Brevet FR3023382A1 — publié le 20160108

Dispositif de détection d'impact d'un projectile DOMAINE GENERAL L'invention concerne un dispositif de détection d'impact d'un 5 projectile, et un procédé de détection d'impact mis en oeuvre par un tel dispositif. ETAT DE L'ART La détection de l'impact d'un projectile tel qu'une munition est un 10 besoin fonctionnel à haut niveau de fiabilité pour amorcer une charge contenue dans le projectile, ou bien sa pré-charge. Une technique connue pour détecter un impact consiste à utiliser dans un projectile P représenté en figure 1 un dispositif de détection comprenant une boucle d'impact électrique B et un module D de 15 détection d'une coupure de la boucle d'impact électrique B. Le projectile P comprend également un autodirecteur (non-illustré) pour mettre oeuvre des fonctions telles qu'une détection d'image ou de suivi laser. Le principe de détection mis en oeuvre par le dispositif du 20 projectile P consiste à mesurer une perte de continuité électrique due au à une coupure de la boucle d'impact, lors d'une collision du projectile P avec une cible. Le projectile P comprend un blindage E permettant de protéger une majeure partie de la boucle d'impact électrique contre des signaux 25 parasites. Toutefois, une partie de la boucle d'impact B, généralement située à l'avant du projectile, n'est pas blindée de façon à offrir une fenêtre de mise en oeuvre par l'autodirecteur de fonctions telles qu'une détection d'image ou de suivi laser. 30 Or, cette fenêtre suscite des champs électromagnétiques forts de type HIRF (« High Intensity Radiated Filed » en anglais) dans la boucle d'impact électrique B, typiquement dans une bande de fréquences d'une centaine de MHz à une dizaine de GHz. La boucle d'impact électrique B se comporte alors comme une antenne : le signal électrique utile nécessaire à la continuité électrique dans la boucle B se superpose avec un signal électrique induit par le champ rayonné perturbateur. Ceci cause potentiellement une fausse détection de coupure de la boucle d'impact électrique B par le module de détection D. Pour éviter de telles erreurs de détection, le projectile P comprend 10 un filtre F adapté pour filtrer ces perturbations électromagnétiques ambiantes reçues par la boucle électrique B, et ainsi éviter une erreur de détection. Cependant, le projectile ainsi obtenu demeure sujet à de nombreux inconvénients : 15 - le blindage mécanique E demeure nécessaire pour protéger une majeure partie de la boucle électrique B des champs forts, augmentant ainsi l'encombrement et le poids du projectile. - Le filtre F introduit nécessairement un retard dans la détection de coupure de la boucle d'impact : le temps de réponse de la boucle, 20 critique dans la chaîne de déclenchement d'une charge du projectile, est alors allongé. la maîtrise de l'impédance de la boucle électrique B est très difficile. 25 PRESENTATION DE L'INVENTION L'invention vise à permettre une détection de l'impact d'un projectile plus rapide. L'invention vise également à réduire les risques de fausse détection d'un tel impact. 30 L'invention vise en outre à réduire l'encombrement et la masse du projectile. Dans ce but, il est proposé selon un premier aspect un dispositif de détection d'impact d'un projectile, le dispositif comprenant une boucle d'impact, une source adaptée pour émettre un signal de continuité en entrée de la boucle d'impact, et un module de détection d'une absence dudit signal en sortie de la boucle d'impact, te dispositif étant caractérisé en ce que la source est une source optique et que la boucle d'impact est une fibre optique. La fibre optique mise en oeuvre dans le dispositif selon l'invention est un guide d'onde présentant de nombreux avantages par rapport à une 10 boude d'impact électrique: elle est insensible aux rayonnements électromagnétiques ; elle présente un très faible temps de propagation ; elle est sans danger en ambiance explosive. Le filtre HIFR, indispensable pour la mise en oeuvre d'une détection 15 au moyen d'une boucle d'impact électrique, devient inutile pour mettre en oeuvre la présente invention, dès lors plus simple dans sa conception. L'absence de ce filtre est largement compensée par l'insensibilité de la fibre optique aux rayonnements électromagnétiques. En conséquence, la masse du projectile peut être réduite. 20 L'invention peut également être complétée par les caractéristiques suivantes, prises seules ou en une quelconque de leurs combinaisons techniquement possibles. La source peut être une diode polarisée en continu. Cette diode peut être une diode électroluminescente, de faible 25 coût, une diode laser, permettant une vitesse de propagation optique élevée, ou bien une diode à infrarouge offrant un bon compromis entre coût et vitesse de propagation optique. La fibre optique peut comprendre une gaine de protection opaque, à fins de protection contre des signaux lumineux externes à la fibre 30 susceptibles de fausser la détection d'impact mise en oeuvre. Le module de détection peut comprendre un photo-détecteur adapté pour recevoir un signal optique transmis dans la fibre optique. Selon un deuxième aspect, il est aussi proposé un projectile comprenant un dispositif de détection d'impact conforme au premier aspect de l'invention. Ce projectile est avantageusement un missile du type antichar. En variante, ce missile est du type surface-air. Selon un troisième aspect, il est proposé un procédé de détection d'impact d'un projectile, le procédé comprenant l'émission d'un signal de continuité à l'entrée d'une boucle d'impact et la détection d'une absence du signal de continuité en sortie de la boucle d'impact, le procédé étant caractérisé en ce que le signal de continuité émis est un signal optique et que la boucle d'impact est une fibre optique. Ce procédé peut comprendre l'amorce d'une pré-charge contenue 15 dans le projectile, sur détection de l'absence du signal de continuité. DESCRIPTION DES FIGURES D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non 20 limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : La figure 1, déjà discutée, représente schématiquement un projectile équipé d'un dispositif de détection d'impact connu de l'état de la technique. La figure 2 représente schématiquement un projectile équipé d'un 25 dispositif de détection d'impact selon un mode de réalisation de l'invention. La figure 3 détaille un dispositif de détection d'impact selon un mode de réalisation de l'invention. Sur l'ensemble des figures, les éléments similaires portent des références 30 identiques. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION La figure 1 a déjà été discutée en introduction. En référence à la figure 2, un projectile 1 comprend un dispositif de détection d'impact. Le dispositif de détection d'impact comprend une boucle d'impact 2 et un module de détection 3 d'une coupure de la boucle d'impact 2. La boucle d'impact 2 est une fibre optique présentant deux extrémités opposées raccordées au module de détection 3. Le projectile 1 s'étend te long d'un axe longitudinal entre une extrémité arrière et une extrémité avant formant un irdôme 12 (délimité par des pointillés). Le module de détection 3 est localisé à l'arrière du projectile 1. La fibre optique 2 présente les portions successives suivantes : une première portion s'étendant longitudinalement le long d'un premier côté du projectile 1, une deuxième portion en épingle à cheveux s'étendant le long de l'irdôme 12, et une troisième portion s'étendant longitudinalement le long d'un deuxième côté du projectile 1 opposé au premier côté. La trajectoire de la fibre présente ainsi une forme sensiblement en U. Il est toutefois possible de prévoir d'autres trajectoires pour la 20 fibre 2, et/ou d'étendre la longueur de la fibre optique de façon à couvrir une surface plus grande du projectile et ainsi améliorer la sensibilité de la boucle à un impact du projectile. Le projectile 1 peut comprendre également un autodirecteur (non-illustré). L'autodirecteur est adapté pour mettre en oeuvre des fonctions 25 telles qu'une détection d'image ou de suivi laser. Il peut être agencé au niveau de l'irdôme 12, mais également à d'autres emplacements du projectile, ces autres emplacements étant rendus possibles par une absence de blindage mécanique le long de la fibre optique 2. En référence à la figure 3, le module de détection 3 comprend un 30 émetteur 30 et un récepteur 31. La fibre optique 2 présente une entrée reliée à l'émetteur 30 et une sortie reliée au récepteur 31. L'émetteur 30 comprend une source optique. La source optique est par exemple une diode polarisée 33 en 5 continu adaptée pour émettre un signal optique (lumineux) polarisé de façon continue. La diode 33 est alimentée par une source d'énergie (non-illustrée). La diode 33 peut être électroluminescente (DEL), qui présente l'avantage d'un coût faible, en dépit d'une vitesse de propagation 10 relativement lente (Une diode électroluminescente émet en effet dans le rouge visible avec une longueur d'onde de 850nm environ). En variante, la diode 33 est une diode laser, qui autorise une propagation de vitesse très élevée. En effet, une diode laser émet dans l'invisible avec des longueurs d'onde comprises entre 1300 et 1550 nm 15 environ. Selon une autre variante, la diode 33 est une diode à infrarouge. Une telle diode à infrarouge émet dans le domaine invisible avec une longueur d'onde de 1300 nm environ. Une telle diode offre un bon compromis entre vitesse de propagation et coût. 20 Le récepteur 31 comprend un photo-détecteur 32 et un système électronique 34 de détection de la coupure du signal optique. Ce photo-détecteur 32 est adapté pour générer un signal électrique sur réception d'un signal optique. Une principale caractéristique du photo-détecteur 32 est sa rapidité de détection. Le système de détection 34 est relié au 25 photo-détecteur et adapté pour recevoir le signal électrique produit par le photo-détecteur 32. Le photo-détecteur 32 peut être un phototransistor ou bien une photodiode. La fibre optique 2 possède une faible résistance mécanique qui 30 favorise sa rupture physique. Il est cependant possible d'utiliser une gaine 20 pour protéger la fibre optique de la lumière externe qui est aussi une onde électromagnétique (flash, illumination laser). On choisira ainsi préférentiellement une gaine 20 opaque pour protéger la fibre optique 2. La résistance mécanique de la gaine 2 est choisie en fonction de la sensibilité de détection d'impact attendue. Un procédé de détection d'un impact mis en oeuvre par le dispositif comprend les étapes suivantes. Dans une étape préliminaire, la diode 33 alimentée par la source d'énergie émet un signal optique polarisé dans l'entrée de la boucle d'impact formée par la fibre optique. Ce signal optique traverse l'intégralité de la boucle d'impact 2 jusqu'à sa sortie. Le signal optique est détecté par le photo-détecteur 32. Le photo-détecteur 32 émet un signal électrique à partir du signal de continuité optique qu'il reçoit. Le signal électrique est reçu par le système de détection 34. Lorsque le projectile 1 subit un impact, la structure de la fibre optique se rompt, ayant pour conséquence de rompre la transmission du signal de continuité dans la fibre 2. Cette rupture de transmission peut être causée par un sectionnement de la fibre, ou bien une obstruction de celle-ci. Le photo-détecteur 32 cesse alors de délivrer le signal optique de 20 continuité au système de détection électronique. Le système de détection électronique 34 considère alors qu'un impact a eu lieu à partir du moment où ce signal électrique cesse de lui être délivré. Le débit binaire d'une fibre optique peut atteindre aujourd'hui plusieurs centaines de Gbit/s. Avec un débit binaire de 100 Gbit/s, le 25 temps de transmission correspondant au temps maximal de détection de la rupture de la boucle d'impact optique 2 est d'environ 10 picosecondes. Par ailleurs, une atténuation de signal dans une fibre optique moderne est environ de 0,3 dB/km alors que pour un conducteur en cuivre l'atténuation est environ de 0,3 dB/m. L'atténuation obtenue avec un 30 signal de continuité optique dans la fibre 2 est donc diminuée d'un facteur 1000 par rapport à un signal de continuité électrique, ce qui permet d'éviter des fausses détections d'impact. Il est donc possible d'utiliser une boucle de d'impact optique bien plus longue qu'une boucle d'impact électrique pour une atténuation équivalente voir inférieure. Le dispositif de détection proposé est particulièrement adapté à un 5 projectile 1 du type missile anti-char. Un tel missile anti-char comprend par définition une pré-charge, laquelle est amorcée sur détection de la rupture de la boucle d'impact optique 2. La pré-charge est ainsi amorcée dans un temps très précis et court après l'impact, permettant le perçage du blindage d'un char avant l'explosion. 10 Le dispositif de détection peut également être mis en oeuvre dans un projectile du type missile anti-aérien (surface-air). Il est bien entendu possible d'utiliser plus d'une fibre optique 2 dans la boucle d'impact pour mettre en oeuvre la détection de l'impact. Chaque fibre optique 2 sera alors associée avec un émetteur et un 15 récepteur conforme à la description qui précède, qui lui est spécifique ou bien partagé avec d'autres fibres optiques. REVENDICATIONS1. Dispositif de détection d'impact d'un projectile (1), le dispositif comprenant une boucle d'impact (2), une source adaptée pour émettre un signal de continuité en entrée de la boucle d'impact (2), et un module de détection (3) d'une absence dudit signal en sortie de la boucle d'impact (2), le dispositif étant caractérisé en ce que la source est une source optique et que la boucle d'impact (2) est une fibre optique. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel la source est une diode (31) polarisée en continu. 3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel la diode (31) est une diode électroluminescente. 4. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel ta diode (31) est une diode laser. 5. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel la diode (31) est une 20 diode à infrarouge. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel la fibre optique (2) comprend une gaine de protection (20) opaque. 25 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel le module de détection (3) comprend un photo-détecteur (32) adapté pour recevoir un signal optique transmis dans la fibre optique (2). 8. Projectile (1) comprenant un dispositif de détection d'impact selon 30 l'une des revendications 1 à 7. 9. Projectile (1) selon la revendication 8, du type missile antichar. 10. Projectile (1) selon la revendication 8, du type missile surface-air. 11. Procédé de détection d'impact d'un projectile (1), le procédé comprenant l'émission d'un signal de continuité à l'entrée d'une boucle d'impact (2) et la détection d'une absence du signal de continuité en sortie de la boucle d'impact (2), le procédé étant caractérisé en ce que le signal de continuité émis est un signal optique et que la boucle d'impact (2) est une fibre optique. 12. Procédé selon la revendication 11, comprenant en outre l'amorce d'une pré-charge contenue dans le projectile (1), sur détection de l'absence du signal de continuité.15