Brevet FR2907205A1 — publié le 20080418

La présente invention concerne un blindage actif comportant : - au moins un dispositif de protection prévu pour être mis en oeuvre par un signal de commande pour perturber un projectile en approche, - au moins un détecteur de proximité affecté au dispositif de protection prévu pour délivrer un signal dès qu'un projectile pénètre dans la zone d'action du dispositif de protection, et - un ordinateur qui acquiert et analyse le signal de détection et émet ensuite un signal de commande mettant en oeuvre le ou les dispositif(s) de protection approprié(s) lorsqu'il a identifié un projectile pouvant être perturbé par ce ou ces dispositif(s) de protection. Un tel blindage actif est constitué par un dispositif de protection conçu de manière à agir sur un projectile en approche, avant que celui-ci n'ait atteint le dispositif de protection. II devient ainsi possible de déclencher la charge creuse d'un projectile assaillant ou de déstabiliser ce projectile sur sa trajectoire avant que celui-ci atteigne le dispositif de protection et le blindage protégé par ce dispositif ou l'objectif protégé par ce blindage. Un autre avantage décisif de ce type de blindages actifs réside dans le fait qu'ils peuvent également être mis en oeuvre contre des projectiles passant au voisinage et protéger ainsi des zones non directement couvertes par eux. II devient ainsi possible par exemple de protéger efficacement contre les projectiles antichars les • entrées d'air des moteurs, les lucarnes d'observation ainsi que les parties inférieures du train de roulement d'un véhicule blindé qui ne peuvent pas être couvertes par un blindage. Le "blindage" actif conforme à l'invention ne représente donc non seule-ment un dispositif destiné à couvrir, directement et à protéger un objectif défini, mais permet également d'assurer une protection indirecte d'un objectif au moyen d'au moins un dispositif de protection décalé par rapport à cet objectif; il est évident qu'il faut en principe couvrir up tel objectif par un blindage léger assurant sa protection contre la mitraille du champ de bataille. Seul un navire opérant en haute mèr peut, le cas échéant, faire l'économie d'un tel blindage classique. 2907205 2 Un "blindage" actif classique est équipé au moins d'un détecteur de proximité ou d'un dispositif de mesure correspondant, susceptible de réagir à l'approche d'un projectile et de délivrer un signal en conséquence. 5 Etant donné que de tels détecteurs de proximité doivent pouvoir fonctionner dans l'obscurité, en présence d'un épais brouillard, d'une forte pluie ou sous un rayonnement solaire intense, il n'est pas envisageable d'utiliser des systèmes optiques passifs. Par contre, il est possible d'employer des systèmes optiques actifs (avec éclairement par infra-rouge) ou des 10 systèmes électromagnétiques actifs (par exemple des radars). L'inconvénient majeur de tels systèmes ne réside pas seulement dans leur relative complexité, dans leur encombrement et clans la fréquence des pannes, mais surtout dans le fait qu'ils fonctionnent suivant un principe dit "actif", c'est-à-dire qu'ils émettent eux-mêmes un faisceau infra-rouge ou une onde électromagnétique focalisée ce qui les rend facilement détectables par les systèmes de repérage ennemis. Un autre inconvénient de ces systèmes de détection réside dans le fait, qu'en raison de leur complexité, on ne peut en prévoir qu'un nombre réduit pour protéger un objectif et que, par ailleurs, ils sont relativement vulnérables face à la mitraille du champ de bataille. II se peut donc que, sur un véhicule blindé ainsi protégé, les détecteurs de proximité soient déjà mis hors service par un premier contact bénin avec l'ennemi et que l'ensemble du blindage actif de ce véhicule devienne ainsi inefficace pour la suite de l'engagement. Les détecteurs de proximité de type connu ne réagissent évidemment pas exclusivement aux projectiles en approche, mais à tout un éventail d'événements de différente nature; ainsi, par exemple, un détecteur optique actif réagira au passage d'oiseaux, aux mottes de terre projetées par le train de roulement, à des branches d'arbres ou à d'autres objets de ce genre. 20 25 30 5 25 30 2907205 3 II faut donc que les signaux délivrés par le détecteur soient traitées dans une unité, désignée ici de manière générale par le terme "ordinateur" qui élimine tous les signaux ne provenant pas d'un projectile en approche du type de ceux contre lesquels il est prévu de se défendre. Le signal provenant d'un projectile est caractérisé par un certain nombre de facteurs, tels que sa composition, sa variation dans le temps, etc... L'ordinateur qui reçoit les signaux du détecteur de proximité peut donc distinguer si le signal provient effectivement d'un projectile ou d'un 10 autre objet, si le projectile en question risque de toucher l'objectif à protéger ou non et reconnaître finalement de quel type de projectile il s'agit. Au cas où l'ordinateur constate par exemple qu'un signal reçu provient 15 d'un projectile qui, d'après sa nature, constitue un risque pour l'objectif à protéger et qui est susceptible de toucher cet objectif, il transmet au dispositif de protection prévu pour intercepter ce projectile assaillant un signal qui en commande le déclenchement. Le dispositif de protection ainsi activé projette alors en direction du projectile par exemple une grille en céramique dure, capable de dévier le projectile de sa trajectoire. Compte tenu de cette situation, l'invention vise à améliorer un blindage actif du type de celui mentionné ci-dessus en le simplifiant et en rendant son mode d'action plus fiable. Ce but est atteint grâce à un blindage actif conforme à l'invention, ledit blindage actif comportant : -au moins un dispositif de proteçtion prévu pour être mis en oeuvre par un signal de commande pour perturber un projectile en approche, - au moins un détecteur de proximité affecté au dispositif de protection prévu pour délivrer un signal dès qu'un projectile pénètre dans la zone d'action du dispositif de protection, et 2907205 4 - un ordinateur qui acquiert et analyse le signal de détection et émet ensuite un signal de commande mettant en oeuvre le ou les dispositif(s) de protection approprié(s) lorsqu'il a identifié un projectile pouvant être perturbé par ce ou ces dispositif(s) de protection, et étant 5 caractérisé par le fait que le détecteur de proximité est constitué par un détecteur de champ réagissant à la charge électrostatique du projectile en approche. 10 L'invention est fondée sur le fait qu'un projectile, lorsqu'il parcourt sa trajectoire dans l'air ambiant, accumule une forte charge électrique résultant du frottement de l'air. Un détecteur de champ. conçu pour délivrer un signal dès qu'apparaît un champ électrique, réagira donc face à un projectile en approche. 15 Conformément à l'invention, il s'agit donc de mesurer une grandeur caractéristique du projectile assaillant qui reste toujours indépendante d'un quelconque éclairement et des conditions météorologiques. II est donc possible d'utiliser un détecteur de proximité fonctionnant en permanence 20 en mode passif et ne pouvant être repéré par les systèmes de détection de l'ennemi. Un autre avantage réside dans le fait que les grandeurs électrostatiques 25 susceptibles de perturber -genre. de détection représentent un risque relativement faible; on peut éventuellement envisager que le véhicule équipé du blindage actif se trouve dans une zone orageuse ou qu'il est couvert d'un filet de camouflage engendrant des charges électrostatiques. 30 Dans le cas d'un orage, l'accroissement du champ électrique ne se produit pas progressivement comme sur un projectile en approche et dans les autres cas, la montée en intensité du champ électrique est beaucoup plus lente que celle correspondant â l'approche d'un projectile. 2907205 5 L'intensité d'un champ- électrique induit par un projectile d'une arme légère d'infanterie qui ne constitue pas une menace pour le véhicule protégé, est beaucoup plus faible que celle du champ des projectiles contre lesquels il s'agit de se prémunir au moyen du blindage actif, objet de l'invention. II en est de même en ce qui concerne les éclats relativement petits des obus à fragmentation qui ne représentent pas une menace réelle pour un véhicule blindé. De ce fait, l'ordinateur associé au détecteur de champ électrique confor- me à l'invention, peut être de conception très simple et se contenter d'une détection de seuil dans le cas le plus sinpleelorsque le signal délivré par le détecteur de champ électrique se situe en-dessous d'un seuil préalable-ment défini, l'ordinateur ne fournit pas de signal de commande au dispositif de protection; par contre, si le signal atteint ou dépasse le seuil défini, le dispositif de protection est activé et déclenché. En principe un détecteur de champ électrique peut être monté partout là où jusqu'à présent on a placé un détecteur de proximité pour déceler l'approche d'un projectile. Compte tenu de la conception sinple d'un détecteur 20 de champ électrique (dans le casle plus simple, il peut être constitué par un simple condensateur à plaques) et de son faible encombrement, une version préférentielle de l'invention consiste à affecter à chaque dispositif de protection un détecteur de champ et de le placer directe-ment sur la face externe du dispositif de protection. Ainsi la direction suivant laquelle s'opère la détection du champ coïncide avec la direction suivant laquelle doit agir le dispositif de protection correspondant. En outre, la détection se fait alors à partir du point situé à la plus petite distance de l'objet à détecter de sorte que l'ordinateur peut être réglé pour ne réagir qu'à partir d'un niveau de signal relativement élevé qui n'est atteint que lorsque le projectile pénètre dans la zone d'action d'un dispositif de protection. Il n'est donc pas nécessaire qu'un ordinateur central, relié à un ou à un petit nombre de détecteurs, commence pari reconnaître la menace et à 35 n'activer qu'ensuite le dispositif de protection approprié, car chaque dispositif de protection n'est activé et déclenché que si le détecteur de proximité qui lui est affecté aura décelé un projectile en approche ou 5 10 15 30 2907205 6 passant au voisinage dans la zone d'action du dispositif de protection. Le détecteur de champ électrique pourrait, en principe, être constitué simplement par une antenne; mais, suivant une version préférentielle de l'invention, le détecteur de champ électrique est conçu de manière à présenter deux conducteurs électriques en forme de surfaces conductrices, séparées l'une de l'autre par une couche de matériau isolant. Un tel détecteur de champ électrique peut être flexible et s'adapter par collage à n'importe quelle surface qui parait intéressante pour effectuer la mesure. Un détecteur de champ électrique en forme de feuille flexible peut, en principe, être appliqué par collage ou par tout autre mode de fixation à la face externe du dispositif de protection. Suivant une version préférentielle de l'invention, ce dispositif de protection comporte de préférence lui-même un élément d'intervention qui constitue justement un des deux conducteurs électriques en forme de surfaces conductrices. La face externe de cet élément d'intervention est alors simplement couverte d'une couche de matériau diélectrique assurant l'isolation, elle-même recouverte à l'extérieur d'une mince feuille conductrice. Compte tenu de sa faible masse, un tel détecteur de champ électrique ne gêne en rien le mode d'action du dispositif de protection. Un dommage subi par un tel détecteur de champ électrique ne se répercute 25 en règle générale pas sur son fonctionnement à condition qu'il ne s'établisse pas de court-circuit entre les deux éléments en forme de surfaces conductrices. Si l'un de ces deux éléments constitue l'élément d'intervention du dispositif de protection, et que l'autre élément conducteur est extrême- ment mince, réalisé par exemple par un dépôt par vaporisation sur la face 30 externe de la couche en matériau diélectrique, la formation d'un court- circuit, par exemple sous l'effet de l'impact d'une balle de mitrailleuse, se trouve pratiquement exclue. Néanmoins il apparaît opportun de couvrir la face externe du détecteur 35 de champ d'une couche protectrice pour éviter les influences atmosphériques, pouvant donner lieu à des effets de corrosion. 5 10 15 20 2907205 7 Suivant une version préférentielle de l'invention, le détecteur de champ ne comporte pas lui-même une couverture propre sur sa face externe, mais il est placé sous la couverture du dispositif de protection. Toutefois, cette couverture externe ne doit alors pas constituer un écran empêchant les charges statiques d'atteindre le détecteur. Par contre, la face interne de la couverture externe peut comporter une couche conductrice, déposée par exemple par vaporisation, et former ainsi une partie du détecteur de champ. Dans ce cas, le dispositif de protection constitue, avec le détecteur de champ, de préférence un module, formant un tout lors de sa fabrication, de son approvisionnement logistique et de sa mise en oeuvre. Suivant une version préférentielle de l'invention, ce module peut également comporter "l'ordinateur", d'autant plus que celui-ci, comme indiqué ci-dessus, sera de préférence de conception très simple, formé par un seul 15 circuit, ne nécessitant pas d'alimentation extérieure ou une alimentation de faible puissance, de sorte que chaque module peut être équipé d'une alimentation autonome. L'alimentation peut être mise en place une fois pour toutes pour toute 20 la durée de vie du module ou peut être prévue pour un remplacement par une source neuve. Il est donc possible de fabriquer des dispositifs de protection, équipés de détecteurs et d'ordinateurs et qui peuvent simplement être rapportés sur 25 la face externe de l'objectif à protéger sans nécessiter de quelconques branchements. Ainsi, par exemple, un blindé appelé à participer à une mission de pénétration au cours de laquelle il risque d'être confronté à des réactions ennemies, peut embarquer un certain nombre d'éléments de blindage actif, conformes à l'invention, qui, par une manipulation simple, peuvent être mis à la place de modules actifs ayant été déclenchés. 5 10 2907205 8 De ce fait, l'invention. fournit un dispositif particulièrement simple, permettant. de protéger non seulement des véhicules blindés mais également des ouvrages fortifiés de campagne, des points particulièrement vulnérables sur les hélicoptères et autres matérield. II devient également possible, 5 lors d'un engagement, d'équiper des matériels non prévus à cet effet de blindages actifs en rapportant simplement sur leurs faces externes des modules conformes à l'invention soit en les y suspendant , soit en les y appliquant. 10 Le dessin schématique joint en annexe, à titre d'exemple, illustre plus en détail l'objet de l'invention. La figure unique montre une coupe d'un blindage représentant une plaque de blindage sur la face externe de laquelle sont appliqués 15 plusieurs modules actifs. Chacun de ces modules comporte une couche d'explosif 1, destinée à projeter un élément d'intervention 2 de sorte que celui-ci perturbe ou détruise le projectile assaillant. Sur la face externe de l'élément d'intervention 2 qui est en métal ou recouvert d'une couche de métal, se trouve une couche en matériau isolant 3 qui est elle-même recouverte sur sa face externe par une feuille métallique 4. Cette feuille métallique 4 forme, avec la face externe conductrice de l'élément d'intervention 2, qui en est isolée et se trouve à une certaine distance, un détecteur de champ susceptible de réagir à la présence d'un champ électrostatique. Les deux éléments conducteurs précités) qui constituent le détecteur de champ, sont reliés à l'entrée d'un ordinateur 6, dont la sortie est branchée à un ou à plusieurs détonateurs destinés à l'amorçage de l'explosif 1. La face externe du dispositif décrit est recouverte d'une couche protec- r trice 5. 20 25 30 35 2907205 9 Comme le montre le schéma, la plaque de blindage, représentée par la surface hachurée, est couverte par un ensemble de plusieurs modules, constitués chacun par un dispositif de protection active 1, 2 et par une sonde de champ 3, 4. L'ordinateur 6 peut également être intégré dans le 5 module. II est possible d'appliquer ces modules très simplement sur la face externe d'une plaque de blindage, ce qui permet de les échanger ou de les remplacer facilement, ou de les enlever à l'issue d'une mission, 10 avant de garer le véhicule dans un hangar clos par exemple, où, pour des raisons de sécurité, il serait peu souhaitable de laisser sur le véhicule ces dispositif comportant de l'explosif. Grâce à une conception appropriée de la couche protectrice 5, il devrait 15 également être possible de juxtaposer plusieurs modules du type présenté, le détecteur de champ électrique se trouvant en surface formant écran vis-à-vis des détecteurs des dispositifs de protection placés en-dessous, de sorte que lors de l'approche de plusieurs projectiles qui se suivent (projectiles tandems) plusieurs dispositifs de protection des modules juxtaposés pourraient être déclenchés successivement. Le détecteur de champ placé dans la partie frontale d'un dispositif de protection, peut être subdivisé en plusieurs éléments de détection dont les signaux fourniraient par comparaison une information sur la direction d'attaque ou la position du projectile en approche ce qui permettrait, avec un dispositif de protection à effet directif de réaliser une perturbation spécifique du projectile, par exemple par un amorçage dissymétrique de l'explosif. 30 Il est également possible d'équiper le blindage actif conforme à l'invention d'un dispositif de protection assurant une projection électromagnétique de l'élément d'intervention qui, par une disposition décalée de plusieurs bobines excitatrices pourrait également être lancé dans une direction donnée. En ce qui concerne le mode de fonctionnement du détecteur de champ, il y a lieu d'ajouter ce qui suit: 20 25 2907205 10 Le détecteur de champ répond aux variations du champ électrostatique. La plupart des perturbations affectant les champs statiques représentent des variations tellement lentes que le niveau des signaux qu'elles engendrent sont négligeables. Un projectile d'arme d'infanterie passant très 5 près du détecteur de champ pourrait le faire réagir; toutefois, l'intensité du champ d'un projectile dépend en général de son calibre et serait donc nettement inférieure pour un projectile d'infanterie que pour un obus de 120 mm par exemple. Des pointes ou des balais équipant le culot des projectiles peuvent en réduire la charge mais ne permettent pas de 10 l'éliminer complètement. En fait, la charge induite sur un projectile dépend, à coté du calibre et des conditions météorologiques, également de la forme du projectile puisqu'il s'établit un équilibre dynamique entre les effets de charge et de décharge, les deux dépendant de la forme du projectile. REVENDICATIONS 1. Blindage actif comportant - au moins un dispositif de protection prévu pour être mis en oeuvre par un signal de commande pour perturber un projectile en approche, - au moins un détecteur de proximité affecté au dispositif de protection prévu pour délivrer un signal dès qu'un projectile pénètre dans la zone d'action du dispositif de protection, et -un ordinateur qui acquiert et analyse le signal de détection et émet ensuite un signal de commande mettant en oeuvre le ou les dispositif(s) de protection approprié(s) lorsqu'il a identifié un projectile pouvant être perturbé par ce ou ces dispositif(s) de protection, caractérisé par le fait que le détecteur de proximité est constitué par un détecteur de champ (2, 3, 4) réagissant à la charge électrostatique 15 du projectile en approche. 2. Blindage actif conforme à la revendication 1, caractérisé par le fait que le détecteur de champ (2, 3, 4) est placé à la face externe d'un dispositif de protection ou du dispositif de protection (1, 2) auquel il est affecté. 3. Blindage actif conforme à l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'à chaque dispositif de protection (1, 2) est affecté un détecteur de champ (2, 3, 4) propre. 4. Blindage actif conforme à l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le détecteur de champ électrique (2, 3, 4) comporte deux conducteurs électriques en forme de surfaces conductrices (2, 4), séparées par une couche de matériau isolant (3). 30 5. Blindage actif conforme à la revendication 4, caractérisé par le fait que l'un (2) des deux conducteurs (2, 4) est supporté par un élément d'intervention (2) ou est constitué par celui-ci, cet élément d'intervention étant affecté au dispositif de protection (1, 2) et couvrant de pré- 35 férence sa face avant. 20 25 5 10 2907205 12 6. Blindage actif conforme à l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé par le fait que le détecteur de champ (2, 3, 4) est placé sous le revêtement (5) couvrant le dispositif de protection (1, 2) vers l'extérieur, sans que ce revêtement gêne le fonctionnement du détecteur. 7. Blindage actif conforme à l'une des revendications 3 à 6, caractérisé par le f :it que le dispositif de protection (1, 2) constitue, avec le détecteur de champ (2, 3, 4), un module. 8. Blindage actif conforme à la revendication 7, caractérisé par le fait que le module comporte l'ordinateur affecté au dispositif de protection (1, 2) et au détecteur de champ (2, 3, 4).