, donc dans un rapport respectivement de 2 entre elles. L'avantage est que l'on peut utiliser ainsi des circuits logiques 25 binaires et des circuits de calculs analogiques reposant sur un système binaire qui sont disponibles comme composants standards dans le commerce. On utilise de préférence un moyen de pilotage tel qu'une électronique de commande rapide pour piloter simultanément essentiellement des éléments de commutation, par exemple essentiellement limités seulement par des tolérances de 30 l'électronique de pilotage, des différences de temps de propagation, etc. Cela permet la fourniture simultanée de la totalité de l'énergie stockée dans les différents éléments de stockage d'énergie préselectionnés. On utilise de préférence l'élément de pilotage commandé par une impulsion d'allumage commune, de manière que par exemple les différences de temps de propagation jouent un rôle négligeable et que les imprécisions au moment de la fourniture de l'énergie ne soient déterminées que par les tolérances de l'élément de pilotage lui-même ainsi que de l'élément de commutation utilisé pour le pilotage sélectif des différents éléments de stockage d'énergie. On utilise de préférence l'élément de pilotage commandé par un circuit logique, en particulier un circuit logique fonctionnant par logique binaire, de manière qu'au moyen du circuit logique, on puisse prescrire, de manière connue, dans le système numérique utilisé, une valeur numérique qui code la quantité d'énergie à 10 fournir sans ambiguté. Le circuit logique comprend de préférence des circuits combinatoires et séquentiels composés de circuits élémentaires ou pouvant être ramenés à ceux-ci, qui possèdent une autonomie fonctionnelle plus élevée et peuvent jouer le rôle de groupes fonctionnels MSI ou LSI ou VLSI pour la construction de circuits complets. On peut ainsi recourir aux multiples possibilités des 15 circuits analogiques complexes pour le codage, le décodage et la manipulation de nombres et utiliser aussi des circuits standards tels que les circuits logiques binaires standards. Le circuit logique peut par exemple comprendre des éléments basculants bistables et être conçus comme circuit de porte usuel à partir d'une combinaison appropriée de portes logiques. Le circuit logique peut aussi être doté d'un moyen de pilotage complémentaire conçu pour produire une valeur complémentaire de la valeur numérique programmable pour le codage de la quantité d'énergie à fournir. L'élément de pilotage complémentaire est utilisé pour la commande du circuit logique et/ou de l'élément de pilotage lorsque par exemple les caractéristiques de pilotage de 25 l'élément de commutation utilisé pour commuter et pour sélectionner différents éléments de stockage d'énergie exige une logique complémentaire pour représenter la valeur numérique codante. Selon une première forme de réalisation, les éléments de stockage d'énergie sont des accumulateurs d'énergie capacitifs ou des condensateurs qui sont chargés 30 par la source d'énergie à une tension déterminée. Selon l'invention, les condensateurs de stockage sont montés en parallèle et leurs capacités sont modulées de façon continue par rapport à la base du système numérique utilisé, en particulier d'un système binaire. A l'instant souhaité, les condensateurs de stockage sont reliés à la charge par des commutateurs de fermeture qui sont essentiellement fermés simultanément. Comme on préfère charger tous les condensateurs de stockage en même temps, un élément de commutation commun est inséré entre le montage en parallèle des condensateurs de stockage et la source d'énergie. Des 5 mesures appropriées de découplage des condensateurs de stockage peuvent être prévues, par exemple des diodes. Selon une autre forme de réalisation, les éléments de stockage d'énergie sont des accumulateurs d'énergie inductifs ou des inductances, par exemple des bobines normalement conductrices ou supraconductrices qui sont d'abord parcourues par un 10 courant constant, sachant qu'au moyen de commutations auxiliaires, par exemple des commutateurs d'ouverture, la quantité d'énergie stockée dans ceux-ci est commutée dans la charge pour la fourniture d'énergie. Selon l'invention, les inductances des accumulateurs d'énergie inductifs sont modulées de façon continue par rapport à la base du système numérique et les accumulateurs d'énergie inductifs 15 sont montés en série. Pour la fourniture commune de l'énergie stockée dans les différents accumulateurs d'énergie inductifs, les premiers éléments de commutation sont conçus comme commutateurs d'ouverture. On a intérêt à ce que la densité d'énergie des accumulateurs d'énergie inductifs, notamment des bobines supraconductrices, soit beaucoup plus grande que celle des condensateurs, afin 20 d'obtenir un volume de circuit avantageusement faible. Selon un autre point de vue, la présente invention concerne un procédé de production de courtes impulsions de courant et de tension mis en oeuvre par des éléments de stockage d'énergie aptes à être reliés d'une part à une source d'énergie électrique et d'autre part à une charge, par la commande d'éléments de 25 commutation, caractérisé en ce que les éléments de stockage d'énergie sont disposés de telle manière que la quantité d'énergie qu'ils peuvent respectivement stocker soit modulée de façon continue par rapport à la base d'un système numérique, par exemple un système binaire, les éléments de commutations étant commandés de manière sélective pour fournir à la charge l'énergie stockée dans 30 des éléments de stockage d'énergie sélectionnés. Dans le système numérique utilisé, on peut programmer de manière simple une valeur numérique codée qui est utilisée pour commander sélectivement l'élément de commutation de sorte que l'énergie fournie à la charge soit quantifiée à l'aide de la valeur numérique codée. De préférence, les éléments de commutation sont essentiellement commandés simultanément par une impulsion d'allumage commune. Dans ce qui suit, on décrira, à titre d'exemple, des formes de réalisation préférentielles de l'invention en se référant aux figures ci- jointes o La figure la représente schématiquement un dispositif de production de courtes impulsions de tension et de courant selon un premier mode de réalisation de l'invention; -La figure 1 b représente une première modification du premier 10 mode de réalisation de l'invention - La figure lc représente une seconde modification du premier mode de réalisation de l'invention - La figure 2 représente un dispositif de production de courtes impulsions de tension et de courant selon un deuxième premier mode de 15 réalisation de l'invention; - La figure 3 montre l'influence de la capacité connectée à la charge sur la variation temporelle du courant ainsi que la position relative des valeurs maximales susceptibles d'être atteintes selon les premier et second mode de réalisation de l' invention; et - La figure 4 récapitule sous forme de tableau les caractéristiques essentielles des premier et second mode de réalisation de 1' invention. Dans les figures, des références identiques désignent des éléments ou 25 groupes fonctionnels identiques ou de même effet. La figure la représente un générateur d'impulsions de courant modulaire selon un premier mode de réalisation de l'invention. On utilise en l'occurrence des accumulateurs d'énergie capacitifs montés en parallèle. Le type de condensateur est 30 choisi par rapport à l'application compte tenu de la capacité minimale et maximale. On utilise en particulier des condensateurs à céramique en disque, à feuilles de polypropylène métallisées ou des condensateurs à électrolyte. Les capacités des condensateurs 4 sont différentes et sont déterminées entre elles en permanence par rapport à la base d'un système binaire, c'est-à-dire dans le rapport 2. La plus petite capacité est C = 2 C, la capacité suivante est 2C = 21C, la suivante 4C = 22C,.... la plus grande capacité est égale à 2n-1C. La quantification des 5 capacités des condensateurs 4 représentée en fig. la permet une quantification binaire de la quantité d'énergie à fournir à la charge 6. Les condensateurs 4 du montage en série sont reliés respectivement par des commutateurs d'ouverture 3 et par une résistance commune de charge ou de limitation 2 à la source de tension continue servant de source d'énergie. Pour 10 appliquer les condensateurs 4 à la charge 6 représentée schématiquement comme charge capacitive et/ou inductive, on utilise des composants de commutation de fermeture 5 qui, dans l'exemple présenté, sont des thyristors qui se caractérisent, on le sait, par des temps de commutation courts. Les thyristors 5 sont commandés par une électronique de commande commune 8. Pour la commande sélective de 15 thyristors isolés et, partant, de condensateurs de stockage isolés, on utilise le circuit ET 9 représenté schématiquement, qui comporte une connexion appropriée d'éléments fonctionnels logiques et se compose de portes ET simples 9 dans le circuit représenté. Les circuits ET 9 sont commandés par une impulsion d'allumage commune. Pour programmer l'énergie que doit fournir le circuit, on utilise un circuit de décodage non représenté qui peut par exemple comporter des convertisseurs analogiques- numériques de façon à ce que les circuits ET 9 soient activés par rapport à la valeur numerique codée dans le système. Ainsi, seuls sont reliés à la charge 6 à l'aide d'une impulsion d'allumage commune les condensateurs de 25 stockage sélectionnés par le circuit logique non représenté. En raison de la quantification binaire des capacités des condensateurs de stockage 4, I'ensemble de l'énergie fournie à la charge 6 par le montage en série de condensateurs de stockage 4 peut être codé de façon binaire. Le circuit logique peut donc être commandé par un ordinateur ou un circuit digital standard. Le circuit ou l'ordinateur 30 prescrit une valeur numérique quantifiée binairement qui est convertie en une représentation binaire des capacités C, 2C,..., 2n-,C. Le circuit représenté en figure la fonctionne comme suit: Dans un premier temps, tous les condensateurs 4 sont chargés à une tension donnée Uo, la même pour tous, par la source de tension continue 1 par l'intermédiaire d'une résistance de charge ou de limitation 2. Le degré de charge des condensateurs 4 tend exponentiellement vers une valeur maximale. La durée de charge est adaptée à la constante de temps du circuit RC, si bien que les condensateurs 4 sont presque 5 complètement chargés, par exemple à 90% au moins, de préférence à 92% au moins et mieux encore à 95% au moins de la capacité de stockage maximale. Pendant le processus de chargement, les condensateurs d'ouverture 4 sont fermés. A l'instant d'allumage t, on actionne d'abord tous les commutateurs d'ouverture 10 3, ce qui coupe les condensateurs 4 de la source de tension continue 1. En liaison temporelle directe, un ou plusieurs des condensateurs 4 sont reliés avec la charge 6 par des thyristors 5 qui sont sélectionnés par l'électronique de commande 8 et le circuit logique 9, pour envoyer le courant de décharge. Les thyristors 5 sont amorcés par une impulsion d'allumage commune. On sait que les durées de propagation des impulsions des circuits RC du commerce tels que les portes ET sont de l'ordre de quelques nanosecondes seulement. En outre, les thyristors de puissance actuels peuvent être amorcés par un jitter (gachette de précision) de par exemple seulement + 20 ns. Grâce au circuit 20 conforme à l'invention, on peut ainsi commuter une quantité variable d'énergie dans un temps nettement inférieur à 100 ns. La plus petite quantité d'énergie à commuter se détermine à partir du degré de quantification programmé par la quantification des condensateurs 4, et est donc dictée par le nombre de bits du nombre qui codifie la quantité d'énergie à fournir. Le circuit représenté schématiquement en figure la se prête de préférence à l'alimentation de charges inductives n'ayant que peu de composantes résistives. Pour éviter un dépassement du courant de décharge, on peut prévoir des condensateurs correspondants, des thyristors en état conducteur dans le sens 30 inverse, etc. dans le circuit. On peut aussi utiliser des thyristors en état bloqué dans le sens inverse, de manière à ne produire qu'une demi-onde de courant. Si on veut l'éviter, il faut prévoir des diodes supplémentaires antiparallèlement aux thyristors. Comme le montre la figure la, on peut également connecter une diode Crowbar 7 parallèlement à la charge 6, qui court-circuite la sortie lorsqu'une tension maximale déterminée par la diode est dépassée. Ceci présente certains avantages, car cela permet d'une part d'utiliser des condensateurs non résistants aux 5 suroscillations comme condensateurs de stockage 4, dont le volume à contenu d'énergie égal est nettement plus faible. D'autre part, on peut aussi utiliser des thyristors en état conducteur et en état bloqué dans le sens inverse de la même manière. En outre, I'impulsion de courant unilatérale ainsi produite offre d'autres avantages dans de nombreux cas d'application, ainsi qu'on le verra plus loin. Le schéma de principe représenté en figure la utilise des commutateurs d'ouverture 3. Ceux-ci peuvent par exemple être réalisés par des éléments électromécaniques, par exemple des relais, mais qui, toutefois, du fait de leur inertie, doivent être actionnés suffisamment longtemps avant l'instant d'allumage ti proprement dit. Pour obtenir des temps de commutation plus rapides, on peut utiliser 15 en principe également d'autres commutateurs d'ouverture, par exemple des thyristors qui, on le sait, peuvent également fonctionner comme commutateurs d'ouverture. Les commutateurs d'ouverture du type décrit précédemment sont connus à partir des publications ci-après de la déposante, auxquelles il est fait expressément référence ici: PU 347/2000 "Etude d'un commutateur d'ouverture basé sur le principe du 20 courant opposé" de E. Spahn et al., RT 502/2000 "Etude d'un commutateur d'ouverture à thyristors selon le principe du courant opposé", V. Brommer et al., RV 201/2002 "Réseaux de conversion Pulsed-Power pour soumettre une charge à une impulsion de courant élevée selon le principe du courant opposé", E. Spahn et al. En outre, le principe ci-avant est également connu à partir de la DE 145 838, à laquelle il 25 est fait expressément référence ici. La méthode précitée peut cependant fréquemment n'être réalisée qu'avec des moyens importants. C'est pourquoi les figures 1 b et 1 c présentent des variantes du premier mode de réalisation. Dans la variante selon la figure lb, un commutateur d'ouverture commun 10 est placé entre le montage en parallèle de condensateurs 4 et la source de tension 30 continue 1. Le commutateur d'ouverture 10 est fermé pour charger les condensateurs 4 et ouvert brièvement avant la fourniture d'énergie à la charge 6. Les condensateurs 4 sont découplés par l'intermédiaire de simples diodes 11. Le commutateur d'ouverture commun 10 peut être remplacé par un court-circuit si le rechargement des condensateurs 4 directement après l'amorçage n'a pas d'influence perturbatrice sur le parcours du courant dans la charge 6 ou si le processus de chargement est suffisamment long, ce qui peut être obtenu par exemple par un dimensionnement approprié de la résistance de chargement 2. Même dans ce cas, il 5 peut être avantageux d'utiliser la diode Crowbar 7 représentée en figure 1 b en liaison avec des thyristors en état bloqué dans le sens inverse 5. La figure lc représente une autre variante de circuit de la première version. Ici, le découplage des condensateurs de stockage 4 a lieu de préférence par des inductances 12, ce qui est possible parce que la durée de l'impulsion de courant de 10 charge est en général beaucoup plus courte que ne sera le temps de chargement et que, par conséquent, un découplage dynamique est suffisant. Pour le cas o une suroscillation du courant de charge peut apparaître ou même est souhaitable, il faut prévoir une autre diode 13 pour protéger la source de tension continue 1. Comme alternative, on pourrait utiliser à la place des inductances 12 présentées des 15 résistances de charge relativement élevées. Toutefois, il faudrait alors accepter des pertes calorifiques supplémentaires. La figure 2 représente un deuxième mode de réalisation de la présente invention, qui utilise des accumulateurs d'énergie inductifs, par exemple des bobines normalement conductrices ou supraconductrices, dont l'inductance est adaptée à la 20 quantité d'énergie minimale et maximale à fournir. Le circuit comporte un montage en série de bobines d'accumulation 22 dont l'inductance est modulée de façon continue par rapport à la base 2 du système numérique binaire utilisé. Si donc l'on désigne par L la plus petite inductance dans le montage en série des bobines d'accumulation 22, I'inductance suivante est donnée par 2L, la suivante par 4L,... et la plus grande 25 inductance par 2n-1L. Lorsqu'on ferme le commutateur d'ouverture 21, les bobines d'accumulation 22 sont reliées à la source de courant 20 et chargées. Les bobines d'accumulation 22 sont dotées chacune d'un thyristor. Les thyristors 23 peuvent être sélectionnés par l'électronique de commande 26 représentée schématiquement. La programmation de l'énergie à fournir à la charge 30 24 a lieu par le circuit logique 27 représenté schématiquement, qui se compose dans l'exemple présenté de portes ET. Toutefois, du fait de l'architecture dualiste du circuit de la première variante, une commande complémentaire des circuits logiques 27 est nécessaire, ce qui peut être réalisé à l'aide de l'inverseur 28 représenté. Ainsi, dans ce mode de réalisation, les thyristors 23 qui sont mis en état conducteur sont ceux qui sont affectés à un accumulateur d'énergie ne devant pas contribuer à l'alimentation de la charge 24. Comme le montre la figure 2, les thyristors 23 sont amorcés à l'instant ti par 5 une impulsion d'allumage commune.. Le courant constant qui traverse les bobines d'accumulation est commuté dans la charge 24 au moment de l'allumage. Le circuit décrit en figure 2 fonctionne de la manière suivante: Lorsqu'on ferme le commutateur d'ouverture 21, les bobines d'accumulation 22 montées en série sont chargées par la source de courant 20. A l'instant d'allumage ti, les bobines 10 d'accumulation 22 sont coupées de la source de courant 20. A l'instant t, les thyristors 23 sont allumés de manière sélective par une impulsion d'allumage commune. Les thyristors 23 sont programmés par l'électronique de commande 26 et par le circuit logique 27, 28. La valeur numérique qui codifie l'énergie globale formée à partir des différentes inductances L, 21,..., 2n-'1L est convertie par un circuit 15 analogique-numérique non représenté et introduite dans le circuit logique 27, 28. Les thyristors 23 fonctionnent comme fermeture, si bien qu'à l'instant ti le courant constant qui traverse les bobines d'accumulation respectivement sélectionnées est commuté en commun dans la charge 24. Pour éviter un flux de courant prématuré à travers la charge 24, une diode 25 20 est montée avec celle-ci en série et dans le sens de blocage par rapport au courant de charge. Cette disposition du circuit fait donc que le courant 10 qui s'écoule dans le circuit de charge est dévié ou commuté immédiatement après l'allumage dans la charge 24 o il s'évanouit. Le circuit représenté en figure 2 se prête particulièrement bien pour actionner 25 des charges surtout capacitives à composantes ohmiques élevées. Pour alimenter des charges surtout résistives, on peut utiliser alternativement les deux variantes conformes à l'invention. Pour les commutateurs d'ouverture 21, il faut des commutateurs à semiconducteurs rapides. Entrent en considération ici de préférence des thyristors Gate30 Turn-Off (thyristors GTO) ou des transistors InsulatedGate-Bipolar (transistors IGBT) ou un circuit à thyristors selon le principe du courant opposé. D'autres variantes sont connues à partir des publications précitées de la déposante auxquelles il est fait expresssément référence ici. Suivant le temps de commutation exigé, on peut aussi utiliser des commutateurs hybrides ou des commutateurs dits "commutateurs rapides à commande linéaire électrodynamique". Pour se protéger des pics de tension extrêmes au moment de la commutation et pendant l'alimentation de la charge, on peut monter une résistance 26 dimensionnée en conséquence ou un circuit Snubber (combinaison RC) parallèlement à la source de courant 20. Les modes de réalisation décrits ci-avant ont donc ceci de commun que la programmation de la quantité d'énergie à fournir peut avoir lieu par des moyens électroniques sous forme de grandeurs binaires. Pour cela, on peut utiliser des 10 circuitsdigitaux standards. Pour le cas o une grandeur de réglage est disponible, on peut connecter en série des convertisseurs analogiques-numériques connus. La présente invention n'est cependant pas limitée à l'utilisation d'une logique de commande binaire, bien que celle-ci soit préférée en raison de l'utilisation prédominante du système numérique binaire dans les ordinateurs et les circuits 15 logiques. L'invention peut être conçue dans tout autre système numérique approprié, par exemple dans un système ternaire (base 3) ou octal (base 8). Dans ce qui suit, on présente quelques exemples fondamentales de dimensionnement du circuit conforme à l'invention. Pour cela, on se base dans un 20 premier temps sur le concept de l'utilisation d'accumulateurs d'énergie capacitifs conformes à la première variante. Conformément aux figures la à lc, la plus petite quantité d'énergie réglable est déterminée par la plus petite capacité dans le montage en parallèle de 25 condensateurs de stockage 4 et on sait qu'elle est donnée par: E = CUo, (1) ou U0 représente la tension de charge et C la capacité du condensateur de 30 stockage 4. Si l'on a au total n condensateurs de stockage et une quantification ou une gradation des capacités correspondant aux rapports 1: 2: 4... 2n-1, l'énergie maximale stockable peut être donnée sous la forme: _ -- U1 2 2 E -max =. 2i-].U2 =.C[2n -_]Uo (2) 2 L,=1 2 L'énergie à stocker dans la charge peut donc être commandée par la capacité. L'utilisation d'accumulateurs d'énergie capacitifs entrera de préférence en considération lorsque la charge possède pour la plus grande part une composante inductive. En outre, dans tous les éléments constitutifs techniques réels et toutes les connexions, il existe constamment des parties ohmiques. C'est pourquoi l'ensemble 10 du circuit de décharge peut être considéré comme circuit oscillant LCR libre, sachant que pour toutes les impédances à l'intérieur de l'intervalle de temps intéressant, il faut utiliser approximativement leurs moyennes temporelles. Le courant de décharge est décrit par la fonction: I(t) = U0.e-.sin cot (3) CL avec la fréqeunce angulaire (o= XC 4L (4) LC 41 et la constante de décharge a = R (5) 2L La dérivée première du courant de décharge donne donc: dI(t) U Uo s -t-sin t (6) dt L w) Il en résulte immédiatement que le gradient de courant qui intervient directement après l'allumage est donné par dI(O) _ Uo (7) dt L Celui-ci est donc indépendant du nombre de condensateurs connectés et, partant, indépendant également de l'énergie à stocker pour autant que celle-ci ne doive pas être encore rendue variable par l'intermédiaire de U0. En même temps, il s'agit de la montée en courant maximale somme toute possible dans le circuit de 10 charge au total. Ces deux aspects sont par exemple significatifs lors de la conception de systèmes de mise en forme d'impulsions, par exemple pour des canons électriques et d'autres systèmes de propulsion dynamiques dans lesquels l'allure du courant et la cinématique doivent être harmonisées entre elles. Si l'on annule la dérivée première du courant de décharge, on peut déterminer l'instant du premier maximum de courant comme étant: t, =acrtan (8) Pour le maximum de courant lui-même, on a alors: I U(,.)=-e'r ect. i(9) Mais comme i = /+ - LC (10) et que dans un grand nombre d'applications on a o >>", on obtient pour la valeur de pointe du courant approximativement =U - C (11) L o Cact représente la capacité active ou efficace formée à partir des unités de condensateurs sélectionnées. Si l'on utilise k comme indice pour le degré d'énergie choisi (k=1,2,... 2n-1) et que l'on a k= CacI (12) C on peut donner les maxima de courant réglables comme étant de façon générale /k.C k= UO L- k -k(13) ceux-ci apparaissant aux instants tk k = (14) La figure 3 représente schématiquement l'influence de la capacité Cact connectée à la charge sur la variation temporelle du courant ainsi que la position relative des valeurs maximales susceptibles d'être atteintes par le courant. Pour la deuxième variante, l'énergie à stocker dans la charge doit pouvoir être commandée 25 linéairement par l'inductance. Enfin, l'énergie stockée dans le champ magnétique de l'inductance de charge, à l'instant des maxima de courant respectifs, peut être donnée en première approximation, c'est-à-dire en négligeant les résistances effectives et les capacitances acoustiques parasites, par la formule suivante: 30 Eag k= L =.L k k.CUo (15) 2 2 L'énergie à stocker dans la charge peut donc être commandée linéairement par la capacité. Ainsi qu'il résulte de la fig. 3, ce ne sont pas seulement les valeurs de pointe des courants qui augmentent avec la capacité, mais aussi les durées nécessaires pour les atteindre, ce qui présente par exemple pour un canon à bobine à un étage un certain avantage. Sa force de propulsion est, on le sait, proportionnelle au carré du courant induit, à l'inductance mutuelle entre inducteur et projectile et au gradient 10 d'inductance mutuelle, donc dM( (x) F _-I2 (t).M(dM(x) (16) dx Comme l'inductance mutuelle M(x) (en très bonne approximation) suit une fonction e décroissante, il est manifeste que, lorsque ik et t; augmentent, la chute relativement rapide de la force peut être compensée dans certaines limites et au-delà d'une partie de la distance d'accélération. Cela veut dire que des vitesses plus élevées n'entraînent pas nécessairement des accélérations initiales plus élevées, 20 mais peuvent plutôt être "réglées"par un processus d'accélération qui dure un peu plus longtemps. Les considérations précédentes peuvent également être transposées à l'aide de la figure 2 au générateur de courant d'impulsion à accumulateurs d'énergie inductifs. Pour des raisons de clarté, les formules essentielles pour les deux 25 concepts de circuits dualistes sont reprises en figure 4 sous forme de tableau. Si la charge à propulser se compose pour la plus grande part d'une résistance effective, on peut choisir l'un des deux types de câblage, ce qui permet une adaptation souple au cas d'application respectif et à la disponibilité des moyens. Comme généralement, dans la pratique, l'énergie maximale Emax à fournir et la 30 plus petite quantité d'énergie à doser E seront données, les équations peuvent être converties pour la quantité d'énergie maximale fournissable, si bien que le nombre de modules nécessaires peut être donné par nÄl10g2 Emax "+ 1 3.322.1oglo Eax +) (17) kE) E) Le principe conforme à l'invention compte tenu des modifications indiquées se prête par nature à toutes les charges à propulser par impulsions telles que les lanceurs à rails, les lanceurs à bobines (canons et systèmes de protection actifs de la même manière), canons électrothermiques et électrothermiques-chimiques, armes 10 micro-ondes, lasers, mais en particulier aussi armes non létales, dans lesquelles l'alimentation de l'énergie doit être réglée ou contrôlée. A cet égard, il convient de souligner tout particulièrement les aspects suivants: Dans le cadre de la protection active, la rapidité du contrôle de l'énergie conduit, pour les installations de protection électromagnétiques telles qu'elles sont conçues et étudiées depuis pas mal de temps pour les véhicules blindés, à des possibilités totalement nouvelles. C'est ainsi que l'on peut programmer non seulement la vitesse des éléments de protection, mais aussi la direction de leur 20 lancement, ce qui n'était possible jusqu'à présent qu'au moyen de système de bobines à allumage décalé. Dans le cadre ded armes non létales, une condition essentielle de réalisation de systèmes d'armes électriques non létales est la programmation rapide et exacte de la vitesse du projectile ou de l'élément actif. Ceci nécessite un réglage 25 correspondant de la quantité d'énergie à stocker, puisque celle-ci est dictée par la distance à la cible. En liaison avec l'installation de protection à direction contrôlée susvisée, il devient ainsi possible de réaliser un système de dissuation non létal autonome ("mine antipersonnel non létale"). Dans ce système, on détermine par exemple par 30 un système de capteurs approprié la position instantanée d'une personne à repousser en distance et en direction. Les données de mesure peuvent être préparées en quelques microsecondes et transmises à un générateur de courant d'impulsion (conforme à l'invention) , qui commande quant à lui un lanceur électromagnétique bi- ou tridimensionnel. Comme cette application (non létale) ne nécessite que de très faibles quantités d'énergie de l'ordre de quelques kJ, l'ensemble du système de capteurs, de courant d'impulsions et de lanceurs pourrait tenir dans un volume comparativement faible de la taille d'un jerrycan. A côté des applications de préférence du type armement, on peut cependant aussi envisager des applications civiles, par exemple dans le domaine de: la médecine: ici, l'énergie à fournir n'a généralement pas besoin d'être contrôlée dans un temps très court, mais en revanche, elle doit être réglée avec une grande précision et une gradation fine, ce que l'invention permet de réaliser aisément, de l'usinage des matériaux: là encore, un réglage très précis de l'énergie en des temps 15 très courts peut être avantageux si l'alimentation en énergie doit être fonction du processus et de la progression de l'opération, c'est-à-dire s'il faut une régulation rapide de l'énergie en temps réel ("real-time"). Une approche correspondante peut également être envisagée pour des systèmes pilotables ou même réglables d'essais électrodynamiques des matériaux. Pour être complet, il faut souligner que le générateur de courant d'impulsion décrit ici peut également être combiné à un générateur d'impulsions "classique" à énergie fixe, si bien qu'on peut réaliser un générateur à niveau de base ("biased energy") à pilotage très fin dans une plage donner. Pour terminer, il reste à noter que le principe conforme à l'invention peut déjà 25 être mis en oeuvre sans problème dans l'état actuel de la technique, puisque tous les composants nécessaires à cet effet sont disponibles dans le commerce dans la compacité requise. Pour obtenir la plus petite unité d'énergie, on dispose aujourd'hui de préférence de condensateurs et de commutateurs à semi-conducteurs pour jusqu'à 50 kJ, cependant, pour les applications à basse énergie, des modules de 30 stockage aussi petits que l'on veut sont en principe réalisables. Revendications 1. Dispositif de production de courtes impulsions de courant et de tension 5 comprenant des éléments de stockage d'énergie (9; 22) qui peuvent être reliés à une source d'énergie électrique (1; 20) pour stocker de l'énergie électrique et des éléments de commutation (5; 23) qui sont affectés chacun à un élément de stockage d'énergie, caractérisé en ce que les éléments de stockage d'énergie sont conçus de manière à ce que la quantité d'énergie 10 respective qu'ils sont en mesure de stocker soit modulée de façon continue par rapport à une base de système numérique, en particulier un système binaire, l'état de commutation des moyens de commutation (5; 23) étant programmable sélectivement pour fournir à une charge (6; 24) de l'énergie stockée dans des éléments de stockage d'énergie sélectionnés. 15 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'énergie fournie à la charge (6; 24) est quantifiable par commande sélective des moyens de commutation (5; 23) en fonction du système numérique utilisé. 3. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que un élément de commande (8; 26) est prévu pour commander esentiellement simultanément des éléments de commutation sélectionnés (8; 26) qui sont affectés aux éléments de stockage d'énergie sélectionnés. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'élément de commande (8; 26) est commandé par une impulsion d'allumage commune. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que le moyen de commande comprend en outre un circuit logique (9; 27, 30 28) pour pouvoir commander sélectivement à l'aide de l'impulsion d'allumage commune les éléments de commutation (5; 23) selon une valeur numérique programmable dans le système numérique utilisé, qui assure le codage de la quantité d'énergie fournie. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le circuit logique (9; 27) comprend des éléments à bascule bistables. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que le circuit logique (27) est doté d'un élément de commande complémentaire (28) conçu pour produire une valeur complémentaire de la valeur numérique programmable, qui est utilisée pour la commande du circuit logique 8. Dispositif selon à l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments de stockage d'énergie sont des condensateurs de stockage (4) dont les capacités sont modulées de façon continue par rapport à la base du système numérique utilisé, en particulier un système binaire, les 15 condensateurs de stockage étant disposés dans un montage en parallèle. 9. Dispositif selon a revendication 8, caractérisé en ce que les premiers éléments de commutation (5) sont des commutateurs de fermeture qui sont fermés pour la fourniture de l'énergie stockée dans un condensateur de 20 stockage respectif (4) afin de relier les condensateurs de stockage respectivement sélectionnés à la charge (6). 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 et 9, caractérisé en ce qu'un élément de commutation commun (10, 13) est prévu pour la 25 liaison commune de tous les condensateurs de stockage (4) avec la source d'énergie (1). 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'élément de commutation commun comprend un commutateur d'ouverture commun 30 (10), les condensateurs de stockage étant découplés par des diodes (1 1). 12. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que les condensateurs de stockage sont découplés par des inductances (12), avec de préférence une diode supplémentaire (13) connectée en série à la source d'énergie (1) . 13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les éléments de stockage d'énergie sont des accumulateurs d'énergie inductifs (22) dont les inductances sont modulées de façon continue par rapport à la base du système numérique utilisé, en particulier un système binaire, les accumulateurs d'énergie inductifs étant montés en série. 14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que les premiers éléments de commutation sont des commutateurs d'ouverture qui sont ouverts pour la fourniture de l'énergie stockée dans un accumulateurs d'énergie inductif respectif (22) pour commuter dans la charge (24) 15 l'énergie stockée dans les accumulateurs d'énergie inductifs sélectionnés. 15. Dispositif selon la revendication 13 ou 14, caractérisé en ce que un élément de commutation commun est prévu pour la liaison commune de tous les accumulateurs d'énergie inductifs (22) avec la source d'énergie (20). 16. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que l'élément de commutation commun est un commutateur d'ouverture commun (21) qui sépare les accumulateurs d'énergie inductifs (22) de la source d'énergie (20) pour la fourniture d'énergie 17. Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce que une résistance (26) ou un montage Snubber est connecté parallèlement à la source d'énergie (20) pour protéger la source d'énergie des pics de tension au moment de la commutation. 18. Procédé de production de courtes impulsions de courant et de tension mis en oeuvre par des éléments de stockage d'énergie aptes à être reliés d'une part à une source d'énergie électrique (1; 20) et d'autre part à une charge (6; 24), par la commande d'éléments de commutation (5; 23), caractérisé en ce que les éléments de stockage d'énergie sont disposés de telle manière que la quantité d'énergie qu'ils peuvent respectivement stocker soit modulée de façon continue par rapport à la base d'un système numérique, 5 notamment un système binaire, les éléments de commutations (5; 23) étant commandés de manière sélective pour fournir à la charge (6; 24) l'énergie stockée dans des éléments de stockage d'énergie sélectionnés. 19. Procédé selon la revendication 18, caractérisé en ce que les éléments de 10 commutation sont commandés sélectivement en fonction d'une valeur codée dans le système numérique utilisé, de sorte que l'énergie fournie à la charge soit quantifiée à l'aide de la valeur numérique codée. 20. Procédé selon l'une quelconque des revendications 18 et 19, caractérisé en 15 ce que les éléments de commutation (5; 23) sont commandés essentiellement de manière simultanée par une impulsion d'allumage commune. 21. Procédé selon l'une quelconque des revendications 18 à 20, caractérisé en 20 ce que un circuit logique (8; 26) est affecté d'une valeur numérique qui assure le codage de la quantité d'énergie pouvant être fournie à la charge.