Brevet FR3075523A1 — publié le 20190621

DOMAINE DE L'INVENTION L'invention concerne le domaine de la detection d'objets cibles, et plus particulierement de la detection de charges explosives tels que des mines terrestres enfouies dans le sol. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE Afin de detecter des charges explosives, it est connu d'utiliser des detecteurs double technologies (« dual detector » en anglais) comprenant une tete de detection logeant un capteur inductif et un radar a penetration de 10 sol, dans la mesure ou ces technologies sont complementaires quant aux types de materiaux detectes (motaux pour le capteur inductif vs. differences de constantes dielectriques des materiaux et position relative pour le radar). A ('usage, le Demandeur s'est cependant apercu du fait que le sol n'etait pas neutre du point de vue electromagnotique et peut donc perturber 15 le couplage entre les bobinages. En outre, le sol est rarement uniformement magnotique, de sorte que, pendant le balayage du sol avec le detecteur par un operateur, le signal detecter peut ne varier qu'en raison de la presence de debris metalliques ou de la composition meme du sol, voire meme declencher de fausses alarmes. 20 Par ailleurs, les operateurs utilisant ces detecteurs peuvent etre insuffisamment formes et ne pas tenir correctement le detecteur ou d'effectuer un mouvement de balayage inapproprie. La tete de detection peut alors former un angle lateral avec le sol, de sorte que l'une des bobines se trouve plus proche du sol que l'autre des bobines, ce qui croe une forte 25 modulation du signal et risque donc de declencher de fausses alarmes. Et quand bien meme l'operateur serait bien forme et essayerait de maintenir la tete de detection sensiblement parallele au sol en tout point du mouvement de balayage, it ne peut modifier localement son inclinaison pour tenir compte des irregularites du sol. 30 Afin de pallier ces difficultos, les fabricants ont tendance a roduire la sensibilito de ces detecteurs. Le risque cependant est de ne plus pouvoir 2 detecter des cibles enfouies dans le sol et donc de mettre en peril la vie des operateurs. RESUME DE L'INVENTION 5 Un objectif de l'invention est donc de proposer un detecteur double technologie comprenant une tete de detection logeant un capteur inductif et un autre capteur, tel qu'un radar a penetration de sol, qui soit capable de roduire les fausses alarmes susceptibles d'être generees lors du balayage d'un sol avec le detecteur tout prosentant une sensibilito plus elevee. Pour cela, l'invention propose un detecteur double technologie comprenant une tete de detection comportant : - un capteur inductif et - un radar a penetration de sol comprenant une antenne omettrice et une antenne receptrice. L'antenne omettrice et l'antenne receptrice prosentent une opaisseur inferieure ou ogale a un micron afin de limiter les interactions avec le capteur inductif. Certaines caracteristiques preforees mais non limitatives du detecteur double technologie docrit ci-dessus sont les suivantes, prises individuellement ou en combinaison : - l'opaisseur de l'antenne omettrice et de l'antenne receptrice est superieure ou ogale a une centaine de nanometres. - l'opaisseur de l'antenne omettrice et de l'antenne receptrice est ogale a 200 nm. - le capteur inductif comprend une bobine omettrice et une bobine receptrice distinctes, la bobine omettrice et la bobine receptrice formant chacune une boucle, et l'antenne omettrice et l'antenne receptrice sont chacune logoes au centre de l'une des boucles des bobines omettrice et receptrice. 3 - le capteur inductif comprend une bobine omettrice et une bobine receptrice distinctes comprenant des fils enroulos, la bobine omettrice prosentant un plus grand nombre de spires que la bobine receptrice. - le capteur inductif est imprime directement sur une plateforme de sorte 5 que la plateforme forme un circuit imprime. - le capteur inductif comprend une bobine omettrice et une bobine receptrice distinctes, la bobine omettrice et la bobine receptrice otant hornopolaires. - l'antenne omettrice et l'antenne receptrice du radar sont de l'un des 10 types suivants : antenne radio a cornet a quadruple nervures, antenne papillon, antenne papillon rectangulaire, antenne spirale d'Archimede, antenne spirale logarithm ique, antenne Vivaldi, antenne spirale logarithmique allongoe suivant un quatrieme axe perpendiculaire au premier axe. - l'antenne omettrice et l'antenne receptrice sont realisees au moins en 15 partie en nickel ou en chrome. Et/ou - une partie centrale de l'antenne omettrice et de l'antenne receptrice est realisee en cuivre et comprend, en surface, une couche de protection realisee en or. 20 BREVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres caracteristiques, buts et avantages de la prosente invention apparaltront mieux a la lecture de la description detainee qui va suivre, et au regard des dessins annexes donnos a titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels : 25 La figure 1 est une vue en perspective d'un exemple de realisation d'un detecteur conforme a ('invention. La figure 2 est une vue du dessus, oclatee et en perspective de la tete de detection du detecteur de la figure 1. La figure 3 est une vue du dessous, oclatee et en perspective, de la 30 tete de detection du detecteur de la figure 1. La figure 4 est une vue en coupe suivant le plan P1 de la tete de detection du detecteur de la figure 1. 4 DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION Un detecteur 1 double technologie conforme a l'invention comprend une tete de detection 10. 5 La tete de detection 10 correspond a la partie destinoe a venir pres du sol afin de detecter des produits cibles. Elle comprend a cet effet : un capteur inductif 12, 13, et un radar a penetration de sol 60 comprenant une antenne omettrice 61 et une antenne receptrice 62. 10 Le capteur inductif 12, 13 comprend soit une bobine unique formant l'emetteur et le recepteur, soit une bobine omettrice 12 et une bobine receptrice 13 distinctes. La bobine omettrice 12 et la bobine receptrice forment alors chacune une boucle et sont conformees de sorte que la boucle 15 de la bobine omettrice 12 chevauche au moins partiellement la boucle de la bobine receptrice 13 de maniere a former une zone de couplage 14. Cette configuration permet d'obtenir un capteur inductif dans lequel ('inductance mutuelle est minimale. A titre de comparaison, par rapport a un capteur inductif comprenant zo une unique bobine constituant l'emetteur et le recepteur et formoe de deux boucles en serie de sens inverses afin de neutraliser les effets de parasites externes, ('utilisation de deux bobines 12, 13 distinctes pour la bobine omettrice 12 et la bobine receptrice 13 permet d'amplifier le signal, et ne nocessite donc pas de diminuer le seuil de detection pour oviter les risques 25 de fausses alarmes. Dans ce qui suit, l'invention sera plus particulierement docrite dans le cas ou le capteur inductif comprend une bobine omettrice 12 et une bobine receptrice 13 distinctes. Ceci n'est cependant pas limitatif, l'invention s'appliquant ogalement dans le cas d'un capteur inductif comprenant une 30 unique bobine. La bobine omettrice 12 et la bobine receptrice 13 sont des bobinages homopolaires. Elles peuvent etre fixoes sur une plateforme 11, qui est 5 montoe fixe dans la tete de detection 10. La boucle de la bobine omettrice 12, la zone de couplage 14 et la boucle de la bobine receptrice 13 prosentent une meme direction longitudinale et s'etendent les unes a cote des autres. De maniere connue en soi, la bobine omettrice 12 et la bobine 5 receptrice 13 sont configurees pour omettre et recevoir des ondes ayant une frequence comprise entre 300 Hz et 180 kHz. L'antenne omettrice 61 et I'antenne receptrice 62 du radar 60 sont configurees pour omettre et recevoir des ondes electromagnotiques dans le 10 sol, par exemple a une frequence comprise entre 100 MHz et 8 GHz. Lorsque ces ondes rencontrent des changements de milieux, une partie est renvoyoe vers la surface et enregistroe par I'antenne receptrice 62. Afin de limiter les interactions avec les bobines omettrice et receptrice 15 12, 13, une opaisseur e de I'antenne omettrice 61 et de I'antenne receptrice 62 est inferieure a une profondeur d'absorption des ondes electromagnotiques des bobines 12, 13 de sorte que les antennes 61, 62 deviennent invisibles pour le champ magnotique du capteur inductif 12, 13. Par opaisseur, on comprendra ici la dimension des antennes suivant une 20 direction qui est sensiblement normale au plan contenant la plateforme 11 sur laquelle sont fixoes les bobines omettrice 12 et receptrice 13. On notera toutefois que l'opaisseur e des antennes omettrice et receptrice 12, 13 doit rester superieure a une opaisseur limite pour garantir une robustesse mocanique suffisante des antennes 61, 62 et oviter tout 25 risque de casse. L'opaisseur e des antennes omettrice et receptrice 61, 62 est donc choisie de maniere a etre superieure a une centaine de nanometres et inferieur a un micron. Par exemple, I'antenne omettrice 61 et I'antenne receptrice 62 peuvent presenter une opaisseur e de I'ordre de 200 nm. Afin de realiser des antennes 61, 62 de cette opaisseur, on pourra 30 notamment envisager une technique de depot physique par phase vapeur (habituellement designee par son acronyme anglais PVD pour Physical Vapor Deposition). Cette technique permet en effet d'obtenir des antennes 6 61, 62 de tres faible opaisseur avec une grande precision dimensionnelle et de realiser plusieurs antennes a la fois. Dans une premiere forme de realisation, la bobine omettrice 12 et la 5 bobine receptrice 13 sont imprimees directement sur la plateforme 11. La plateforme 11 et les bobines omettrice et receptrice 12, 13 forment donc un circuit imprime. Cette forme de realisation prosente l'avantage de roduire l'encombrement du capteur inductif dans la tete de detection 10 ainsi que le poids global du detecteur 1. Son coOt n'est cependant pas negligeable. Par 10 consequent, dans une deuxieme forme de realisation, qui est illustroe sur les figures 2 a 4, la bobine omettrice 12 et la bobine receptrice 13 peuvent comprendre des fils enroulos, la bobine omettrice 12 prosentant un plus grand nombre de spires que la bobine receptrice 13. 15 La tete de detection est fixoe sur un manche 20 par l'intermediaire d'une liaison mocanique 30. La liaison mocanique 30 peut comprendre une liaison du type encastrement, pivot ou rotule. De preference, la liaison mocanique 30 comprend une liaison pivot. De maniere optionnelle, le detecteur 1 comprend en outre des moyens 20 40 pour la prehension du detecteur 1 par un operateur. De maniere habituelle, les moyens de prehension 40 peuvent comprendre un arceau 41 configure pour recevoir a coulissement le bras de l'operateur ainsi qu'une poignee 42 configuroe pour etre saisie par l'operateur. Le manche 20 peut etre telescopique et/ou comprendre plusieurs 25 parties distinctes configurees pour etre assemblees les unes avec les autres avant d'être fixoes ensemble, par exemple par vissage. De maniere connue en soi, le detecteur 1 comprend egalement des moyens de traitement 50 comprenant notamment un microprocesseur 30 configure pour traiter le signal detecto par le capteur inductif 12, 13, tel qu'une ou plusieurs cartes electroniques, une memoire et le cas ed.-leant des moyens d'alerte et/ou un dispositif d'affichage 51. 7 Les moyens de traitement 50 peuvent etre logos en tout ou partie au niveau des moyens de prehension 40. Dans une forme de realisation, l'antenne omettrice 61 et l'antenne 5 receptrice 62 sont chacune logoes au centre de l'une des boucles des bobines omettrice 12 et receptrice 13. Le maximum de sensibilito du radar 60 se trouve alors dans la meme zone que le maximum de sensibilito du capteur inductif, c'est-a-dire au niveau de la zone de couplage 14. En d'autres termes, les lobes de detection microondes du radar 60 et les lobes de detection 10 magnotique du capteur inductif 12, 13 correspondent, de sorte qu'il devient possible pour un operateur de considerer que la detection d'une cible a lieu dans la zone centrale de la tete de detection 10 lors du pointage. Les boucles de la bobine omettrice 12 et de la bobine receptrice 13 sont de forme allongoe, c'est-a-dire qu'elles prosentent une dimension dans 15 le plan de la plateforme 11 qui est plus grande devant l'autre dimension. Lorsque l'antenne omettrice 61 et l'antenne receptrice 62 sont chacune logoes au centre de l'une des boucles des bobines omettrice 12 et receptrice 13, les antennes 61, 62 omettrice et receptrice 12, 13 sont ogalement etre de forme allongoe suivant la plus grande dimension des boucles des bobines 20 omettrice 12 et receptrice 13 afin de maximiser leur surface de rayonnement et donc leur capacito de transmission. Par exemple, l'antenne omettrice 61 et l'antenne receptrice 62 peuvent avoir la forme d'une spirale logarithm ique qui a oto allongoe afin de maxim iser la surface de rayonnement et le gain des antennes tout en minimisant la longueur de chaque brin 63 formant la spirale 25 des antennes 61, 62 afin de ne pas augmenter l'impulsion. Dans une antenne a spirale logarithm ique allongoe, l'ocartement entre les brins 63 de la spirale est en effet plus grand et croit de maniere logarithmique. Par exemple, la spirale logarithmique allongoe formant les antennes 61, 62 peut presenter une hauteur d'environ 150 cm pour 80 cm. En variante, l'antenne omettrice 30 61 et l'antenne receptrice 62 du radar 60 peuvent etre de l'un des types suivants : antenne radio a cornet a quadruple nervures, antenne papillon (generalement connue sous sa denomination anglaise « bow tie »), antenne 8 papillon rectangulaire, antenne spirale d'Archimede, antenne spirale logarithm ique, antenne Vivaldi. De maniere connue en soi, l'antenne omettrice 61 et l'antenne 5 receptrice 62 peuvent etre realisees en cuivre, qui est un bon conducteur électrique. Toutefois, afin roduire les risques d'oxydation des antennes, les antennes 61, 62 omettrice et receptrice 12, 13 peuvent etre en partie realisees en nickel et/ou en chrome et en partie realisees en cuivre. Le nickel 10 et le chrome prosentent en effet l'avantage de ne pas s'oxyder dans le temps tout en otant conducteur electriquement. Par exemple, le centre 64 de chaque antenne 61, 62 peut etre realise en cuivre et protégé par une couche comprenant de l'or, tandis que le reste 65 des antennes 61, 26 est realise en nickel et/ou en chrome. Entre la partie 15 centrale de chaque antenne 61, 26 et le reste de l'antenne 61, 62 peut etre realisee en cuivre et recouverte d'une couche de nickel (et/ou REVENDICATIONS1. Dotecteur (1) double technologie corn prenant une tete de detection corn portant : - un capteur inductif et - un radar a penetration de sol (60) comprenant une antenne ornettrice (61) et une antenne receptrice (62), le detecteur otant caracterise en ce que l'antenne ornettrice (61) et l'antenne receptrice (62) prosentent une opaisseur (e) inferieure ou ogale a un micron afin de limiter les interactions avec le capteur inductif (12). 2. Dotecteur (1) selon la revendication 1, dans lequel l'opaisseur (e) de l'antenne ornettrice (61) et de l'antenne receptrice (62) est superieure ou ogale a une centaine de nanometres. 3. Dotecteur (1) selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel l'opaisseur (e) de l'antenne ornettrice (61) et de l'antenne receptrice (62) est 20 ogale a 200 nm. 4. Dotecteur (1) selon l'une des revendications 1 a 3, dans lequel le capteur inductif (12, 13) comprend une bobine ornettrice (12) et une bobine receptrice (13) distinctes, la bobine ornettrice (12) et la bobine receptrice (13) 25 formant chacune une boucle, et l'antenne ornettrice (61) et l'antenne receptrice (62) sont chacune logoes au centre de l'une des boucles des bobines ornettrice (12) et receptrice (13). 5. Dotecteur selon l'une des revendications 1 a 4, dans lequel le 30 capteur inductif (12, 13) comprend une bobine ornettrice (12) et une bobine 10 receptrice (13) distinctes comprenant des fils enroulos, la bobine omettrice (12) prosentant un plus grand nombre de spires que la bobine receptrice (13). 6. Dotecteur (1) selon l'une des revendications 1 a 4, dans lequel le 5 capteur inductif (10) est imprime directement sur une plateforme de sorte que la plateforme (11) forme un circuit imprime. 7. Dotecteur (1) selon l'une des revendications 1 a 6, dans lequel le capteur inductif (12, 13) comprend une bobine omettrice (12) et une bobine 10 receptrice (13) distinctes, la bobine omettrice (12) et la bobine receptrice (13) otant homopolaires. 8. Dotecteur (1) selon l'une des revendications 1 a 7, dans lequel l'antenne omettrice (61) et l'antenne receptrice (62) du radar (60) sont de l'un 15 des types suivants : antenne radio a cornet a quadruple nervures, antenne papillon, antenne papillon rectangulaire, antenne spirale d'Archimede, antenne spirale logarithm ique, antenne Vivaldi, antenne spirale logarithmique allongoe suivant un quatrieme axe (X4) perpendiculaire au premier axe (Xi). 9. Dotecteur (1) selon la revendication 8, dans lequel l'antenne omettrice (61) et l'antenne receptrice (62) sont realisees au moins en partie en nickel ou en chrome. 10. Dotecteur (1) selon la revendication 9, dans lequel une partie centrale de l'antenne omettrice (61) et de l'antenne receptrice (62) est realisee en cuivre et comprend, en surface, une couche de protection realisee en or.