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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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1. Intérêt de l’imagerie thermique
Comme l’intensification de lumière (IL) mais à la différence de l’imagerie active (celle‐ci nécessitant un éclairage par phare IR ou par laser), l’imagerie thermique est une technique entièrement passive, donc discrète. Voir la nuit sans éclairer est un des progrès technologiques majeurs réalisé pour l’armement au cours des trois dernières décennies.
La technique de l’imagerie thermique consiste à obtenir, de nuit comme de jour, une représentation visible du rayonnement propre des être animés et des objets, dû à leur différence de température ou d’émissivité. C’est le contraste thermique de ces corps avec leur environnement que l’on détecte et visualise.
Les images obtenues ayant maintenant une qualité visuelle comparable à celle de la télévision, et la sensibilité thermique des caméras étant bien meilleure que 1/10 degré (et proche de 1/100 degré pour la nouvelle génération), il est donc possible, de nuit comme de jour, de détecter, reconnaître et même identifier des objets, par exemple des véhicules, à plusieurs kilomètres, et même de détecter une personne camouflée, uniquement par la chaleur qu’elle dégage.
La cartographie thermique des objets, que l’on obtient en plus du contour thermique, permet de déterminer le niveau d’activité de ces objets (par exemple les moteurs et les pneumatiques chauds des véhicules ou encore les traces laissées au sol) et d’améliorer l’identification de ces véhicules.
Par rapport aux IL, on peut noter quelques autres avantages pour les équipements d’imagerie thermique :
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ils ne sont pas facilement éblouis, alors qu’un simple phare rend les IL inopérants ;
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travaillant à une longueur d’onde environ 10 fois plus élevée, le rayonnement traverse mieux les brumes et les brouillards légers, ainsi que les écrans de fumées et de poussière ;
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leur portée est très supérieure à celle obtenue avec l’IL ;
-
ils permettent un démasquage : par exemple, ils donnent une bonne vision à travers de légers feuillages dans la forêt.
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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.
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(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
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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)
HAUT DE PAGE
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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