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Contribution de 30 - Alain DELTEIL

 L’Optronique

Le texte ci-dessous, écrit en 1992 par Alain DELTEIL, a donné lieu à la publication de l'ouvrage :

Un demi siècle d'optronique infrarouge en France

une publication SAT / Albin Michel. Le lecteur doit donc se souvenir que les activités décrites ont été poursuivies au delà de cette date par la SAT puis la SAGEM après son absorption.

 

 

1. Pourquoi cet ouvrage ?
Les multiples emplois des rayonnements hertziens pour les transmissions radioélectriques sont parfaitement connus et ne posent guère de problème aux utilisateurs.
Les radiations visibles font partie de notre vie courante. Elles nous donnent, en particulier à travers l’œil - notre capteur - et le cerveau - notre extracteur, la capacité de voir. Le domaine de l'éclairage mis à part, elles sont à la base d'une gamme séduisante d'applications récentes telles que les systèmes à fibres optiques ou les compact discs.
Par contre, les radiations « invisibles » situé entre le visible et la radio, c'est-à-dire dans le spectre infrarouge, constituent une gamme de longueur d'onde, généralement mal connue et pourtant riche en possibilités. C’est dans le but de combler cette lacune que cet ouvrage a été conçu. Le lecteur y trouvera :
-          un minimum de théorie,
-          un peu d'histoire sur l'évolution des techniques qui contribuent, aujourd'hui à ce que l'infrarouge soit un domaine aussi noble que le radar,
-          une revue de ce qui a déjà été développé pour des programmes   militaires ou des applications civiles.
L'auteur a souhaité, à travers l'histoire du développement des techniques et technologies infrarouges, faire mieux connaître leurs possibilités d'application aux domaines les plus divers.
 
2. La naissance de l'optique
La fabrication des miroirs concaves et convexes ne date pas d'aujourd'hui: les Romains les utilisaient déjà pour leur propriété de concentrer les rayons du soleil en un point dont la température atteinte permet d'enflammer certaines matières combustibles.
L'étude de l'optique, fondée sur les théories d'Euclide, s'étend aux universités et aux monastères. Il s'agit alors de pures spéculations et non de véritables applications pratiques. Aussi les résultats sont-ils assez lents à se développer.
Ce n'est qu'au XIIIe siècle que Roger Bacon permet à l'optique de progresser. Il est le premier à expliquer le fonctionnement du miroir sphérique et à en déterminer le foyer.
Vers 1280, des verriers remarquent de façon fortuite qu'en plaçant un verre bombé devant les yeux fatigués d'un homme âgé, ce dernier retrouve une vision nette. Par la suite, on s'apercevra que des verres aux bords plus épais que le centre permettent de corriger la myopie. De là à réunir deux verres sur une monture, il n'y a qu'un pas; et c'est le physicien florentin Salvino Degli Armati qui le franchit. On désigne cet appareil sous le nom de bésicles ou lunette à nez. Cette invention révolutionne le monde médiéval, permettant à l'homme de prolonger sa vie intellectuelle en continuant à lire et à écrire; les lentilles donneront lieu à de nombreuses applications, dont le microcospe.
Les véritables progrès ont lieu durant le XVIIe siècle. Le savant italien Francesco Maurolico, qui étudiait depuis 1550 les prismes, les miroirs sphériques et le mécanisme de la vision, publie en 1611 un ouvrage intitulé §Photismi de lumine et umbra, dans lequel il décrit le fonctionnement de l’œil et précise que cet organe s'apparente à une lentille à foyer variable grâce au cristallin qui permet d'augmenter sa convergence.
En 1604, l'astronome allemand Johannes Kepler fait paraître un ouvrage « L'Optique » dans lequel il donne l'explication de la propagation des rayons lumineux à travers différents types de lentilles. On y trouve enfin la première analyse correcte du processus de la formation des images sur la rétine. Dès 1611, il conçoit la lunette astronomique.
L'astronome hollandais Willebrord Snell van Royen énonce, en 1620, les lois de la réfraction de la lumière que, plus tard, René Descartes simplifiera. C'est ce dernier qui explique le premier le phénomène de l'arc-en-ciel.
Les travaux d'Isaac Newton marquent le véritable tournant de cette science. Sa théorie chromatique démontre que la lumière blanche est le mélange de sept lumières de couleur rouge, orange, jaune, vert, bleu, indigo et violet. Il établit aussi qu'il est possible, par la superposition des radiations du spectre obtenu par la rotation d'un disque divisé en ces sept couleurs, de réaliser la synthèse de la lumière blanche. Il complète les explications de Descartes concernant l'arc-en-ciel. Depuis cette époque, on sait donc décomposer la lumière solaire avec un prisme qui dévie à peine les rayons rouges et beaucoup plus les rayons violets, et créer un spectre.
Mais, c'est en 1800 que Sir William Herschel met en évidence l'existence de radiations invisibles, au cours d'une série d'expériences restées célèbres: après avoir déplacé un thermomètre à alcool en différents endroits d'un spectre visible dispersé par un prisme le célèbre astronome avait constaté qu'au-delà du rouge (en une partie du plan focal où l’œil ne peut discerner aucun éclairement) l' appareil de mesure affichait une température plus élevée que dans la partie visible.
L'astronome démontra ainsi que la lumière du Soleil contient des rayons invisibles à l’œil nu, que l'on baptisa "infrarouges". Leur découverte précède celle de toutes les autres formes de radiations invisibles. L'exploration complète du spectre infrarouge devait se prolonger durant presque 130 années car les études furent handicapées par les progrès très lents des détecteurs et l'absence d'échange d'informations, pour des raisons politiques, entre les chercheurs des différents pays.
A la fin du XIXe siècle, Maxwell devait démontrer que les rayons lumineux transportent des ondes électromagnétiques, la fréquence de leurs vibrations caractérisant leur couleur. Les fréquences supérieures au violet ou inférieures au rouge sont invisibles à l’œil nu, mais occupent des domaines considérables.
 
Qu'appelle-t-on infrarouge ?
En simplifiant au maximum, on pourrait dire que les rayons infrarouges sont les radiations invisibles du feu de braise qui chauffe sans éclairer, et qu'un écran peut arrêter.
De façon un peu plus scientifique, nous définirons le rayonnement infrarouge comme étant celui de radiations dont la longueur d'ondes est plus grande que celle du rayonnement visible. Ajoutons que le rayonnement infrarouge est de nature électromagnétique tout comme la lumière ou les ondes hertziennes – et qu'il transporte une puissance pouvant être mise en évidence en la transformant en puissance électrique ou thermique.
Il s'agit d'un spectre très étendu, dont la partie faisant immédiatement suite à l'extrême rouge est la plus utilisée (c'est le cas des télécommandes à infrarouge et des diodes lasers destinées au CD), allant dans la pratique de 0,8 micron jusqu'à environ 15 microns de longueur d'onde, et même jusqu'à l mm, début du domaine des ondes hyperfréquences millimétriques, alors que le spectre visible entre le violet et le rouge ne s'étale que de 0,35 à 0,75 micron.
 
Quelques données de base
Les sources chaudes d'infrarouges:
Tous les corps, quel que soit leur état physique y compris l'être humain émettent de l'énergie sous forme d'ondes électromagnétiques. On appelle rayonnement thermique les radiations électromagnétiques émises par un corps porté à une température quelconque, à l'exclusion de toute autre forme d'excitation. Cette énergie émise est fonction de la température, des propriétés du corps considéré et de son état de surface.
L'expérience a montré qu'en dessous de 500 °C environ, un corps rayonne uniquement dans le domaine infrarouge.
Mais il existe aussi des sources froides d'infrarouge, les plus intéressantes étant les lasers à gaz.
Les corps noirs :
En faisant abstraction des propriétés du corps et de l'état de sa surface, le physicien allemand Kirchhoff (vers 1860) a défini les corps capables d'absorber totalement les rayons électromagnétiques sous le nom de "corps noirs". Leur énergie rayonnée est proportionnelle à leur température portée à la puissance 4, principe mis en évidence par l'autrichien Stefan.
Le soleil, dont la température est d'environ 5 500 °K à 6 000 °K, émet son maximum d'énergie vers 0,55 micron dans la partie du spectre visible et ne transmet que 1% de son énergie au-delà de 4,5 microns et moins de 0,1% après 10 microns. Sur le plan pratique, cela explique pourquoi une caméra infrarouge fonctionnant dans la bande 8-12 microns, bande correspondant au maximum d'énergie rayonnée par les corps à température ambiante 300 °K(*), ne fait guère de distinction entre le jour et la nuit.
Les corps réels :
Un corps réel, recevant la puissance d'un rayonnement monochromatique, en absorbe une partie, en reflète une autre et transmet le reste dans sa matière. Il diffère donc d'un corps noir.
La transmission atmosphérique :
La puissance que transporte un rayonnement, qui se propage dans l'atmosphère en faisceaux parallèles, diminue au fur et à mesure qu'il s'éloigne de sa source. Une partie est absorbée par l'atmosphère; l'autre est diffusée dans toutes les directions par les particules en suspension dans l'air (poussières, vapeur ou gouttelettes d'eau).
Les principaux constituants atmosphériques absorbant le rayonnement infrarouge sont la vapeur d'eau et le gaz carbonique. Cette absorption est sélective, la diffusion l'est peu.
Il résulte des propriétés sélectives de l'absorption atmosphérique trois "fenêtres" de transmission dans le domaine de l'infrarouge : proche, moyen et lointain.
  • -         entre 1,8 et 2,8 microns pour la localisation d'un point très chaud, par exemple la flamme de propulsion ou le traceur d'un missile guidé;
  • -         entre 3,5 et 5,5 microns pour détecter et poursuivre, par exemple les gaz chauds émis par les moteurs d'un aéronef;
  • -         entre 8 et 12 microns pour de l'imagerie infrarouge dans de nombreuses applications civiles ou militaires.
(*) °K : degré Kelvin, unité de température absolue (300 °K = 27°C)
 
3. Le début des activités en infrarouge
En France, les travaux sur les applications de l’infrarouge n’ont réellement débuté que vers 1947- 48, lorsqu’il fallut améliorer les télécommandes radio utilisées jusque là pour les engins. Revenons donc un peu en arrière.
Les télécommandes radio d'engins
En 1938, Maurice Hurel (des futurs avions Hurel-Dubois), alors directeur technique des hydravions CAMS, avait imaginé de radio-commander un avion rempli d'explosifs pour effectuer des missions de bombardement. En 1939, sa société reçoit une commande de dix torpilles planantes et pilotables jusqu'à 20 km, qui seront livrées en 1940.
Jean TURCK
 
La même année, après l'armistice, Jean Turck, réalisateur des télécommandes radio FM des torpilles françaises chez Hurel, rejoint Alger, puis Londres où il se met à la disposition des forces alliées. A la demande de l'Intelligence Service, il conçoit un système de brouillage efficace contre les engins télécommandés allemands qui faisaient de gros dégâts sur les liberty ships. A partir de 1943, nombre de torpilles tirées contre les cargos sont détournées et tombent à l'eau.
Au début des années cinquante, au démarrage des activités franco-allemandes sur le guidage des engins antichars, Jean Turck aura l'occasion de travailler avec les ingénieurs allemands, concepteurs, pendant la guerre, des télécommandes des bombes volantes de Peenemünde. Grande sera leur surprise de découvrir que leur nouveau partenaire n'est autre que celui qui avait tant perturbé leurs tirs.
Entre temps, en 1946, les services techniques des trois armées d'après-guerre, et surtout la Marine, ont besoin de nouvelles télécommandes d'engins. Ils incitent Jean Turck à fonder sa propre société.
Les débuts des Etablissements Jean Turck voient la réalisation des télécommandes d'engins.
 Equipements de télécommande pour engins

Ces télémesures, conçues par Pierre Lamelot, permettent par exemple d'apporter en France une aide à la mise au point des avions essayant de passer le mur du son. A cette époque, le phénomène était encore inexpliqué.
La naissance des activités infrarouges françaises
Au ministère de l'Air, Michel Decker suggère d'orienter les recherches vers un autre système de télécommande qu'il serait impossible de brouiller, en faisant appel à l'infrarouge ou à l'ultraviolet. Le problème est posé aux Etablissements Jean Turck. Les études convergent rapidement vers l'infrarouge. Et pourtant, à cette époque, personne ne s'intéressait à ses applications étant donné l'absence de technologie en ce domaine. On savait, néanmoins, que pendant la Seconde Guerre mondiale, les Allemands avaient déjà réalisé des appareils avec un détecteur infrarouge au thalophide de plomb, permettant dès la fin 1943 de localiser au casque auditif les avions alliés. De tels appareils avaient été placés pour surveiller les côtes de Douvres.
(*) : Société Nationale de Constructions Aéronautiques du Sud-Est, intégrée par la suite dans Sud Aviation, puis Aérospatiale.
Pendant huit ans, des études technologiques seront menées au sein des Etablissements J. Turck dans le domaine des détecteurs, des sources infrarouges modulées et les matériaux optiques. De nombreuses mesures seront effectuées pour une meilleure connaissance du milieu de propagation et du rayonnement des sources, particulièrement les réacteurs d'avions.
Les établissements Jean TURCK à CACHAN
 
Parallèlement, de nombreux travaux sont effectués aux Etats-Unis, mais secrètement et dans nombre de laboratoires n'ayant aucun contact entre eux. En Grande-Bretagne, les recherches sont menées au sein du Royal Radar Signal Establishment. Et, dans les trois pays, les techniques infrarouges connaissent des développements parallèles. Ces trois nations sont aujourd'hui, avec la Russie, à la tête des compétences et des moyens scientifiques et technologiques disponibles dans ce domaine.
Rapidement, les travaux de Jean Turck seront connus aux Etats-Unis et, dès 1950, sa société fournit des détecteurs à divers centres d'essais de la Marine et de l'Armée.
Les premiers détecteurs infrarouge (sulfure de cadmium) commercialisés
 
Aujourd'hui encore, les détecteurs SAT continuent la tradition et sont toujours appréciés des chercheurs et des industriels américains.
Fait unique pour la haute technologie européenne, la SAT a vendu la licence de fabrication des détecteurs photovoltaïques au Tellurure de Cadmium et Mercure (MCT) à Mc Donnel Douglas et à General Electric.
Le guidage des missiles antichars
A la fin de la Seconde Guerre mondiale, Emile Stauf, un officier polytechnicien, avait rapporté d'Allemagne un curieux engin piloté par une commande à fils : l'AA 10. Cet engin, amélioré par la suite en France, donne naissance à la fin des années quarante aux missiles antichars SS 10 (télépilotés par alignement depuis leur poste de tir). Mais le pilotage manuel de ces missiles était très délicat et une aide par localisation infrarouge s'avérait nécessaire. Une première étude, réalisée par l'Institut franco-allemand de recherches de Saint-Louis, n'ayant pas donné les résultats escomptés, l'autorisation de s'adresser à l'industrie privée fut donnée.
Une fois encore, c'est aux Etablissements Jean Turck que l'on demande de trouver la solution répondant aux besoins exprimés par le réalisateur du système d'arme, le Service Technique Aéronautique (STAé).
Engin SS11 tiré depuis un char
Il s'agissait, en premier lieu, d'alléger la tâche du tireur, en ne lui demandant plus d'effectuer le pilotage de l'engin, mais seulement de viser à travers un système optique ad-hoc en superposant la croisée d'un réticule sur le point d'impact choisi de la cible à atteindre.
Deux problèmes fondamentaux se posaient:
  • - comment séparer l'image de l'engin, vu de l'arrière, de celle de l'ensemble du paysage situé dans le champ de vision?
  • - comment mesurer avec la précision désirable l'écart instantané entre la direction du missile et celle du but visé ?
Se multiplient alors les études théoriques, les recherches en laboratoire et les expériences sur le terrain. Assez rapidement, le premier problème est résolu en utilisant le rayonnement infrarouge émis par des traceurs portés par l'engin et avec les moyens de détection alors existant (détecteurs PbS dans la bande des 2 µm).
Le second débouche sur la mise au point d'un procédé d'analyse fondamental, qui a fait l'objet d'un premier brevet en 1953, suivi de brevets de perfectionnement jusqu'en 1978. Il sera largement utilisé dans les goniomètres de nombreux systèmes, militaires et civils, tels que les engins SS11B, Milan, Hot, Roland, AS30, les cinéthéodolites Contraves K 400 de Kourou, les tourelles de poursuite du Centre d’Essais des Landes, et enfin les tourelles Minilir, utilisées par exemple pour l'étalonnage des I.L.S. de l'aviation civile, etc.
    
          Le MINILIR                                LA TOURELLE K400
 
Le début des autodirecteurs de missiles
Dès 1948-1949, les Etablissements Jean Turck avaient été contactés par Matra pour participer à l'étude du guidage de deux engins d'interception sol-air. Ce projet ne connut pas de suite car, entre temps, la France avait décidé de se doter de missiles antiaériens Hawk américains.
Mais chez Matra, Yves Hebel commençait l'étude d'engins air-air et demandait aux Etablissements Jean Turck d'imaginer un autodirecteur (une tête chercheuse) à infrarouge. Ainsi débutait une longue collaboration avec Matra sous l'égide du STAé.
Les premiers autodirecteurs fonctionnant dans la bande des 2µm, comme ceux des missiles SIDEWINDER américains utilisés pendant la guerre de Corée, font l'objet d'essais en vol et, très rapidement, on se rend compte que cette bande ne convient pas car elle est trop perturbée par le soleil pour un engin air-air (ce qui n'était pas le cas des engins sol-sol), et il faut changer de longueur d'onde et revoir toute la technologie de base cryogénie, filtres interférentiels, matériaux optiques et les détecteurs d'origine. Heureusement, l'arrivée des alliages binaires semi-conducteurs permettait de réaliser les premières photodiodes InSb fonctionnant dans la plage infrarouge de 3 à 5 µm.
Autodirecteur R 530 sans son "capot"
 
Le lancement de l'autodirecteur infrarouge du missile air-air R530 a constitué une grande aventure technique tant pour les industriels que pour les Services techniques d'Etat, car il a débuté sans que l'on dispose de toutes les technologies de base: ni détecteurs qualifiés dans l'infrarouge à 3-5µm, ni matériaux transparents pour la fenêtre et le système optique, ni moyens opérationnels de refroidissement à 77 °K.
Aussi, pour mener à bien le développement nécessitant un fort potentiel de recherche et par conséquent un auto-financement important, Jean Turck est-il contraint de se rapprocher de la SAT. En 1957, ces établissements s'intégraient à la SAT, accroissant ainsi leur potentiel de recherche et de développement des activités infrarouges.
 
Qu'est-ce que la SAT ?
Fondée en 1932 par le groupe Grammont, la SAT a participé à la création d'une industrie française de câbles de Télécommunications. Sa technologie de câbles coaxiaux (coaxial ballon) a été largement exportée dans le monde, y compris au Japon.
En 1939, la SAT s'est associée à SAGEM, qui en a acquis la majorité.
Depuis la fin de la Seconde Guerre mondiale, la SAT n'a cessé de se développer. Des câbles et équipements de transmission, son domaine de base, elle a notamment étendu ses activités aux Faisceaux Hertziens, à la Téléinformatique, à la Communication d'Entreprise, ainsi qu'aux Réseaux câblés de Télédistribution.
En 1957, reprenant les Etablissements Jean TURCK, elle aborde, pour les développer, les techniques de télécommandes et de télémesures, ainsi que le domaine de l'infrarouge.
La Société est aujourd'hui, avec les Sociétés SAGEM et SILEC, l'un des trois membres du Groupe SAGEM (Télécommunications, Electronique de Défense, Electronique Industrielle), qui emploie plus de 15 000 personnes dans une quinzaine de centre industriels et exporte largement ses produits sur le marché international (plus de 50% dans le domaine de l'Infrarouge).
La majorité du Groupe appartient à ses employés.
Les activités Optique de la SAT se trouvent principalement à Paris et à Poitiers, centre de production le plus important d'Europe en Optronique Infrarouge.
La réussite du R530, premier missile air-air à guidage infrarouge dans la bande 3-5 µm réalisé au monde, allait entraîner la famille de missiles air-air tous aussi prestigieux: le R550 Magic 1, le Magic 2, puis le Mica qui équipera le Rafale, ainsi que le missile sol-air Mistral.
 
  
Autodirecteur R550 "MAGIC"                                     Autodirecteur MISTRAL
 
4 . Les technologies de l'infrarouge
Au cours des trente dernières années, les technologies de l'infrarouge ont fait de tels progrès qu'il a été possible d'élargir de façon spectaculaire le domaine de leurs applications. Celles qui ont particulièrement progressé sont :
  • - les détecteurs
  • - les systèmes de refroidissement (cryogénie)
  • - les matériaux optiques et les systèmes opto-mécaniques
  • - les sources de rayonnement.
 
Qu'est-ce que l'optronique ?
Désormais le mot "optronique" figure dans le Petit Larousse. C'est un néologisme issu d' opto et d'électronique désignant toutes les techniques qui associent optique et électronique. Ce substantif moderne traduit la prodigieuse évolution de l'optique au cours des trente dernières années. En effet, par l'apport de l'électronique, cette science traditionnelle a connu de grands bouleversements. L'optronique englobe l'optronique passive et l'optronique active. La première est le domaine des senseurs. L'optronique active est, pour l'essentiel, le domaine des lasers, découverts au début des années soixante, puis celui des fibres optiques, dix ans plus tard. L'optique a, de la sorte, engendré des systèmes de plus en plus sophistiqués faisant largement appel à l'électronique. C'est l'alliance entre le photon et l'électron dans les systèmes que l'on nomme généralement "optronique".
 
4.1  Les détecteurs
On distingue deux catégories de détecteurs utilisables dans le domaine spectral infrarouge: les thermiques et les quantiques.
Dans les thermiques, on trouve les détecteurs bolométriques et pyroélectriques pour lesquels l'échauffement provoqué par le rayonnement infrarouge modifie la résistance du détecteur ou les charges électriques de surface.
Dans les quantiques, détecteurs à semi-conducteurs, on trouve les photoconducteurs (PC) et les photovoltaïques (PV) pour lesquels le rayonnement infrarouge crée des charges qui modifient la conductivité électrique ou génèrent un courant.
Contrairement aux précédents, ils tirent leur sensibilité d'un fonctionnement à très basse température (typiquement 77 °K, soit environ -200 °C)
Les premiers détecteurs de photons réalisés par la SAT étaient des détecteurs quantiques au PbS évaporés. Ils ont permis de produire les écartomètres des programmes MILAN, HOT, ROLAND, ceux des tourelles MINILIR, et K 400. Les mêmes détecteurs équipent aujourd'hui des prototypes d'obus guidés et autres munitions intelligentes, ainsi que la sonde spatiale PHOBOS.
Pour aller plus loin en longueur d'onde, il fallut changer de matériau et, après des essais sur PbSe et PbTe, la voie InSb s'est imposée dès 1950.
Avec la mise au point d'une technologie MESA spéciale naquirent les premiers détecteurs photovoltaïques InSb mono-élément, parfaitement adaptés à la production des programmes des autodirecteurs AD530 et MAGIC I et de l'analyseur monoligne Super Cyclope, puis les premières barrettes, dès la fin des années soixante, pour les équipements de veille et de poursuite VAMPIR, PIRANA et DDM. La deuxième génération suivait bientôt et, à partir de 1979, apparaissait le détecteur InSb planar exploité dans MAGIC II, Mistral, DDM, VAMPIR, PIRANA, et dans plusieurs applications spatiales.
Pour élargir la détection des photons vers les grandes longueurs d'onde, d'autres matériaux étaient nécessaires. Des études conduites au CNRS, dès 1958, laissaient entrevoir la possibilité de détection d'un composé ternaire à base de HgTe et CdTe. Les premières photodiodes HgCdTe (*) obtenues par Christian Vérié ont attiré l'attention de la SAT, qui a trouvé le matériau idéal pour la réalisation des détecteurs pour les applications lasers à 10,6 microns.
Après des recherches approfondies menées en collaboration avec le CNRS, et de nombreux essais de mise au point de la métallurgie, les plaquettes HgCdTe sont aujourd'hui largement utilisées dans la production SAT. Plus récemment et toujours avec les mêmes partenaires, une nouvelle technologie a été mise au point: il s'agit de l'épitaxie par M.O.C.V.D.(Metal Organic Chemical Vapor Deposition) sur substrats alternatifs GaAs, Si, Saphir...Cette technologie va permettre d'obtenir des détecteurs à très faible coût.
Le besoin d'augmenter considérablement le nombre de détecteurs dans les équipements IR pour en accroître les performances nécessitait l'introduction dans le plan focal de fonctions électroniques associées au détecteur. Dès lors apparurent les noms de FPA "Focal Plane arrays" ou "Détecteurs plans focaux", d'IR-CCD et d'IR-CMOS (voir encadré).
Les premiers travaux sur ces détecteurs ont débuté en 1976 à l'instigation de la DRET, la SAT et le LETI (Laboratoire du CEA)_collaborant en apportant chacun une part de leur savoir-faire pour cette étude ambitieuse.
Afin d'augmenter l'effort de recherche, la DGA et le CEA ont signé en 1978 un accord portant sur la création du Laboratoire Infrarouge du LETI (le LIR). Après avoir examiné plusieurs technologies, ses travaux furent focalisés en 1980 sur la réalisation d'IR-CCD à base de MCT.
A cette époque, la SAT réalisait dans ses laboratoires des matrices 32 X 32 en technologie MIS sur InSb. Les premiers détecteurs IR-CCD sortent en 1981 pour une barrette de 32 éléments, et en 1983 pour des mosaïques 64 X8 en 3-5 µm et en 8-12 µm.
La réalisation d'une caméra IR-CCD expérimentale en 1984 permit de définir les composants 288 X 4 et 48 X 4 des caméras de nouvelle génération qui s'imposeront dans la compétition pour les programmes AC-3G. Pour l'autodirecteur de ce même programme, la barrette IR-CCD de 32 éléments proposée par Thomson fut aussi retenue.
Ces programmes vont être mobilisateurs pour le développement de cette technologie. L'association des compétences entre la SAT (détecteurs infrarouge, cryogénie), Thomson (circuits à transfert de charges) et le LIR (Nouvelles technologies: Epitaxie liquide du MCT, hybridation par billes d'indium), conduisit à la création d'une société commune SOFRADIR dont le capital fut réparti pour 40% chacun entre les industriels SAT et Thomson, les 20% restant étant attribués au CEA.
Cette société, créée en 1986, est actuellement le fer de lance de la technologie IR-CCD française.
En Europe, la création du GIE EURODIR entre AEG et SOFRADIR a permis le développement et la production en Allemagne de modules sous licence SOFRADIR pour le programme AC-3G.
Aux Etats-Unis et dans le reste du monde, la notoriété de SOFRADIR, acquise par la vente de détecteurs IR-CCD aux principaux équipementiers, est bien reconnue.
Ces succès technologiques et commerciaux sont l'aboutissement de plus d'une vingtaine d'années de recherche, de développement et d'industrialisation du matériau MCT et des détecteurs photovoltaïques, au cours desquelles les équipes de la SAT ont joué un rôle moteur.
 
Les détecteurs "plan focal"
Dans la première génération de détecteur infrarouge, chaque détecteur est relié à un préamplificateur par une connexion qui sort de l'enceinte cryostatique. Le nombre de connexions est limité à environ 100 ou 200, en raison des pertes thermiques occasionnées et de la complexité technologique.
Pour augmenter le nombre d'éléments de détection tout en limitant le nombre de connexions, il faut introduire au niveau du plan focal des fonctions électroniques d'adressage et de lecture.
Ces fonctions peuvent être réalisées soit dans le matériau de détection, soit dans un circuit silicium hybridé au circuit de détection (cas des technologies IR-CCD, et plus récemment IR-CMOS).
L'hybridation doit réaliser une connexion entre chaque élément sensible et une entrée du circuit silicium. La technologie la plus utilisée est celle des "billes d'indium".
Actuellement, les plus grandes matrices contiennent plus de 100.000 éléments de détection dans la plage 3-5 µm et plus de 10.000 dans la plage 8-12 µm.
 
  
 
Matrice MIS/CID de 32 x 32 détecteurs           Connexions d'une matrice de détection    
 
4.2  La cryogénie
Les détecteurs infrarouge de grande sensibilité nécessitent d'être refroidis par des machines cryogéniques.
Ces machines, appelées aussi refroidisseurs, peuvent être :
  • - à cycle ouvert, à détente Joule-Thomson; il s'agit d'un serpentin enroulé sur un petit tube de diamètre de 5 mm environ, terminé par un orifice, dans lequel circule de l'azote gazeux sous 200 à 400 bars, et placé dans le puits de l'enceinte cryostatique. Le gaz se détend à l'extrémité et produit du froid : 77 °K, dans le cas de l'azote; 
  • - à cycle fermé, car l'hélium y effectue un cycle thermodynamique (par exemple du type Stirling). Ces machines sont comparables dans leur principe à des réfrigérateurs, et comprennent un compresseur et un condensateur.

Refroidisseur à cycle fermé (la température peut descendre à - 200°C au bout du doigt) 

Enceinte cryostatique non équipée

Les recherches actuelles vident à réduire les dimensions des machines, à augmenter leur durée de vie et à diminuer les pertes entre la zone de création du froid et le détecteur. D'où le concept de machine intégrée à l'enceinte cryostatique.
Assemblage de détection équipant la caméra thermique ATHOS
 
A température plus élevée : 200 °K, il est possible d'utiliser des refroidisseurs à effet Peltier, mais ceux-ci présentent des rendements plus faibles que les machines.
 
4.3  Les matériaux optiques et les systèmes opto-mécaniques
 Depuis les premiers travaux sur l'infrarouge, l'optique et l'opto-mécanique ont suivi une évolution parallèle aux autres recherches, chaque découverte dans le domaine des détecteurs amenant une adaptation du matériel optique afin de répondre aux progrès des systèmes.
Aujourd'hui, de nombreux systèmes optiques sont multi-spectraux.
Dans les années soixante, il n'existait que des détecteurs monoéléments et le système optique était un collecteur de flux disposant d'une ouverture de F/2,5 environ.
Avec l'apparition des mosaïques de détecteurs des années soixante-dix, il fallut affiner la tache image, et concevoir en parallèle des systèmes opto-mécaniques, parfois complexes, capables de générer des images de haute qualité à partir de pièces optiques en mouvement.
Depuis cette époque, les moyens de simulation et de calcul, permettant de mettre au point de tels systèmes, ont considérablement évolué. Il est aujourd'hui possible de prévoir et de reproduire exactement par ordinateur les caractéristiques des matériels que l'on étudie.
Dans le même temps, les opticiens ont sans cesse été à la recherche de matériaux nouveaux pour concevoir de nouvelles architectures, et la SAT a souvent assuré la maîtrise d'œuvre industrielle de l'étude et l'industrialisation des matériaux transmettant l'infrarouge: MgF2, Spinelle, Texglass, Ge, Si, Zns, ZnSe, chalcogénures, etc.. . Pour les fenêtres et les IRdomes, les propriétés optiques, thermiques, mécaniques et de tenue à l'environnement ont été constamment améliorées.
 
Pièces optiques utilisées pour la création des images infrarouges
Les techniques de polissage et de traitement anti-reflets ont été perfectionnées de façon à tenir des exigences de plus en plus sévères, en particulier au niveau du durcissement.
Sont également apparues les techniques d'usinage au diamant de très haute précision, permettant la réalisation de pièces pour l'optique avec des précisions dimensionnelles largement inférieures au micron sur des dimensions pouvant aller jusqu'à 200 mm. Pour la réalisation des miroirs asphériques à moindre coût, on fait appel à la technique de réplication,
Pour la réalisation à moindre coût des miroirs asphériques, on fait appel à la technique du « moulage par réplique ». Même les technologies traditionnelles de l'optique d'assemblage et de collage ont dû évoluer pour s'adapter aux besoins de réalisations d'IRdômes très spéciaux résistant à la chaleur extrême engendrée par la vitesse des missiles de nouvelle génération. L'IRdôme pyramidal du missile Mistral constitue, à ce titre, une prouesse technologique.
Les performances spécifiées par les maîtres d’œuvre sont la base de tout nouveau projet : légèreté, précision, rigidité de la structure en vibrations, stabilité des axes optiques en température etc. La Conception Assistée par Ordinateur (CAO), associée aux outils d'analyse du comportement vibratoire, permet de faire très vite converger la structure de chaque nouvel appareil vers une solution optimale.
 
4.4  Les lasers CO2
Le laser CO2 a été développé à la SAT depuis 1965, à l'origine pour des applications en télécommunications. Le laser CO2 est un amplificateur optique rebouclé sur lui-même par deux miroirs, dont un partiellement réfléchissant permet de coupler à l'extérieur une partie de l'énergie circulant dans la cavité. Cette dernière comporte un mélange gazeux avec une dominante CO2.
"Tir" d'un laser CO2 en laboratoire
Il peut émettre en continu des puissances allant du watt à plusieurs kilowatts, et même centaines de kilowatts. Un autre type de laser, dit TEA (excitation transverse atmosphérique) est excité à faible cadence par des impulsions électriques géantes pendant quelques centaines de nanosecondes. Il émet des impulsions dont l'énergie peut aller jusqu'à 10 J, voire même le kJ.
Ces lasers CO2 offrent de nombreux avantages : bonne transmission dans l'atmosphère, sécurité oculaire, rendement élevé et bonne stabilité en fréquence permettant la détection hétérodyne et une « accordabilité » entre 9 et 11 µm. Leurs domaines d'utilisation sont la mesure de distance et de vitesse (LIDAR), l'imagerie active, la spectroscopie, la détection d'obstacles, etc.
Plusieurs télémètres ont été réalisés à la SAT: à détection directe, à détection hétérodyne (télémètre-vélocimètre), un FLIR-télémètre et un localisateur tri-dimensionnel (3D) aéroporté LOTIS.
Les perspectives civiles sont multiples dans les domaines médicaux (SAT fabrique déjà plusieurs centaines de lasers dentaires par an) industriel et de l'environnement. Dans le domaine militaire, on peut imaginer de tels lasers montés dans des systèmes de veille infrarouge 3D ultra-rapides.
Assemblage de lasers dentaires à Dourdan
Toutes les technologies que l'on vient d'évoquer sont en constante expansion car elles répondent à des demandes croissantes provenant de marchés variés : militaire, industriel, médical et scientifique. De nouvelles générations de système ne cessent d'apparaître, en raison de l'effort important fait dans le domaine des détecteurs.
 
5  Un large domaine d'utilisation
Grande est la variété des applications de la technologie infrarouge. Depuis les autodirecteurs de la première génération aux récents matériels hyper-sophistiqués, qui font appel aux rétines à grand nombre d'éléments, associées à une électronique de traitement d'image puissante et très rapide, les technologies de l'infrarouge ont fait des progrès considérables. Elles ont permis d'étendre de façon spectaculaire le domaine de leurs applications. Les utilisations militaires sont les premières concernées, mais il ne faut pas négliger les civiles et les perspectives liées au progrès de toute sorte.
Guidage, reconnaissance aérienne, imagerie thermique et veille panoramique sont aujourd'hui les principaux domaines d'utilisation de la technologie infrarouge.
 
 
Le Guidage des missiles
Guider un missile consiste à l'amener sur son objectif selon une trajectoire qui anticipe (navigation proportionnelle) ou non (courbe du chien, pour laquelle le vecteur vitesse reste constamment pointé sur l'objectif) le mouvement de cette cible.
Il existe trois grandes familles de guidage infrarouge :
le téléguidage indirect par alignement
Les missiles comportent un traceur infrarouge, soit modulé (cas du TOW américain), soit continu (cas des MILAN, HOT). Un goniomètre localise, depuis le poste de tir, l'écart de la position du missile par rapport à l'axe de visée. Les ordres de guidage sont élaborés dans le poste de tir et renvoyés au missile par une télécommande filaire (cas des MILAN, HOT) ou hertzienne (cas du ROLAND).
le téléguidage direct par alignement
Les ordres de guidage sont élaborés directement par le missile, ce qui évite la liaison de télécommande entre le poste de tir et l'engin. C'est le cas du missile AC-3G moyenne portée qui détecte lui-même sa position à l'intérieur d'un faisceau directeur laser pointé sur la cible à partir du poste de tir.
l'autoguidage
Le missile est entièrement autonome. L'autodirecteur (ou tête chercheuse) observe et analyse l'objectif, le localise et élabore enfin des ordres qui sont envoyés aux gouvernes. A la différence des autodirecteurs électromagnétiques AD-EM, les autodirecteurs infrarouges AD-IR sont entièrement passifs, donc discrets, et plus difficiles à leurrer.
L'AD-IR rassemble trois fonctions : capter l'énergie émise par l'objectif et mesurer ses écarts angulaires par rapport à la ligne de visée; mesurer les mouvements angulaires de la ligne de visée ; enfin, reconnaître l'objectif, puis commuter en mode poursuite. Le guidage est effectué en navigation proportionnelle : le vecteur vitesse est dirigé vers le point futur de l'impact.
 
5.1 Le guidage des missiles tactiques
Engins sol-sol sur char, type SS11B
Dérivés du petit missile SS9, conçu par l'ingénieur français Colette de Nord-Aviation, se succèdent, à partir de 1963, les SS10 et SS 11. Les localisateurs intégrés aux postes de tirs sont étudiés par la SAT qui fournit plus de 100 localisateurs pour SS11B pour char AMX 13. D'autres appareils suivront en 1966.
Engins sol-sol MILAN (Missile d'Infanterie Légère Antichar)
Un nouvel engin antichar filoguidé franco-allemand est mis à l'étude en 1963. La maîtrise d’œuvre du goniomètre infrarouge sera confiée à la SAT et la production démarrera en 1975. Le partenaire allemand est ELTRO, maintenant intégré à DASA, avec lequel SAT a conçu et réalisé de nombreux équipements infrarouge depuis 30 ans. A fin 1992, le consortium franco-allemand avait produit plus de 9 000 goniomètres pour les postes de tir Milan mis en service dans 40 armées à travers le monde.
Engins sol-sol HOT
En 1964, peu après les accords franco-allemands sur le projet Milan, un autre programme, baptisé HOT, est mis en route. Il concerne un engin antichar de portée et de vitesses supérieures au Milan, pouvant être installé soit sur un char, soit sur un véhicule blindé, ou encore un hélicoptère. Utilisant le même procédé de guidage que le Milan, on retrouve des problèmes identiques, compliqués par l'augmentation de la vitesse et de la portée du missile. Néanmoins, la solution est trouvée et les prototypes réalisés en 1973.
La production en série démarre en 1976. Plus de 750 systèmes de tir ont été montés sur des véhicules divers.
L'étude de l'emploi du système HOT sur hélicoptère comme arme antichar a nécessité une recherche ergonomique minutieuse, tenant compte des limitations et des exigences de l’œil humain. Un système de stabilisation, réalisé par la SFIM (spécialisée dans la construction d'appareils de visée aéronautique) est venu compléter le localisateur infrarouge à triple champ. L'engin air-sol HOT est utilisé par la Bundeswehr sur l'hélicoptère allemand PAH 1 et par l'armée de terre française sur la Gazelle de l'Aérospatiale.
Utilisation d'un missile HOT à partir d'un hélicoptère GAZELLE
Plus de 700 systèmes de tir ont été réalisés pour hélicoptère, depuis la mise en production de série en 1979. La possibilité de visée nocturne a été introduite à partir de 1988. Au total, 17 pays ont commandé près de 800 systèmes de tir sur véhicules et autant sur hélicoptères.
Système de défense sol-air Roland
Le goniomètre, qui génère l'écartométrie du missile, participe au téléguidage des engins tirés vers des avions en vol. Il est placé dans la lunette de conduite de tir dont le miroir de pointage stabilisé permet de suivre la cible dans ses évolutions. Le système Roland, qui équipe les forces franco-allemandes, peut fonctionner selon deux modes (radar ou infrarouge).
Tir d'un missile ROLAND de défense sol-air 
Missile R 530
L'autodirecteur infrarouge de ce missile a été réalisé en deux versions successives, l'une à tubes miniatures, tout à fait au début, l'autre à transistors. Au total, plus de 1 500 exemplaires ont été construits de 1964 à 1979.
Magic 1 et Magic 2
La deuxième famille d'autodirecteurs infrarouges pour missile air-air est celle appelée Magic. Bénéficiant des importants progrès technologiques en matière de matériau transparent pour la fenêtre (irdome), de détecteur et d'électronique, les Magic 1 et Magic 2 se distinguent du R 530 par leur capacité d'acquérir la cible sans l'aide du radar, ce qui permet de les utiliser sur la plupart des avions d'armes.
La fonction détection étant séparée de celle de la stabilisation, l'aérien optique très léger explore à grande vitesse le champ de recherche, acquiert l'objectif puis, grâce à un gyroscope perfectionné, recopie sa position. Le Magic 1 a été produit à plus de 8.000 exemplaires, de 1974 à 1984.
Encore plus performant, l'autodirecteur du Magic 2 dote le missile d'une capacité d'attaque avant à des distances de plusieurs kilomètres de la cible. Toujours en fabrication depuis 1985, cet autodirecteur a été réalisé à plus de 2.500 unités.
Missiles MAGIC2  montés sous les ailes du MIRAGE F1
Missile sol-air Mistral
L'autodirecteur du Mistral, premier missile européen sol-air de très courte portée, possède, comme le 530, un gyroscope intégré dont les fonctions sont beaucoup plus complexes pour tenir compte du roulis rapide. En outre, sa miniaturisation est très poussée (moins de 3 kg) et sa fenêtre d'entrée - pyramidale à huit faces - n'a pas d'équivalent au monde, à ce jour. Il est en production dans l'usine SAT de Poitiers, depuis 1988.
Le programme Mica
Autodirecteur Infrarouge MICA monté sur RAFALE
Dernier né d'une famille déjà nombreuse, l'AD-IR du MICA, missile Matra devant équiper le Rafale et le Mirage 2000-5, représente un formidable bond en avant dans ce domaine. L'innovation fondamentale est la mise en oeuvre d'un détecteur IR-CCD bispectral , permettant de faire une image de qualité. Cette évolution confère à l'autodirecteur des performances nouvelles : sensibilité accrue, résolution élevée, capacité multi-objectifs, possibilité de distinguer un leurre d'une véritable cible, précision de l'impact, etc..
Le programme AC-3G
Actuellement, un missile antichar longue portée de 3ème génération est développé pour un missile antichar longue portée, dans un cadre européen tri national. Pour l' AD-IR à imagerie du système à longue portée, l'innovation consiste en une acquisition automatique de la cible par corrélation de l'image de l'AD-IR avec celle de la caméra thermique du viseur de tir. Ceci permet un engagement simultané de plusieurs missiles, chacun ralliant la cible qui lui a été désignée.
Poste de tir du missile AC3G équipé de la caméra thermique TIGER
Le guidage des engins futurs
L'évolution se dessine déjà. Plusieurs études et réalisations ont été lancées qui vont permettre d'améliorer encore l'efficacité de ces engins :
-          des solutions de senseurs multi-modes IR et EM combinés, permettant la fusion de données,
-          des rétines intelligentes, comportant une partie de traitement d'image dans le plan focal,
-          des réseaux neuronaux, apportant des solutions nouvelles pour donner de l'intelligence aux senseurs.
 
5.2 La Reconnaissance Aérienne
Les débuts
C'est en 1963, à la demande du STAé, que débutent les premières recherches sur les analyseurs thermiques monolignes (ou IRLS : InfraRed Line Scanner)) destinés à la reconnaissance aérienne infrarouge. Les images de cet équipement devaient enrichir celles déjà obtenues par les analyseurs fonctionnant dans le visible avec un enregistrement sur film photographique.
Les premiers essais en vol d'un appareil simple, fonctionnant dans la bande 3-5 µm, sont effectués début 1964. Voir apparaître, de nuit, dans une image de résolution médiocre, un camion avec son capot de moteur chaud et sa carrosserie froide par rapport à l'environnement représentait une découverte enivrante.
Mi-1964, les images obtenues étaient déjà d'une qualité voisine de celle de la télévision.
 
 
Image thermique d'un confluent montrant que l'eau de l'affluent, plus chaude,
ne se mélange pas à celle du fleuve.  
Le Cyclope R 20
Il devenait alors possible d'aborder l'étude et la réalisation de matériels destinés à des emplois opérationnels, en particulier pour l'engin de reconnaissance à vol programmé "R20", réalisé par Nord Aviation, puis pour les avions d'armes.
Cette conception de matériel embarqué, capable de fonctionner dans des conditions sévères, avec déclenchement des prises de vues programmé avant vol, devait permettre de disposer de l'information, autant que possible en temps réel, au moyen d'une transmission radio.
Grâce à un système d'enregistreur lecteur magnétique en vol, le missile pouvait même, lors de son retour, renvoyer au sol les images qu'il avait recueillies discrètement au-dessus de la zone de reconnaissance. Ainsi, la France a été le premier pays au monde à transmettre des images infrarouges et l'armée de l'air française fut, dès 1970, la première à être dotée de façon opérationnelle de matériels de série de reconnaissance aérienne infrarouge. Les utilisateurs, passionnés par ce nouvel équipement, ont obtenu de brillants résultats dans les compétitions internationales telles que le Royal Flush.
 
Super Cyclope
 

En 1968, toujours à la demande du STAé, la SAT étudie les améliorations applicables pour satisfaire des objectifs toujous plus ambitieux de l'Etat-Major L'emploi de nouveaux détecteurs fonctionnant dans la bande 8-12 µm, associé à une restitution embarquée sur film permet d'obtenir des résultats remarquables.

Ces nouveaux analyseurs sont conçus pour fonctionner à fort taux de défilelement tout en conservant une excellente résolution thermique. 

 

Super Cyclope installé dans un bidon

sous une aile d'un MIRAGE IV
Pour le Mirage F1 CR., la SAT fut retenue pour développer, comme maître d’œuvre, le système optronique de reconnaissance assurant la transmission et la restitution au sol, en temps réel ou différé, des images thermiques captées en vol. Les premiers exemplaires de série étaient livrés courant 1984.
Le programme CL 289
Vers 1974, la société allemande Dornier recherchait un analyseur infrarouge destiné à équiper un drone (engin sans pilote) de reconnaissance à moyenne portée, le CL 289, réalisé en commun par Canadair et Dornier. Après un long processus de négociations internationales, la SAT était choisie maîtrise d’œuvre de ce système comportant non seulement l'analyseur, mais encore, comme pour le Mirage F1 CR, l'émetteur codeur pour la transmission en vol des informations en temps réel et la restitution d'images en temps quasi réel sur film à développement thermique. Une coordination efficace avec les partenaires étrangers permettait de livrer, à partir de 1978, des équipements pour faire les essais aussi bien en Allemagne par Dornier qu'en Arizona pour Canadair. Une production de 250 équipements de bord et 15 stations de réception au sol a été livrée aux armées allemandes et françaises entre 1989 et 1993.
 

 Analyseur Codeur CORSAIR


Véhicule de lancement du drone CL289

 

Le Cyclope 2000

Afin de tenir compte des récents besoins pour un équipement peu encombrant et peu coûteux, un analyseur de conception nouvelle est réalisé en 1992. Cet équipement a été conçu avec une capacité d'utilisation multispectrale, ce qui permet d'obtenir une très grande richesse d'information dans les images enregistrées.
Un tel équipement a été vendu à l'administration des Douanes pour la surveillance maritime.
 
5.3 L'imagerie thermique
Voir la nuit, améliorer la visibilité de jour dans des conditions difficiles, ou encore démasquer les objets camouflés, tels ont été les buts poursuivis depuis 25 ans, et qui ont contribué au développement des caméras thermiques.
 
La technique des matériels de vision nocturne
Les matériels de vision nocturne constituent deux familles très différentes par leur technique, leur emploi et leurs performances : il s'agit des intensificateurs de lumière et des caméras thermiques, deux techniques appelées à cohabiter longtemps tant sont différentes leurs caractéristiques.
Les intensificateurs de lumière
Ces dispositifs permettent d'amplifier la lumière résiduelle d'une scène vue de nuit. L'éclairement provenant des étoiles, ajouté à celui des lumières artificielles au sol diffusées dans l'atmosphère, est suffisant pour obtenir une bonne qualité d'image. Légers et autonomes, de grande diffusion, ces intensificateurs de lumière sont souvent montés en jumelles dites "jumelles IL" utilisées pour le pilotage de nuit des véhicules et des hélicoptères. Leur emploi se limite aux faibles portées (typiquement 500 m et environ 100 m pour les jumelles à grandissement 1/1.
Les caméras thermiques
Elles détectent le rayonnement d'origine thermique émis dans l'infrarouge par les objets dont la température est voisine de celle ambiante. Le maximum de rayonnement est obtenu dans la bande d'émission 8-12 µm. La bande 3-5 µm est également utilisée. Afin d'obtenir toute leur sensibilité thermique, pouvant aller jusqu'à quelques 1/100 de degré Celsius, les détecteurs doivent être refroidis à la température de l'azote liquide (77 °K).
L’intérêt des caméras thermiques, en dehors de leur utilisation nocturne, est leur capacité de faire apparaître les contours thermiques ainsi que le niveau d'activité des objets observés (moteurs chauds des véhicules) d'où une possibilité de « décamouflage ». L'observation à travers la brume, les écrans de fumée ou de légers feuillages est également favorisée du fait de la longueur d'onde élevée. De plus, leur insensibilité à l'éblouissement les rend particulièrement utiles sur le champ de bataille.
Les caméras thermiques devant servir en multi-usages sont en général de conception modulaire; les "modules" ne concernent que les fonctions les plus avancées : détection, refroidissement, balayage, traitement. Les portées de reconnaissance sont typiquement de 2 à 15 km.
Aujourd'hui, si la plupart des caméras thermiques ont été développées pour les besoins militaires, les applications civiles (on parle alors de thermographie) sont en utilisation croissante.
Deux techniques d'imagerie active peuvent aussi être mentionnées :
-les systèmes utilisant un phare pour éclairer la scène dans le proche infrarouge. Ces systèmes utilisés autrefois ont été abandonnés à cause de leur manque de discrétion ;
-les équipements utilisant un éclairage par laser CO2. Ces équipements, complexes, ne sont pas utilisés opérationnellement.
L'histoire de l'imagerie thermique est une véritable épopée se déroulant de 1960 à nos jours, avec des échecs, des victoires, des alliances et une concurrence sévère entre des entreprises très motivées.
 
Premières caméras thermiques françaises
Au début des années soixante, TRT avait déjà réalisé des intensificateurs de lumière (activité transférée du LEP et de Philips USFA pour une production industrielle de jumelles de conduite à infrarouge actif et de lunettes de fusil).
Afin d'améliorer la vision de nuit pour l'armée de terre, TRT avec le soutien de la SEFT (Section d'Etudes et de Fabrication des Télécommunications) entreprendra des travaux conduisant à la réalisation de caméras thermiques. Ces premières caméras thermiques sont à faible cadence et mono-détecteur. Se succèderont, à partir de 1965 : Luther 1 (pour LUnette THERmique) fonctionnant à une cadence d'une image/seconde, et quelques autres caméras : Luther 2 (1970), première caméra à cadence rapide (16 images/seconde) et Luther 3 (1973), première caméra à balayage série utilisant un détecteur MCT à 30 éléments.
Le STAé (devenu STTE) passe commande à SAT et TRT de deux caméras pour hélicoptère à petit champ et à grand champ respectivement. Ces caméras seront livrées en 1974. Dans le même temps, TRT livre à la SEFT ses premières caméras à balayage série-parallèle : Thermidor 1, puis Thermidor 2 (en 1975).
La technique des détecteurs SAT progresse vite en nombre d'éléments et en qualité, grâce à la technologie MCT photovoltaïque, unique au monde, émanant du CNRS.
Les caméras suivantes : Caïman (1976) et Chamois (1977) utilisent un balayage parallèle et un détecteur en barrette d'une centaine d' éléments MCT 8-12 µm procurant une excellente sensibilité thermique.
Le Système Modulaire Thermique (SMT)
Après avoir envisagé d'exploiter une licence américaine sur un système modulaire thermique (US-CM), SEFT demande à la SAT et à TRT de s'associer pour définir un système français. L'enjeu est important et le choix difficile ; des essais comparatifs sont réalisés avec Thermidor et Chamois. Finalement, le choix d'un système commun est fait et les accords entre les deux industriels établis en 1978.
En 1979, le SMT peut enfin démarrer. La quantité globale de caméras devant utiliser les modules est évaluée à 2 000 exemplaires.
Les différents éléments constituants le Système Modulaire Thermique
construits par SAT et THOMSON-TRT Défense
Le programme conduisant de l'étude à l'industrialisation des modules se déroulera de 1979 à 1984 avec, dès 1981, la livraison du viseur de pilotage Aphrodite pour hélicoptère. Puis se succèdent le FLIR-écartomètre, réalisé pour l'Aérospatiale et qui démontrera la capacité de tir en rafale du missile HOT, CASTOR, caméra pour char AMX-30 B2 et autres véhicules blindés, TANGO pour l'avion de patrouille maritime ANG, VICTOR pour le tir de HOT sur Gazelle, CHLIO pour hélicoptère, les caméras pour les pods de navigation et de désignation laser (ATLIS de nuit), la caméra navale MURENE et, enfin, ATHOS, caméra thermique à hautes performances spécialement adaptée au viseur-tireur du char Leclerc. S'appuyant sur le SMT et sur des perfectionnements particuliers, les caractéristiques de cette caméra contribuent à faire du char Leclerc un blindé de nouvelle génération particulièment efficace, capable de tirer en marche des obus flèches avec une précision d'environ 20 cm à 2 km.
Les modules du SMT sont fabriqués, depuis 1987 à des cadences allant jusqu'à 30 par mois.

Le Milan de nuit : Minicat et Mira
Entre-temps, une compétition serrée s'est engagée : celle de la vision de nuit pour le poste de tir Milan d'Euromissile destinée aux armées de terre française et allemande. Il s'agit de concevoir et de produire au plus faible coût 5 000 exemplaires d'une caméra thermique légère, à très faible consommation et permettant une reconnaissance de char à 2 kilomètres.
Après une première sélection, SAT et TRT restent en lice. Mais, en définitive, c'est TRT qui fabriquera MIRA pour le programme franco-allemand. Minicat de SAT donnera naissance aux caméras CTX.
Les caméras CTX
CTX est l'application de la technologie miniature à balayage parallèle mise en oeuvre sur Minicat à la veille et à l'imagerie infrarouge périscopique des sous-marins nucléaires, lance-engins et d'attaque. La caméra se monte en tête du périscope.
Ces caméras seront livrées entre 1983 et 1989. Une version à hautes performances sera réalisée par la suite et intégrée dans la nacelle d'identification maritime VIRPA de SAT en 1991.
La première caméra IR-CCD
En 1983 est conçue une caméra bi-spectrale, destinée à valider la nouvelle technologie IR-CCD ; elle sera réalisée sur la base de détecteurs à 64x8 éléments. Les premières images obtenues, dès 1984, sont d'excellente qualité aussi bien à 3-5 microns qu'à 8-12 microns.
La préparation des projets AC-3G
Les programmes d'antichars de 3e génération (AC-3G) appelés à remplacer les Hot et Milan se dessinent. Les trois Etats (France, R.F.A. et Grande-Bretagne), auxquels se joindront d'autres pays, confient à EuroMissile Dynamic Group (EMDG) le soin de développer les deux systèmes d'armes longue et moyenne portée.
En 1983, deux compétitions sont lancées pour équiper les caméras thermiques du viseur du système longue portée sous responsabilité Aérospatiale, et du poste de tir moyenne portée sous responsabilité MBB. Pour ces deux projets, le choix est fait en faveur de la SAT, leader du consortium SATEL (SAT/ELTRO/THORN-EMI Electronics) et la mise en avant de l'IR- CCD a pesé fort dans la balance.
Pour la longue portée, ce sera Condor 1, caméra thermique et télémètre laser 10,6 µm dont la première application est le viseur de mât OSIRIS de l'hélicoptère antichar Tigre. Les mêmes modules seront utilisés par la caméra thermique Condor 2 du viseur de pilotage du même hélicoptère. Pour la moyenne portée, ce sera TIGER.
 
Hélicoptère TIGRE équipé des caméras Condor 1 et Condor 2
Caméra TIGER
Malgré un choix effectué en 1985, les trois développements ne sont lancés qu'en 1988, compte tenu des difficultés liées à ces programmes multinationaux.
Image donnée par une caméra IRCCD (le Sacré-Coeur à 8 km)
 
La Caméra ATHOS du char Leclerc
Le futur
Des caméras à détecteur matriciel non refroidi ou refroidi à température intermédiaire sont lancées pour des applications portables ou à coût modéré.
De plus, une nouvelle technologie utilisant l'intégration du détecteur au refroidisseur (concept IDCA : Integrated Dewar Cooler Assembly) permet la réalisation de caméras très compactes.
Les technologies de demain
Les technologies émergentes, à base de matrice 2D, vont permettre de se passer de système de balayage, et parfois de refroidisseur :
  • les mosaïques pyroélectriques 8-12 µm vont apporter une solution à grande durée de vie et faible coût destinée à la surveillance et, plus tard, au marché automobile ;
  • les mosaïques hybrides IR-CMOS à 3-5 µm sur InSb ou MCT permettent déjà d'obtenir des sensibilités thermiques meilleures que 1/100 K, soit dix fois plus performants que les caméras actuelles à matrices PtSi 512 X 512, et vont donc ouvrir de nouvelles perspectives;
  • enfin, les détecteurs à puits quantiques sur matériau AsGa peuvent être la solution de demain : leur accordabilité en longueur, permettant d'obtenir les détecteurs bi-spectraux, associée à la bonne reproductivité industrielle qui est prévue aujourd'hui compte tenu du matériau de base, sont autant d'atouts en faveur de cette technologie.
 
5.4   La veille infrarouge passive
 
 
Intérêt de la veille infrarouge passive dans le domaine militaire
Les équipements de veille infrarouge sont de plus en plus utilisés sur les navires, les avions, les systèmes d'armes sol-air et dans les systèmes de surveillance de frontières. Si les radars sont et resteront encore largement utilisés pour la détection des cibles, ils sont en revanche faciles à détecter par l'adversaire et à brouiller. A côté de ceux-ci, l'infrarouge apporte sa spécificité et sa complémentarité.
La spécificité, c'est en particulier :
·         la discrétion (voir sans être vu),
·         la bonne résolution, liée à la courte longueur d'onde permettant une analyse de la menace (par exemple, dénombrement d'avions à distance) et du résultat du tir,
·         une excellente qualité de pistage associée à une désignation d'objectifs très précise, celle-ci étant nécessaire pour pointer sur l'objectif une caméra d'identification CCD à très longue focale,
·         une identification des cibles par reconnaissance de la signature spectrale,
·         la possibilité de détecter les tirs de missiles par la flamme de propulsion, même si ceux-ci sont à autoguidage infrarouge, donc "silencieux".
On se rappellera que 90 % des avions d'armes abattus ces dernières années l'ont été par des missiles à autoguidage infrarouge.
La complémentarité, c'est la fusion de données multisenseurs (radar + infrarouge), car la mise en commun des informations permet d'enrichir la détection et le pistage.
En effet, si l'infrarouge possède une excellente résolution spatiale permettant d'avoir accès aux dimensions angulaires des cibles, le radar est doté d'une excellente discrimination distance.
Ainsi l'association des deux modes permet d'extraire à distance, et avec une grande robustesse, les trois dimensions de la cible à détecter.
De cette complémentarité, on tire en général :
-une réduction du temps de réaction,
-une sécurité de la détection par redondance de l'information
-une meilleure précision de pistage,
-une meilleure classification et identification des cibles,
-une résistance aux contre-mesures.
 
La veille panoramique marine
C'est à la fin des années soixante, après le grave incident du missile soviétique, tiré par les Egyptiens pour couler un navire israélien, en 1967, que le monde occidental s'inquiète, prenant conscience de la vulnérabilité de ses navires face à des attaques rapides menées au ras de l'eau. En effet, les radars s'étaient révélés inefficaces à cause des phénomènes de "clutter" dus aux multiples réflexions sur les vagues.
 
Le STCAN (Service Technique et de Construction des Armes Navales) demande alors une étude de faisabilité pour la détection des missiles mer-mer vus par l'avant et évoluant au ras des flots. Des essais sont donc effectués et leurs résultats sont jugés satisfaisants pour le lancement d'une maquette qui sera équipée de barrettes de détection à 3-5 µm ou 8-12 µm. En 1973, elle participe à son avantage à des essais comparatifs de détection infrarouge dans le cadre de l'OTAN.
Le VAMPIR (Veille Air-Mer Panoramique InfraRouge).
En 1975, le STCAN passe commande à la SAT d'un démonstrateur de veille IR panoramique Marine hautes performances :
-          430 kg, bi-spectral 2x144 éléments, bifocal sur chaque voie,
-          miroir périscopique en tête pour la commande en site.
Les essais ont lieu, en mer, en 1977. Ceux-ci ayant été concluants, un nouvelle commande pour des équipements de série destinés aux corvettes antiaériennes (devenues Frégates FAA) est notifié à la SAT en 1980. Il s'agit de deux prototypes et d'une tête de série. Ce nouveau VAMPIR est encore plus perfectionné:
-          stabilisation roulis-tangage,
-          bi-spectral 2 x 256 éléments
-          nouvel extracteur de cibles et calculateur de pistage

Le VAMPIR ML

 

VAMPIR équipant le "CASSARD"

 
 
La SAT livre le premier prototype fin 1984, puis le deuxième un an plus tard. La tête de série est livrée en 1986 et montée sur la frégate Cassard. Porte-parole de la technologie française en systèmes d'armes navales, ce bâtiment fait une traversée de longue durée avec des escales au Canada, aux Etats-Unis, au Brésil et au Portugal.
Ce qui est moins connu, ce sont les essais qui se déroulèrent à Chesapeake Bay, aux Etats-Unis, en présence de quatre amiraux américains fort étonnés des performances du Vampir, qui mettaient en défaut leur concept opérationnel de lutte anti-sous-marine.
Un deuxième équipement de série a été livré en 1989 pour être monté sur le Jean Bart. Très performants et de prix bien inférieur à celui du radar, ces équipements sont encore considérés comme chers.
Aujourd'hui, le Vampir ML 11 (ML=modulaire léger) répond à cette attente. Il offre des performances très voisines pour un poids (95 kg) et un prix très inférieurs. De plus, une nouvelle version du Vampir, de conception plus moderne conduisant à un coût également réduit devrait faire suite à la version actuelle.
La veille infrarouge terrestre
Le concept de la veille infrarouge démarre en France en 1973, lorsque les premiers résultats obtenus avec la technologie infrarouge font entrevoir une amélioration possible de la détection des différentes menaces existant sur les champs de bataille terrestre. L'infrarouge, technique passive, donc discrète, permet à l'utilisateur de ne pas se dévoiler ni d'être brouillé.
A cette date, la SEFT lance auprès des industriels, une pré-étude d'un équipement de surveillance infrarouge monté sur un véhicule blindé. Deux ans plus tard, la SEFT confirme une étude de définition d'un système de surveillance concernant les hélicoptères et avions à basse altitude. Les sociétés SAT et Thomson-CSF unissent leurs compétences à cette occasion.
VIPERE (Veille Infrarouge Panoramique pour l'Etude et la Reconnaissance de l'Ennemi) voit le jour en 1981 et ses essais donnent des résultats intéressants. VIPERE est la solution bi-spectrale qui permet d'explorer l'intérêt respectif des bandes 3-5 µm/8-12 µm pour ce type d'informations. Il faut cependant attendre encore un peu que la technologie infrarouge soit suffisamment mature pour satisfaire de façon optimale aux besoins exprimés par l'armée de terre, et c'est un radar (RODEO 2) qui sera, en 1982, préféré à l'infrarouge.
 
Equipement SIRENE
 
En revanche, le projet SIRENE voit le jour avec le soutien de la SEFT. Cet équipement constitué est de 3 charges portables, dont un capteur léger et une électronique de traitement. Le détecteur est du type IR-CCD à 288x4 éléments lui procurant des performances de portée tout à fait remarquables. SIRENE est utilisable en réseau avec plusieurs équipements interconnectés améliorant l'efficacité de la couverture et permettant une télémétrie passive. Sa structure lui permet de s'adapter aux exigences du MISTRAL et autres systèmes SOL-AIR futurs (SACP, SAMP).
 
La veille infrarouge aéroportée
Pendant des années, il a été très difficile de convaincre l'Armée de l'Air et Dassault que l'infrarouge pouvait tenir un rôle efficace aux côtés des équipements électromagnétiques traditionnels. Les services techniques de l'armée de l'air (STTE) on su cependant imposer leurs vues très en avance.
Le DDM (Détecteur de Départ de Missiles) :
Les travaux concernant ce concept datent de 1971. Une première maquette utilisant l'irdôme de l'autodirecteur du Missile Matra 530 est montée sur un METEOR NF 11 au CEV de Cazaux. D'autres essais sur Mirage III et hélicoptères permettent d'affiner la mise au point, le développement étant soutenu par le STTE. Une version de cet appareil assure la protection du MIRAGE 2000, et le DDM a été également prévu pour équiper le Rafale de série. Parallèlement, les études continuent pour l'autoprotection des hélicoptères.

Première version du DDM

couvrant une plage de 180°

SAMIR monté sur la dérive du Rafale
 
 
Le Rafale avec son SAMIR et armé de missiles MISTRAL 
L'ASPIC (Appareil de Surveillance et de Poursuite Infrarouge des Cibles)
Dès 1974, le STTE recherchait, pour les avions d'armes, une solution de complémentarité au problème de la détection et de la poursuite discrètes. Après plusieurs avant-projets et, forte de l'expérience du VAMPIR, SAT réalisait une maquette ASPIC testée en vol en 1986; celle-ci démontrait la capacité de l'infrarouge à détecter des avions en altitude à plus de 50 km. ASPIC préparait l'arrivée de l'OSF.
L’OSF (Optronique Secteur Frontal)
Cet équipement réalisé par une équipe commune SAT/Thomson TRT Défense s'est appuyé sur les travaux de la maquette ASPIC et sur ceux d'un Dispositif d'Identification Visuelle Aéroportée (DIVA) de Thomson-CSF. La solution d'une optronique intégrée en secteur frontal -juste derrière l'antenne Radar- permettra au RAFALE d'être le premier avion de série au monde à être équipé d'un ensemble "veille, imagerie et poursuite IR/télémètre/ identification visuelle" intégré à la structure. Il donnera aussi au Rafale des capacités d'intervention Air-Air, Air-Sol ou Air-Surface, qui ne sont aujourd'hui possibles qu'avec l'emport de nacelles spécialisées.
 
L'OSF équipe le Rafale 
 
L'OSF est un complément du Radar particulièrement efficace pour ses performances obtenues en toute discrétion.
 
6 Les applications civiles de l’infrarouge
Il est difficile de ne pas évoquer toute l'importance prise par le proche infrarouge dans le domaine des télécommandes pour les récepteurs de télévision, les magnétoscopes et autres appareils d'utilisation courante, les fibres optiques pour les télécommunications, les disques lasers incluant les CD-ROM et les Multimédias...
Les liaisons optiques permettant la transmission de données numériques, audio ou vidéo, entre deux immeubles ou entre un véhicule et une balise sont en pleine expansion et représentent un domaine porteur.
Le savoir-faire et le développement des technologies de l'infrarouge situé entre 2 et 12 µm pour les besoins militaires a, fort heureusement, des retombées directes sur les applications civiles. Ce rayonnement infrarouge est déjà utilisé dans la plupart des grands domaines: les transports, l'environnement, le médical et l'industrie, sans oublier le prestigieux secteur du spatial.
Les transports :
La technologie infrarouge est utilisée pour surveiller, lors du passage des trains et à intervalles réguliers, la température des boites d'essieux, une surchauffe pouvant nuire au bon fonctionnement du train. Cette mesure de surveillance est particulièrement indispensable pour les TGV, compte tenu des contraintes de sécurité plus importantes que pour les trains classiques, car elles sont liées à la vitesse.
En mer, le navire qui a battu, au cours de l'été 92, le record du monde de la traversée de l'Atlantique était équipé d'une caméra thermique MURENE afin de détecter les éventuels objets flottants devant lui. De telles caméras peuvent être utilisées à bord d'autres bateaux, en particulier les pétroliers, ferry-boats, etc.. pour une meilleure sécurité. Et rien n'empêche de doter les installations portuaires du même matériel pour la surveillance des entrées et sorties des bâtiments, de jour comme de nuit.
Les caméras thermiques sont déjà largement utilisées sur les avions militaires. Dans l'aviation civile, des essais ont été effectués avec ces matériels associés ou non à des imageurs hyperfréquence millimétrique. Par rapport au visible, ces deux procédés améliorent de façon notable la distance de visibilité et pourront, dans un proche avenir, renforcer la sécurité à l'atterrissage. Dans le domaine de l'anémométrie laser, des systèmes de détection des turbulences peuvent également contribuer à la prévention des accidents dans la phase d'approche, lors de l'atterrissage.
L'industrie automobile aussi s'intéresse à l'infrarouge, les télémètres optiques pouvant apporter une aide à la conduite en file et être à la base d'un système anti-collision. Dans un proche avenir, l'amélioration de la vision de nuit comme par temps de brouillard, le jour, ne sera plus une fiction. En effet, l'abaissement des prix de revient permettra la fabrication en série de caméras thermiques installées sur les automobiles.
L'environnement :
La détection des dégazages de pétroliers sont décelables par un analyseur monoligne de type CYCLOPE 2000 installé sur un avion survolant le secteur concerné. La surveillance sera encore plus facile grâce au mode multi-spectral de cet analyseur. Sur terre, la détection des incendies de forêt fait appel à la technique infrarouge.
Enfin, il est possible de découvrir à distance les polluants atmosphériques (par exemple, industriels) par des moyens actifs (laser CO2 accordable) ou passifs.
Le médical :
Les applications civiles de l'infrarouge ont démarré à partir de 1957, avec la thermographie médicale, grâce aux premiers appareils d'imagerie thermique déclassifiés aux Etats-Unis. En France, les travaux ont commencé avec le LEP et le Service de radiologie du CHU de Strasbourg, la plus grosse activité se situant entre 1965 et 1970.
La thermographie, précieuse à l'origine pour la détection précoce des tumeurs cancéreuses, s'est aujourd'hui effacée au profit de techniques de détection en profondeur plus efficaces (scanner). Mais la thermographie pourrait devenir un outil efficace d'aide au diagnostic en rhumatologie, neurologie et orthopédie, ainsi qu'en médecine vétérinaire.
Les lasers dentaires CO2 de SAT sont appréciés dans les milieux de l'odontologie car ils permettent d'effectuer un "glaçage" de l'émail et de la dentine avec un minimum d'échauffement. Le perçage de l'émail est même possible avec un laser TEA. Le laser est également courant en dermatologie.
Ils sont appelés à jouer un rôle très important dans l'avenir car leur utilisation va bientôt se développer en chirurgie. Grâce à l'apparition de nouvelles fibres optiques IR, en particulier le Tex glass, les interventions de chirurgie interne seront possibles.
L'industrie :
L'industrie, aussi, fait appel aux technologies infrarouges, en particulier aux analyseurs monoligne et les caméras thermiques à faible coût, qui sont de plus en plus utilisées dans des systèmes de contrôle en continu des procédés de fabrication variées : surveillance de soudage, de laminage en sidérurgie, de déperdition thermique des bâtiments, des risques d'échauffement des circuits électroniques, dans l'industrie du verre, du papier, du ciment, mesure des échanges thermiques et climatisation.
A l'EDF, par exemple, la surveillance des défauts d'isolement au niveau des pylônes se fait par caméra thermique.
De même, les lasers CO2 sont largement utilisés dans l'industrie pour la soudure, la découpe et le perçage des tôles. Plus récemment, des essais de décapage des monuments historiques par laser ont donné d'excellents résultats.
Le spatial :
Depuis 1966, la SAT a développé une importante activité destinée au domaine spatial. Au début, il s'agissait surtout de capteurs silicium pour les générateurs solaires ainsi que des boîtiers de télémesure. Aujourd'hui, l'infrarouge est largement utilisé pour l'observation du ciel et des étoiles depuis la terre, et surtout pour l'observation de la terre à partir de satellites, et des autres planètes depuis des sondes spatiales.
La SAT participe à de nombreux programmes avec ses détecteurs et des sous-ensembles de détection.
Au sol, on trouve des radiomètres et des imageurs dont l'un a permis de séparer des étoiles doubles grâce à l'utilisation d'une optique adaptative permettant de compenser la turbulence atmosphérique. A partir du satellite ISO et de son instrument ISOCAM réalisés par l'Aérospatiale, un détecteur matriciel, refroidi à 4 °K, permettra d'observer le rayonnement du ciel ainsi que celui des étoiles.
Pour l'observation de la terre, on trouve déjà plusieurs satellites météorologiques METEOSAT ainsi qu'ERS-1 comportant un radiomètre multicanaux dont une voie mesure la température des océans.
D'autres satellites LANDSAT et SPOT, dont les dernières versions SPOT 4 et 5 comporteront une voie dans l'infrarouge moyen, sont conçus pour l'analyse des ressources terrestres.
D'autres instruments vont suivre: IASI pour le satellite METOP 1 d'EUROMETSAT comportant un spectromètre à plusieurs canaux infra-rouges et des LIDAR qui mesureront, par l'utilisation d'un système laser à détection hétérodyne, la vitesse et la direction des vents au sol. Cette vitesse est mesurée par effet Doppler après soustraction de la vitesse de défilement du satellite et de celle découlant de la rotation terrestre. On perçoit toute la difficulté de la mesure pour arriver à une précision voisine du mètre/seconde.
 
7.  ET DEMAIN
Si la Défense a joué un rôle moteur dans le développement des technologies de l'infrarouge, leurs applications civiles et de sécurité sont amenées à se développer dans les années qui viennent. Protection de l'environnement, surveillance à partir de l'espace et sécurité des frontières européennes sont des thèmes fédérateurs du futur proche, auxquels l'infrarouge apportera sa contribution. L'évolution de l'optronique infrarouge va donc se poursuivre à un rythme soutenu compte tenu du caractère "dual" de cette technologie (les progrès intéressent à la fois les civils et les militaires) et les importants efforts de recherche actuels sont parfaitement justifiés.
Sur les systèmes, on demandera une grande sûreté de fonctionnement et l'infrarouge cohabitera de plus en plus avec les autres domaines spectraux électromagnétiques : hyperfréquences, visible, ultraviolet et même ultrasons.
Les capteurs de demain donneront des images de plus en plus détaillées, qui devront être traitées de plus en plus vite par des calculateurs travaillant en parallèle et non plus en séquentiel. Les techniques neuronales que l'on voit apparaître aujourd'hui, ainsi que les logiciels en temps réel appelés à se développer encore, apporteront de plus en plus d'"intelligence".
L'optronique infrarouge a désormais acquis ses lettres de noblesse. La SAT entend bien maintenir la qualité de ses produits au plus haut niveau, aussi bien pour les équipements les plus sophistiqués que pour ceux destinés à la grande diffusion.
 
L'établissement de Poitiers
C'est dans la région de Poitiers, à Saint-Benoît, qu'est implanté depuis 1974, l'Etablissement de la SAT dédié aux productions de composants et d'équipements infrarouges. Doté de moyens technologiques de pointe, c'est aujourd'hui en Europe le plus grand centre de production industrielle exclusivement consacré à l'optronique infrarouge.
Installé sur plus de 20 000 mètres carrés (dont 2 000 de salles dépoussiérées (dites salles blanches ou propres), cet Etablissement, qui a participé à tous les grands programmes français, emploie environ 400 personnes dont environ 40 pour cent d'ingénieurs et de techniciens.
Pour avoir une idée du potentiel de cet Etablissement, il suffit d'évoquer, d'une part, sa capacité de production, durant ces dernières années. Entre autres:
- plus de 15 000 autodirecteurs de missiles,
- plus de 12 000 localisateurs infrarouges,
- plusieurs centaines d'analyseurs de reconnaissance,
- environ un millier de modules pour caméras thermiques,
- plusieurs dizaines d'équipements de veille et poursuite infrarouge,
et, d'autre part, les technologies maîtrisées dans de nombreux domaines : l'optique, les détecteurs, l'intégration des équipements, la mise au point et les tests. Celles-ci s'appuient sur des métiers très variés :
- usinage, traitement et assemblage de tous les types d'optiques,
- la métallurgie des matériaux,
- la technologie des semi-conducteurs,
- la technologie de la micro soudure et du micro positionnement,
- les technologies du verre et du métal,
- la cryogénie et les techniques du vide,
- le montage optique, électronique, micromécanique, opto-mécanique.
Le savoir-faire, ainsi que les moyens de mesure, dans toutes les conditions requises, existent sur le site.
La gamme de produits de haute technologie est réalisée dans un environnement particulièrement soigné avec l'assistance des services de soutien à la production : gestion, achats, méthodes industrielles, assurance-qualité qui, tous, disposent de moyens performants et travaillent d'une manière parfaitement coordonnée.
Organisé en petites unités, s'appuyant sur une forte culture technologique, des moyens industriels performants et les compétences de son personnel, le Centre Industriel de Poitiers est prêt à faire face aux défis techniques et économiques de l'avenir.
 
L'établissement de Poitiers - Saint Benoît
 

 

L'un des nombreux "BALZERS"
   Les fours à diffusion
L'atelier d'optique L'atelier de polissage optique
 

 


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