…ou tout comme. Il s’agit d’un concept que l’on avait déjà pu voir au salon du Bourget 2013, chez Finmeccanica. L’idée est de développer un casque permettant au pilote de voir au travers du plancher de son cockpit, avec un champ de vue à 360 degrés.
Pour arriver à cette fonctionnalité, six caméras ont été intégrées à l’extérieur de l’avion ; les flux vidéo sont ainsi retransmis au casque du pilote. Ce dernier, lorsqu’il regarde vers le bas (par exemple), voit donc le sol en-dessous de lui, comme s’il regardait au travers du plancher. Une fonctionnalité qui requiert une période d’accoutumance.
Le casque, le F-35 Gen III Helmet Mounted Display System de Rockwell Collins, regroupe cette fonctionnalité avec les fonctions classiques d’un afficheur tête haute (HUD), directement projeté sur la visière du pilote. Combiné à un système de suivi du regard (eye-tracking), cela permet au pilote de gérer ses systèmes d’armes avec le regard (une fonctionnalité partagée par d’autres casques modernes). Les autres caractéristiques incluent une vision nocturne, une protection anti-Laser, un enregistrement vidéo et même une fonction « picture in picture ».
A ce niveau de précision, le casque en fibres de carbone doit être réalisé sur mesure pour chaque pilote. Mais bon, après 60 milliards de dollars dépensés pour le programme F35, c’est bien la moindre des choses, non ?
La société Airbus Defense & Space a annoncé avoir conduit une série d’expérimentations à l’aide d’un hélicoptère Bell 206, en vue de démontrer les capacités de son système SFERION d’assistance au pilotage en conditions de visibilité dégradées ou réduites. L’idée est de permettre au pilote de visualiser les informations prioritaires pour sa sécurité, lorsque l’environnement est complexe : météo dégradée, présence d’obstacles (pylônes ou fils électriques, arbres, …), modification rapide de la situation tactique, terrain complexe inconnu… Toutes ces informations sont projetées au pilote sous forme d’indications visuelles en head-up display (affichage tête haute), ou via des écrans dédiés.
A la différence des HUD conventionnels, le système superpose des données synthétiques (zone ou ligne de sécurité, exagération de la visualisation des obstacles, …) en temps réel, en cohérence complète avec le terrain.
Pour ce faire, le système SFERION est composé de deux modules : SFERISENSE, qui repose sur un senseur Laser, et permet de détecter dynamiquement les obstacles ou même la nature des zones d’atterrissage possibles (module déjà largement en service), et SFERIASSIST, un module de fusion de données capable de combiner en temps réel l’information reçue du senseur, et les bases de données des zones concernées.
Le pilote est ainsi capable de visualiser les indications critiques en temps réel : prochain amer de navigation, obstacles importants, ou même présence d’objets mouvants sur la zone d’atterrissage. Au-delà, le système est envisagé comme cœur technologique pour un futur module de pilotage d’hélicoptère en mode semi-automatique.
La filiale américaine de la société BAE systems a développé un nouveau système permettant à un utilisateur de disposer d’une vision à la fois nocturne et thermique. Le dispositif permet de pallier les inconvénients liés, par exemple, à la présence de pluie, de brume ou de fumée. Jusqu’alors réservée aux jumelles thermiques, ou aux systèmes d’armes, le dispositif permet de fusionner les capacités de vision et de ciblage (« targeting ») sans nécessité pour l’utilisateur de changer de dispositif en opérations.
Destiné à une utilisation opérationnelle en 2017, il s’agit d’un dispositif reposant sur une interface vidéo sans fil: l’image est directement transmise aux lunettes de l’utilisateur. BAE a particulièrement travaillé sur le poids du dispositif, et des batteries.
L’intérêt opérationnel (outre la vision tout temps) est de pouvoir réaliser une visée sans nécessité de quitter la cible des yeux, ni d’amener l’arme au niveau du regard, puisque les images de la visée de l’arme peuvent être, via l’interface sans fil, directement transmises à l’utilisateur via ses lunettes, sans aucune transition.
Le système est en cours de développement, mais a été réalisé en collaboration avec l’U.S Army Night Vision and Electronic Sensors Directorate – il a fait l’objet d’un contrat poétiquement intitulé « Enhanced Night Vision Goggle III and Family of Weapon Sight-Individual » doté de 434 millions de dollars sur 5 ans (tout de même !).
Un soldat de StarWars? Non, un chercheur à Barksdale Air Force Base, le 15 mai 2015, essayant des lunettes PLZT de protection contre l’exposition à un flash nucléaire. Voici un petit récapitulatif historique sur le sujet…
L’aveuglement provoqué par un flash nucléaire (flash blindness) est un phénomène bien connu (bien que, heureusement, rarement expérimenté) du à la saturation temporaire des cellules de la rétine exposées indirectement au flash thermique de l’explosion. En plein jour, l’aveuglement peut durer plus de 2 minutes, un temps assez long ( !) lorsque l’on pilote le bombardier. De nuit, la durée de l’aveuglement et de la récupération est évidemment plus longue (on parle de 5 à 10 minutes), dans la mesure où la pupille est généralement dilatée.
Les choses se compliquent si l’explosion survient directement dans la ligne de vue de l’opérateur : en ce cas, des dommages irréversibles peuvent affecter la rétine (retinal scarring). Pour donner une idée de la puissance du flash, voici un film assez impressionnant :
Inutile de dire que de nombreux chercheurs ont travaillé sur le moyen de s’en protéger. Dans les années 1960, plusieurs solutions ont été examinées : le casque électro-optique (avec un senseur détectant le flash, et un mécanisme d’occultation en 500 microsecondes à base de « rideaux » métalliques sur chaque œil, supportant 4 flashs avant de devoir changer les moteurs) :
Ou encore la coûteuse visière en or du kit MIL-G-635 associée à une protection monoculaire, mais avec une efficacité modeste, et une fragilité importante :
Ou enfin le casque DH-101 développé par la Marine américaine, très étonnant dans son fonctionnement : une mini charge explosive (si, si), reliée à un senseur, permettait en cas de détection de flash de libérer un nuage de graphite en suspension dans l’air contenu entre les deux parois des lunettes, assombrissant ainsi le champ de vision. Il y avait plusieurs versions, mais je passe les détails.
Le système aujourd’hui en opérations a été développé en 1980 pour les pilotes de FB-111A. Il s’agit des lunettes PLZT pour Polarized Lead Zirconium Titanate. Le principe repose sur une céramique composée de plomb, de zircon, de titane et de lanthane, qui peut changer rapidement de polarisation passant d’une transparence de 20% à une opacité totale en 1/10 000 000e de seconde.
Toutefois, ces lunettes souffrent de limitations : la transparence de 20% n’est pas idéale pour piloter autre chose qu’un bombardier (donc en particulier incompatible avec le pilotage d’un avion de combat), mais surtout l’opacité pouvait se déclencher… par les émissions d’une station radar, ou par les pales d’un hélicoptère…
Aujourd’hui, ce n’est plus tant le flash nucléaire qui est à craindre, fort heureusement (quoique…), mais plutôt les systèmes LASER aveuglants. Les pistes pour s’en protéger (au-delà de la vision indirecte par caméra) incluent le recours à des nano-composites devant être appliqués sur le cockpit – c’est par exemple la recherche conduite par Airbus reposant sur le film Lamda Guard’s “metaAir” voir leur site ici .
Un brevet vient d’être accordé à un chercheur du Naval Surface Warfare Center américain, dans le domaine de la transmission de données utilisant la lumière.
Le système, baptisé LITOS pour Light Information Transmitting Optical System, consiste à utiliser des espaces vides (en gros… de l’air), entre deux réseaux, pour transmettre des informations par lumière visible, mais sans passer par une fibre optique.
L’analogie développée par le chercheur est celle d’un phare qui propagerait de l’information en émettant un faisceau de lumière dans l’air. La transmission est à sens unique, d’un réseau A vers un réseau B. La technique est connue depuis fort longtemps, mais jusqu’à présent, elle se heurtait à des difficultés liées au débit, à l’atténuation du signal, à la sécurité et aux coûts : autant de problèmes que Matthew Sheehans, l’inventeur de LITOS, prétend résoudre avec son système. Ci-dessous, une vue d’un système de communications optiques en espace libre.
Si le principe du brevet n’est pas aujourd’hui véritablement expliqué, l’intérêt est patent (sans jeu de mot) : il s’agit par exemple de pouvoir transférer de l’information entre un réseau non classifié ou peu sécurisé, et un réseau classifié jusqu’au plus haut niveau, sans connecter physiquement les deux systèmes.
Malheureusement, difficile pour l’instant de trouver davantage d’informations sur le principe. Mais toute médaille a son revers : le développement d’une telle technologie montre les limites de ce que l’on appelle la sécurité par « air gap » consistant à isoler physiquement par un espace vide deux réseaux que l’on cherche à protéger. On savait déjà que via des périphériques, notamment graphiques ou audio, il était possible de récupérer des informations sensibles – Le groupe Black Hat Europe avait ainsi montré, il y a quelques mois, qu’un laser infrarouge pointé sur un scanner d’un réseau isolé suffisait à s’introduire dans le réseau. La photo ci-dessous montre le chercheur israélien Adi Shamir au keynote de Black Hat Europe.
Avec une technique comme LITOS, il devient aussi possible d’utiliser la lumière pour extraire de l’information d’un réseau et la transférer avec un débit important, et de manière cryptée. Cela relativise quelque peu la sécurité attribuée aux systèmes isolés par Air Gap.
Au-delà, le système pourra être utilisé pour transmettre de l’information sur de plus longues distances, de manière sûre et sans recourir à des câbles ou fibres. Un brevet à suivre, donc.
Juin est la saison des salons, des cerises, du baccalauréat… et du prix Ingénieur Général Chanson. Ce prix, remis chaque année par l’Association de l’Armement Terrestre (AAT), récompense des travaux permettant des progrès importants dans le domaine. Cette année, c’est la société PHOTONIS qui est à l’honneur avec son système Kameleon, une caméra CMOS à très bas niveau de lumière, permettant de voir dans l’obscurité… en couleur.
L’innovation ? Un travail de fond sur la répartition spectrale, c’est-à-dire la manière dont les couleurs se répartissent dans la lumière visible, et sur la balance des blancs dans la zone où le capteur manquait de sensibilité. En 18 mois, et soutenue par un projet RAPID, l’équipe de Photonis menée par Damien Letexier et Geoffroy Deltel a exploré une nouvelle piste. Plutôt que de compter sur l’intensification de lumière ou l’imagerie thermique, pourquoi ne pas récupérer tous les pixels de l’image, sans les filtrer, pour ensuite effectuer une reconstruction colorimétrique en équilibrant couleur et sensibilité à la lumière.
Le pari a été payant : la caméra SXGA (1280×1024) est aujourd’hui opérationnelle et permet de filmer à 100 fps dans l’obscurité. Et le résultat est plutôt impressionnant : à gauche, une image captée au crépuscule, à droite, à la pleine lune.
Le prix a été remis le 2 juin 2015 par le CEMAT, le Général d’Armée Jean-Pierre Bosser. Il met à l’honneur la filière optronique française, décidément en pointe. On pourrait parler aussi de la société LHERITIER, qui a développé la caméra CAT EYE, première caméra active jour / nuit, c’est-à-dire restituant la vision naturelle de jour comme de nuit.
L’image ci-dessous présente une photo prise à 150 m par nuit noire, en mode vision active.
Egalement soutenue lors de son développement par un programme RAPID, la caméra opère en full HD, et est capable d’assurer une vision active sur une tranche ciblée de l’espace à plus ou moins 15 mètres. La video ci-dessous présente le concept.
De belles innovations pour une filière optronique française décidément très en forme…
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