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Auteur(s)
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Alain DELTEIL : Société anonyme des télécommunications (SAT )
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Jean-Pierre FOUILLOY : Thomson CSF Optronique
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Lire l’articleINTRODUCTION
Le développement des techniques d’imagerie thermique pour les applications militaires a découlé du besoin croissant des forces armées de pouvoir combattre 24 h sur 24 h, c’est‐à‐dire de nuit comme de jour, et dans des conditions d’observation difficiles (objets camouflés, vision à travers la brume ou les fumigènes, etc.).
La première génération de caméras thermiques a été conçue autour de systèmes modulaires, permettant de réaliser toutes sortes d’équipements pour les besoins de la Défense, aussi bien aux États-Unis d’Amérique (US-CM à partir de 1975), qu’en Grande-Bretagne (TI-CM, 1978) et en France (SMT, 1978), l’Allemagne préférant adopter le système américain. En France, SAT du groupe Sagem et Thomson-CSF-Optronique sont les chefs de file de cette technologie. Les équipements basés sur le système SMT équipent aujourd’hui les forces armées.
La deuxième génération est apparue d’abord en Europe à la fin des années quatre-vingt pour les besoins des systèmes antichars de troisième génération basés sur l’emploi de missiles à moyenne et longue portées. Les nouvelles technologies de détecteurs avec électronique associée dans le plan focal (type IR-CCD, IR-CMOS, etc.), qu’il a été nécessaire de développer pour tenir les performances requises, permettent de réaliser des barrettes de plus d’un millier d’éléments dans la bande 8-12 µm et des matrices bi-dimensionnelles dépassant 512 × 512 éléments en 3-5 µm.
Dès maintenant, les technologies évoluent dans plusieurs sens :
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vers la baisse des coûts à performances comparables ;
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vers le faible coût, avec des détecteurs matriciels non refroidis, permettant des applications duales, c’est‐à‐dire aussi bien civiles que militaires ;
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vers une meilleure résistance aux contre-mesures laser (non-détectabilité et anti-éblouissement) ;
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vers des caméras multispectrales, ou monospectrales à longueur d’onde évolutive.
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4. Caractérisation des caméras thermiques
4.1 Sensibilité et résolution
Les caméras thermiques, étant des instruments d’optique, peuvent être caractérisées de façon classique en termes de champ et de résolution. La notion de sensibilité s’exprime d’une façon un peu différente de celle des instruments travaillant dans le visible pour la raison principale qui suit.
Dans le spectre visible, l’éclairement varie dans de grandes proportions entre le jour et la nuit (typiquement un rapport supérieur à 109). Par contre, le contraste entre les objets est indépendant des conditions d’éclairement. La sensibilité est donc généralement exprimée en terme d’éclairement minimal. En infrarouge thermique, au moins pour les applications terrestres, la température des scènes étant comprise dans des limites assez étroites, la luminance des scènes varie peu et la sensibilité s’exprime en termes d’intervalle de température, assimilable à un contraste dans le spectre visible. En fait, la luminance du fond variant tout de même avec la température, la caractérisation en terme d’intervalle de température doit être accompagnée de la mention de température absolue.
Par ailleurs, une notion qui n’est pas utilisée pour les instruments travaillant dans le spectre visible a été introduite. Il s’agit de l’intervalle minimal de température résolvable (en anglais Minimum Resolvable Temperature Difference ou MRTD) qui combine résolution géométrique et sensibilité thermique. Elle permet de déterminer simplement les portées de détection, de reconnaissance, etc., des caméras thermiques. Cette notion faisant intervenir l’observateur sera traitée dans le paragraphe 6.
HAUT DE PAGE4.2 Résolution géométrique et fonction de transfert de modulation
La résolution...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - LLOYD (J.M.) - Thermal imaging systems (Systèmes d’imagerie thermique ). - 451 pages. 1975, Plenum Press. 233 Spring Street, New York, NY 10013.
-
(2) - WALDMAN (G.), WOOTON (H.) - Electro-optical Systems Performance Modeling (Modélisation des performances des systèmes électro-optiques ). - 236 pages, 1993. Artech House, Inc. 685 Canton Street, Norwood, MA 02062.
-
(3) - CANIOU (J.) - L’observation et le mesurage par thermographie. - 376 pages, 1991. AFNOR.
-
(4) - WOLFE (W.L.), ZISSIS (G.J.) - The infrared Handbook (Manuel d’infrarouge). - 25 chapitres, 3e édition, 1989. Office of Naval Research, Department of the Navy, Washington DC.
-
(5) - The Infrared and Electro-Optical Systems Handbook. - Vol. 5, Passive Electro-Optical Systems. S.B. Campana, Editor (SPIE Press).
-
(6) - GAUSSORGUES (G.) - La...
NORMES
-
Analogue video standard for aircraft system applications - 3350 -
-
Calculation of MRTD for thermal imaging systems - 4350 -
-
Measurement of the MRTD of thermal cameras - 4349 -
-
Definition of nominal static range performance for thermal imaging system - 4347 -
ANNEXES
1 Constructeurs de caméras thermiques
(liste non exhaustive)
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e2v technologies http://www.e2v.com
FLIR Systems France http://www.flir.fr
HAUT DE PAGE
ATLAS Elektronik http://www.atlas-elektronik.de
HAUT DE PAGE
FLIR Systems (FSI) http://www.flir.com
Kollsman http://www.kollsman.com
Rockwell Scientific http://www.teledyne-si.com/
Texas Instruments http://www.ti.com
Computerized Thermal Imaging http://www.cti-net.com
Infrared solutions http://www.infraredsolutions.com
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