Brevet FR2907206A1 — publié le 20080418

La présente invention concerne un blindage actif pour la protection d'un objet, notamment un véhicule blindé. Un tel blindage actif est décrit dans la demande de brevet français n 89 05004. En régie générale, un blindage actif est constitué par plusieurs éléments protecteurs actifs qui, à la différence d'un blindage réactif, perturbent efficacement un projectile en vol d'approche avant même que ce projectile n'ait atteint l'objet protégé par le blindage. A cet effet, le blindage doit être équipé d'un capteur de proximité qui surveille le champ environnant et détecte un projectile en vol d'approche. Un calculateur relié au capteur de proximité détermine alors si le projectile constitue ou non une menace pour l'objet à protéger. Au cas où la menace est évidente, le calculateur déclenche parmi les éléments protecteurs celui qui est le mieux apte à perturber le projectile à l'instant optimal, à lui seul. Dans la mesure où un capteur de proximité unique est prévu, celui- ci doit surveiller l'ensemble du champ environnant qu'il balaie avec une antenne rotative ou par tout autre moyen. Dans l'intervalle entre deux balayages, des secteurs entiers du champ environnant échappent à la surveillance, de sorte que la détection d'une menace se trouve retardée. En outre, le dépouillement des signaux mesurés est compliqué et demande donc beaucoup de temps. La réaction à une menace identifiée, souvent tardivement, prend parfois trop de temps, rendant ainsi impossible toute riposte efficace. Par ailleurs, les véhicules blindés, mais aussi les hélicoptères, ont plutôt tendance à s'abriter, dans la mesure du possible, derrière des élévations de terrain, arbres et buissons, bâtiments, etc 2907206 2 qui bouchent la vue au capteur de proximité. A ceci s'ajoute l'inconvénient que les capteurs de proximité à grande portée doivent en général être des capteurs actifs, donc détectables par l'ennemi. Ces 5 capteurs actifs peuvent ainsi trahir la présence de l'objet à protéger qui, sans eux, n'aurait peut-être pas été découvert. Enfin, un tel blindage présente en outre l'inconvénient que la défaillance de systèmes centraux 10 nécessaires au bon fonctionnement du dispositif entraîne la paralysie de l'ensemble du blindage. De telles défectuosités ne peuvent être évitées qu'avec des systèmes redondants, ce qui conduit à des complications supplémentaires importantes. 15 La présente invention a pour but de remédier à tous ces inconvénients relevés dans l'état actuel de la technique en proposant un blindage dont chaque élément protecteur possède son propre capteur de proximité et son propre dispositif de traitement des signaux. En outre, 20 ce blindage utilise un capteur de proximité qui réagit à une propriété physique typique du projectile détectable à distance. Ce capteur de proximité est donc passif. Ainsi, les différents éléments protecteurs sont largement autarciques. On peut donc renoncer à l'emploi 25 de systèmes électroniques centraux sensibles susceptibles de se détériorer sous l'effet des sévères contraintes opérationnelles de durée prolongée. Chaque élément protecteur disposant d'un capteur de proximité dont le champ d'observation ne 30 couvre qu'un secteur étroit, la surveillance peut s'effectuer sans balayage. Un projectile en vol d'approche déclenche donc un signal de mesure aussi tôt que possible. Les différents capteurs de proximité sont 35 conçus et disposés de telles sorte qu'un signal de mesure 2907206 3 ou un signal de mesure suffisamment intense n'apparaisse dans un des capteurs de proximité que si l'élément protecteur correspondant doit effectivement être sanctionné. Le dispositif de traitement des signaux peut 5 donc être de conception très simple et réagir rapidement. Même si l'objet à protéger se trouve à une distance relativement faible derrière un bâtiment dont le mur est "opaque" aux capteurs de proximité, la détection d'un éventuel projectile sera immédiate dès que ce 10 projectile aura traversé le mur. Le projectile pourra donc être efficacement perturbé avant d'atteindre l'objet, par l'action de l'élément protecteur qui projette sa partie éjectable, par exemple une grille en métal dur ou en céramique, contre le projectile détecté. 15 Le remplacement de la partie éjectable de l'élément protecteur est facile et exempt de risques, car contrairement à l'état actuel de la technique, aucun raccordement compliqué à un système de guidage n'est nécessaire. 20 De même que la demande de brevet précitée, la présente invention a pour but de remédier aux inconvénients inhérents à l'état actuel de la technique en faisant appel aux mêmes principes que ceux évoqués dans ladite demande de brevet, mais en choisissant 25 d'autres moyens. Ce problème est résolu en adoptant comme capteur de proximité pour chacun des éléments protecteurs un capteur infrarouge qui réagit à l'échauffement que subit forcément le projectile cinétique se déplaçant au 30 contact de l'air. Plus un projectile vole vite, plus sa pointe s'échauffe. Le capteur infrarouge réagit donc plus tôt à un projectile échauffé à la suite d'un vol d'approche rapide qu'à un projectile lent et par conséquent moins 35 chaud. Grâce à une conception appropriée du capteur 2907206 4 infrarouge, l'amorce de l'élément protecteur correspondant a toujours lieu à une distance de cet élément telle que l'énergie cinétique de la partie éjectable lancée contre le projectile agresseur, et sa 5 probabilité d'atteinte, sont très élevées, et qu'en outre, le risque d'une destruction ou d'un endommagement de l'objet sous l'effet des éléments du projectile est pratiquement exclu. Compte tenu des courtes distances sur 10 lesquelles le capteur infrarouge doit agir, les intempéries telles que la pluie, la neige ou le brouillard sont pratiquement négligeables. Le blindage conforme à l'invention est donc un blindage tous temps. En raison de ces courtes distances, des sources 15 de chaleur relativement éloignées telles que des bâtiments en feu restent pratiquement sans effet. A l'aide de moyens simples, il est en outre possible de filtrer ou d'éliminer dans le système de traitement des signaux tous les signaux à montée trop lente engendrés, 20 par exemple, par des sources de chaleur non dangereuses et en déplacement lent telles que des fusées éclairantes tombant à proximité de l'objet à protéger. Parmi la multitude de capteurs infrarouges connus et utilisables, la préférence est donnée, 25 conformément à l'invention, à un capteur infrarouge conçu comme détecteur à corps solide. En effet, tout en ayant une sensibilité de mesure suffisante, un tel détecteur ne réagit pratiquement pas aux perturbations et prend peu de place. En raison de sa faible masse, ce détecteur 30 infrarouge présente en outre l'avantage de pouvoir être logé du côté menace de la partie éjectable de l'élément protecteur sans en diminuer l'efficacité. En outre, un capteur infrarouge de ce type peut pratiquement être stocké pendant une durée illimitée. 35 Les gammes de mesure des capteurs infrarouges 2907206 5 adjacents peuvent se recouper avantageusement et les dispositifs de traitement des signaux être reliés entre eux de manière qu'en cas de défaillance d'un des capteurs infrarouges, l'amorçage de l'élément protecteur 5 correspondant puisse être commandé par les deux capteurs infrarouges voisins. On sait que les capteurs infrarouges, notamment la version préférentielle des détecteurs à corps solide, présentent l'avantage d'une grande fiabilité. D'autre 10 part, la gamme de mesure recherchée doit être aussi limitée que possible. En conséquence, le capteur infrarouge suivant une autre version de l'invention est conçu et disposé de manière à couvrir, à la distance de mesure considérée, une aire de mesure qui avoisine juste 15 ou recouvre un peu celle du capteur infrarouge d'un élément protecteur voisin. On entend par distance de mesure la distance à laquelle le capteur infrarouge réagit au rayonnement de chaleur émis par le projectile en vol d'approche, en engendrant un signal dont 20 l'intensité est suffisante pour commander l'amorçage de l'élément protecteur. La logique de déclenchement du dispositif de traitement des signaux peut être câblée, si nécessaire, afin d'obtenir des temps de réaction extrêmement courts. 25 L'aire de mesure est relativement petite. Suivant une version préférée de l'invention, le capteur infrarouge est précédé d'une simple optique qui rétrécit le champs visuel du capteur. Cette optique peut être fixée sur des éléments protecteurs disposés aux 30 encoignures de l'objet et conçue de manière à obtenir une aire de mesure courbe et un champ visuel qui s'étend jusqu'aux aires de mesure des éléments protecteurs adjacents. La distance de mesure est tellement courte et 35 le temps de réaction du montage constitué par l'élément 2907206 6 protecteur et le dispositif de mesure tellement limité que l'élément protecteur perturbe efficacement non seulement la majeure partie des projectiles traversant l'aire de mesure perpendiculairement, mais encore la 5 majeure partie des projectiles traversant l'aire de mesure en vol incliné par rapport à celle-ci. Dans la mesure où un projectile en vol d'approche incliné traverse la zone marginale de l'aire de mesure en direction de l'élément protecteur voisin, il 10 se peut que le premier élément protecteur soit activé inutilement tandis que l'élément protecteur voisin est activé tardivement et par conséquent moins efficace. Pour éliminer cet inconvénient, une variante préférée de l'invention permet de relier entre eux les 15 dispositifs de traitement des signaux d'éléments protecteurs voisins. Cette façon de procéder permet d'identifier un projectile en trajectoire d'approche inclinée qui traverse les aires de mesure de capteurs infrarouges voisins, et d'activer finalement parmi les 20 éléments protecteurs celui qui est le plus apte à perturber efficacement ledit projectile. Il résulte certes d'un système relativement compliqué un allongement du temps d'activation de la partie éjectable. Mais cette augmentation est négligeable 25 au regard de l'augmentation du temps d'approche du projectile résultant du fait que cette approche a lieu en trajectoires inclinée par rapport à l'objet. En effet, plus la trajectoire d'approche d'un projectile est inclinée, plus la vitesse relative à laquelle le 30 projectile s'approche de l'objet à protéger est faible. Les capteurs infrarouges de tous les éléments protecteurs de l'objet à protéger peuvent agir ensemble, comme c'est le cas pour les cellules d'un oeil à facettes, c'est-à-dire que plusieurs capteurs infrarouges 35 détectent simultanément un projectile en vol d'approche. 2907206 7 En fonction du mouvement transversal du projectile, de l'augmentation ou de la diminution du nombre de capteurs infrarouges détectant simultanément ce projectile, etc, les dispositifs correspondants de traitement des signaux 5 déterminent ensuite, parmi les corps perturbateurs à amorcer, celui qui est le plus apte à perturber le projectile s'approchant selon une trajectoire inclinée. Au cas où un capteur infrarouge tombe en panne, il laisse, pour ainsi dire, une "tache noire" dans 10 "l'image" enregistrée simultanément par plusieurs capteurs infrarouges. Le capteur défaillant peut donc être compensé par les capteurs infrarouges voisins. Il est donc possible de renoncer, le cas échéant, à l'emploi de systèmes redondants. 15 Suivant une version préférée de l'invention, il est possible de refroidir les capteurs de mesure pour en augmenter la sensibilité. Pour obtenir un tel refroidissement, on peut faire appel, par exemple, à l'expansion de l'air comprimé 20 de fonctionnement du véhicule qui constitue l'objet à protéger. Suivant une version préférée de l'invention, il est particulièrement avantageux d'équiper chacun des capteurs infrarouges d'un élément frigorifique Peltier, 25 qui produit un refroidissement d'une manière particulièrement simple et fiable. Il suffit, en principe, d'équiper chaque élément protecteur d'un seul capteur infrarouge. En cas de besoin, on peut cependant doter un élément protecteur 30 de deux capteurs infrarouges ou plus. Ceci pourrait être le cas, par exemple, lorsque l'élément protecteur est disposé sur un bord extérieur de l'objet à protéger et qu'il faut s'attendre à des menaces provenant de directions très différentes. Dans un tel cas, la solution 35 préférée est celle d'éléments protecteurs capables de 2907206 8 lancer leur partie éjectable dans des directions différentes, chaque direction dans laquelle peut avoir lieu le déclenchement étant asservie au capteur infrarouge qui surveille la zone correspondante. 5 Le blindage conforme à l'invention est particulièrement avantageux lorsqu'il est monté à bord de véhicule terrestres, véhicules amphibies ou aéronefs, ou lorsqu'il est installé comme protection supplémentaire à bord de véhicules blindés. En cas de besoin, les 10 dispositifs de traitement des signaux peuvent être conçus de manière à pouvoir supprimer le rayonnement caractéristique infrarouge résultant du tir des armes installées à bord du véhicule blindé lui-même. Tout déclenchement des parties éjectables est alors exclu, 15 même si le jet de gaz brûlés d'un engin guidé lancé à partir du véhicule blindé induit les capteurs infrarouge à l'émission de signaux intenses. Une autre solution consiste à arrêter pendant une courte durée tout fonctionnement des éléments 20 protecteurs lorsque les armes du véhicule blindé à protéger sont en action. Un autre avantage du blindage conforme à l'invention découle du fait que les éléments protecteurs autarciques peuvent être mis en oeuvre indépendamment de 25 tout véhicule pour assurer la protection d'objets quelconques sans qu'il soit nécessaire de faire appel à un montage compliqué. Lorsqu'aucun réseau d'alimentation en courant n'est disponible, il est possible de faire appel à des batteries locales. On peut donc utiliser les 30 éléments protecteurs pour la protection de bâtiments abritant des postes de commandement, des centres de transmission, etc., ou la protection de hangars ou de points sensibles du secteur civil destinés à l'alimentation en courant et en eau. On peut également 35 envisager la protection contre l'action de fusées air-sol 2907206 9 de petit ou de moyen calibre. En principe, il est également possible de dimensionner les éléments protecteurs en conséquence et de les fixer de préférence sur des murs suffisamment 5 stables tels que les murs d'abris en surface, les plafonds d'abris souterrains, etc., qui résistent à l'effet de recul lors de la projection de la partie éjectable. Cette méthode permet d'amorcer prématurément des engins guidés lourds, de les déstabiliser ou de les 10 détruire. Dans l'ensemble, la présente invention est à l'origine d'un blindage polyvalent constitué par des éléments protecteurs autarciques dont chacun peut être activé par un capteur de proximité robuste, durable et 15 passif, qui réagit au rayonnement infrarouge émis par un projectile en vol d'approche. Bien sûr, la présente invention n'est pas limitée au seul blindage constitué par plusieurs éléments protecteurs. Elle concerne en outre expressément chacun 20 de ces éléments protecteurs et leur activation par voie infrarouge. L'objet de l'invention est encore précisé davantage à titre d'exemples dans les schémas annexés : - la figure 1 est une représentation 25 schématique d'un véhicule blindé équipé d'un blindage conforme à l'invention, et - la figure 2 est une coupe schématique du blindage. La figure 1 représente un véhicule blindé 1 30 dont la face externe est recouverte d'un blindage de protection constitué par différents éléments protecteurs adjacents 2. Chacun de ces éléments protecteurs 2 est conçu de manière à perturber un projectile 5 en vol d'approche afin de l'empêcher au moins d'être pleinement 35 efficace vis-à-vis du véhicule blindé 1. 2907206 10 Pour identifier le projectile 5 en vol d'approche, chaque élément protecteur 2 est équipé d'un capteur infrarouge 3 dont l'axe du champ visuel 4 est de préférence perpendiculaire à la surface de l'élément 5 protecteur 2. Dès que le projectile 5 en vol d'approche pénètre dans le champ visuel 4 et arrive à une certaine distance (distance de déclenchement 6 dans la figure 2) du capteur infrarouge et, par conséquent, de l'élément 10 protecteur 2, le rayonnement de chaleur émis par la pointe du projectile sous l'effet du frottement d'air déclenche, à l'intérieur du capteur infrarouge 3, un signal dont l'intensité est suffisante pour activer l'élément protecteur, de préférence par l'intermédiaire 15 d'un dispositif de traitement des signaux. La figure 2 montre le schéma d'une coupe transversale du blindage représenté dans la figure 1. Chacun des éléments protecteurs 2 placés les uns à côté des autres est équipé d'une partie éjectable 8 20 qui forme essentiellement l'ensemble de la surface de l'élément protecteur considéré 2. Cette partie éjectable 8 est destinée à être lancée contre le projectile 5 sous l'effet de l'activation de l'élément protecteur 2. Une optique 7 est logée au centre de la partie 25 éjectable 8. Derrière cette optique 7, à une distance correspondant normalement à la distance focale de celle-ci, est placé un capteur infrarouge (D1, D2, D3). Préférentiellement, un élément frigorifique Peltier (non représenté) entoure le capteur infrarouge 30 (D1, D2, D3) ou y est accolé pour assurer son refroidissement. Ces capteurs infrarouges sont connectés à des liaisons (non représentées) qui cheminent derrière les parties éjectables (8). L'optique 7 est conçue de telle sorte que les 35 champs visuels 4 sont adjacents à une certaine distance 2907206 11 des parties éjectables 8 qui correspond à la distance de déclenchement 6. En conséquence, chaque projectile 5 en vol d'approche perpendiculaire au corps de protection 8 n'est pris en compte, à cette distance de déclenchement, 5 que par un seul capteur infrarouge 3 et par un seul élément protecteur 2. C'est aussi le cas lorsque le projectile 5, avant d'atteindre la distance de déclenchement 6, est détecté et suivi par le capteur infrarouge voisin 3 (D1 dans la figure 2) jusqu'au point 10 A, puis quitte le champ visuel du capteur infrarouge 3 (D1) au point B, c'est-à-dire après l'amorçage du dispositif de protection 2. Dans la mesure où chaque détecteur infrarouge D1, D2, D3 est relié à un dispositif de traitement des 15 signaux (non représenté), ce dispositif peut être raccordé aux dispositifs de traitement des signaux des éléments protecteurs 2 voisins de telle sorte que des projectiles 5 s'approchant en trajectoire inclinée par rapport aux parties éjectables 8 puissent être identifiés 20 à partir d'une saisie appropriée des informations par des capteurs infrarouges voisins, et que l'élément protecteur le plus apte à perturber ces projectiles soit déterminé et activé. REVENDICATIONS 1. Blindage actif pour la protection d'un objet, constitué par plusieurs éléments protecteurs juxtaposés à la surface de l'objet, et munis d'une partie éjectable conçue de manière à perturber, après son amorçage, un projectile en vol d'approche, caractérisée en ce que chaque élément protecteur est équipé de son propre capteur de proximité passif (3), de préférence infrarouge, apte à fonctionner de jour et de nuit, lequel détecte le projectile en vol d'approche et transmet un signal à un dispositif de traitement des signaux qui commande le lancement de la partie éjectable correspondante au moment où la distance du projectile coïncide avec une distance de déclenchement. 2. Blindage actif conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur infrarouge (3) est un détecteur à corps solide (D1, D2, D3). 3. Blindage actif conforme à la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le capteur infrarouge (3) de chacun des éléments protecteurs (2) couvre une aire de mesure à une distance de mesure qui correspond à la distance de déclenchement, l'aire de mesure étant au moins adjacente à celle du détecteur infrarouge (3) équipant l'élément protecteur voisin (2). 4. Blindage actif conforme à la revendication 3, caractérisé en ce que les dispositifs de traitement des signaux équipant des éléments protecteurs voisins (2) sont reliés entre eux en vue de la détection d'un projectile (5) en vol d'approche incliné par rapport à l'objet à protéger. 5. Blindage actif conforme à l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le capteur infrarouge (3) est de préférence refroidi par un élément Peltier. 6. Blindage actif conforme à l'une des 2907206 13 revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'au moins un des éléments protecteurs (2) est équipé de deux capteurs infrarouges (3) ou plus.