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Article

1 - DÉFENSE

  • 1.1 - Systèmes optroniques passifs
  • 1.2 - Systèmes actifs/passifs

2 - SPATIAL/ASTRONOMIE

3 - TÉLÉCOMMUNICATIONS OPTIQUES

  • 3.1 - De l'électronique à l'optique
  • 3.2 - Propagation de la lumière dans les fibres optiques
  • 3.3 - Composants optiques d'un réseau
  • 3.4 - Réseaux de télécommunications optiques
  • 3.5 - Fibre optique à domicile

4 - AUTRES DOMAINES D'APPLICATION

  • 4.1 - Processus et contrôles industriels
  • 4.2 - Énergétique
  • 4.3 - Médical/santé
  • 4.4 - Applications grand public

5 - CONCLUSION

6 - GLOSSAIRE –DÉFINITIONS

Article de référence | Réf : E4001 v1

Spatial/astronomie
Optronique : applications

Auteur(s) : Jean-Louis MEYZONNETTE, Jean-Pierre GOURE

Relu et validé le 30 août 2021

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RÉSUMÉ

Cet article constitue une revue générale des domaines d'application de l'optronique grâce à une sélection de divers systèmes parmi les plus représentatifs de cette discipline: - défense et sécurité: vision de nuit, systèmes infrarouges de veille, détection, reconnaissance, identification de cibles, conduites de tir, guidage d'armes, télémétrie, contre-mesures - spatial et astronomie: observation de la terre, capteurs d'étoiles, cartographie du ciel - télécommunications optiques: technologies et réseaux - autres applications: énergétique (solaire, éolien, nucléaire), contrôles et procédés industriels (marquage, soudure, découpe, nettoyage par laser), lidars atmosphériques (mesure de pollution, anémométrie).

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ABSTRACT

Optronics : applications

This article reviews several domains of application of optronics through a selection of some of its most representative systems: (i) Defence and security: night vision, infrared systems for surveillance, target detection, recognition and identification, fire control, weapon guidance, range-finding, counter-measures, (ii) Space and astronomy: earth observation, star sensors, sky mapping, (iii) Optical telecommunications: technologies and networks, and (iv) Other applications: energetics (solar, wind, nuclear), industrial control and processes (laser marking, soldering, cutting, cleaning), atmospheric lidars (pollution, wind monitoring).

Auteur(s)

INTRODUCTION

Le terme « optronique » est apparu peu après la Seconde Guerre mondiale dans le domaine de la défense pour y désigner les équipements réalisés à base de composants optiques et électroniques, qui, intégrés avec le radar, ont trouvé dans les systèmes d'armes un développement très important. Cette introduction de l'optronique dans les dispositifs militaires en a considérablement modifié les performances opérationnelles en améliorant les capacités d'observation et de détection par rapport à la vision humaine (vision de nuit, reconnaissance et identification de cibles...), en facilitant le déplacement des véhicules, en réduisant les imprécisions des conduites de tir, du guidage d'arme (précision dite « chirurgicale »). Ces sujets sont traités dans le paragraphe 1.

Une seconde application de l'optronique concerne, au travers d'instrumentations assez similaires, les domaines du spatial et de l'astronomie (§ 2). L'astronomie est utilisatrice de longue date de l'optique, mais elle connaît une révolution grâce aux progrès technologiques de cette discipline et au remplacement de la plaque photographique par les détecteurs électro-optiques. Ces deux domaines sont à l'origine de découvertes scientifiques majeures et, en ce qui concerne le spatial, d'informations concrètes issues de satellites d'observation de la Terre.

La défense, le spatial et l'astronomie se caractérisent par des équipements optroniques assez complexes, réalisés en quantités relativement faibles et faisant appel à des compétences très diverses, donc à des produits dont les coûts, élevés, sont dus à la mise en œuvre des techniques suivantes :

  • optiques spécifiques (infrarouge, de grandes dimensions, conditions environnementales sévères...) ;

  • stabilisations gyroscopiques de lignes de visée ;

  • micromécanique de précision associée à des asservissements ;

  • techniques d'imagerie spécifiques ;

  • traitements d'image, poursuite automatique ;

  • techniques laser...

Loin de se cantonner à ces domaines spécialisés, l'optronique a commencé dès les années 1980 à diffuser de plus en plus dans le domaine du civil et vers des applications « grand public », ce qui lui permet d'y transposer des techniques développées pour la défense et, inversement, d'utiliser pour la défense ou le spatial des composants fiabilisés issus du marché civil (caractéristiques « duales »).

Le troisième domaine d'application choisi dans cet article concerne les télécommunications optiques, qui apparaissent comme la seule technologie capable de répondre à l'explosion des besoins en débit de transmissions, qu'exige par exemple la multiplication actuelle des transferts d'images. Parce que ce domaine emploie des composants de base très spécifiques, une part importante du paragraphe 3 est consacrée à la physique et à la technologie de ces composants (fibres optiques et leurs effets sur la propagation, diodes laser, récepteurs), à la différence des autres paragraphes au sujet desquels les composants de base sont analysés dans l'article associé [E 4 000] « Optro- nique : paramètres de base ».

Enfin, dans le paragraphe 4, sont regroupés divers autres domaines d'application, tels que les processus et contrôles industriels, l'énergétique, la santé, et le grand public (mass media).

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KEYWORDS

optical communications   |   spatial   |   defence

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-e4001


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2. Spatial/astronomie

L'utilisation de l'optronique dans le spatial ou l'astronomie concerne des projets de plus en plus nombreux et conduit à la réalisation d'une instrumentation de plus en plus complexe, que ce soit pour l'observation de la Terre depuis l'espace, pour l'observation de l'espace depuis le sol ou depuis un satellite, pour l'exploration ou la découverte d'autres planètes...

  • Optronique d'observation de la Terre

    De nombreux équipements optroniques montés à bord de satellites observent la Terre depuis des altitudes typiquement comprises entre 5 00 et 1 000 km pour obtenir des images exploitables en : cartographie (remise à jour des cartes), agriculture (suivi de la végétation, prévision des récoltes, zones de déforestation, identification des plantations et stades de maturation pour le contrôle des déclarations dans le cadre de la politique agricole commune...), suivi de l'environnement (évolution des écosystèmes continentaux, transfert radiatif entre la Terre et l'espace), météorologie, climatologie, cycles de l'eau et du carbone.

    L'observation du sol est dans la plupart des cas assurée par des caméras dont les optiques disposent en leur plan focal de barrettes linéaires de détecteurs, orientées perpendiculairement au vecteur vitesse du satellite. La couverture du globe est assurée par la rotation du satellite autour de la Terre, la barrette assurant, à chaque tour, l'imagerie d'un bandeau centré sur la trace au sol du satellite, sur une largeur (ou « fauchée ») définie par les besoins en résolution du dispositif.

    L'un des exemples les plus connus d'optronique satellitaire pour l'observation de la Terre est le programme de satellites SPOT (Système Probatoire d'Observation de la Terre), décidé en 1978, comportant plusieurs générations (lancement de SPOT 7 en 2014) de satellites en orbite circulaire, quasi polaire et héliosynchrone, ce qui permet de maintenir des conditions identiques d'éclairage de scène par le Soleil. Les images sont obtenues dans le visible, dans le bleu, le vert, le rouge et le très proche infrarouge. La résolution spatiale au sol s'améliore d'une version à l'autre, atteignant environ 1,5 m dans la dernière génération, à partir d'images stéréoscopiques de la même zone obtenues depuis une altitude de 694 km par basculement de la ligne de visée de part et d'autre de la trace au sol.

    Plusieurs versions de satellites SPOT transportent l'instrument Végétation, qui est...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - MEUNIER (J.-P.) -   Physique et technologie des fibres optiques.  -  Série EGEM, Lavoisier (2003).

  • (2) - JEUNHOMME (L.B.) -   Single-mode fibre optics : principles and applications.  -  DEKKER (M.), New York (1983).

  • (3) - MEUNIER (J.-P.) -   Télécoms optiques.  -  Série EGEM, Lavoisier (2003).

  • (4) - GOURE (J.-P.), VERRIER (I.) -   Optical fibre devices.  -  Inst. of Phys. Publish., Series in optics and optoelectronics (2001).

  • (5) - MILLER (C.M.), METTLER (S.C.), WHITE (I.A.) -   Optical fiber splices and connectors – Theory and methods.  -  DEKKER (M.) edition, Springer Verlag, New York (1986).

  • (6) - DIGONNET (M.J.F.) -   Rare earth doped fiber lasers and amplifiers.  -  DEKKER (M.), New York (1993).

  • ...

1 Événements

2015, Année de la lumière (plusieurs sites Internet)

HAUT DE PAGE

2 Annuaire

HAUT DE PAGE

2.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)

AIRBUS – ASTRIUM (spatial) http://www.space-airbusds.com/fr/

ALCATEL-LUCENT (télécoms) http://www.alcatel-lucent.com

CILAS (défense) http://www.cilas.com

CNES (spatial) http://www.cnes.fr

ESA (spatial) http://www.esa.int/fre/ESA_in_your_country/France

FAIRCHILD imaging http://www.fairchildimaging.com

FLIR SYSTEMS advanced thermal solutions (caméras thermiques) http://www.flir.com

HAMAMATSU Photonics France (détecteurs) http://www.hamamatsu.fr

HGH Systèmes Infrarouges (défense, métrologie, contrôle...

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