L’Agence de l’innovation de Défense s’intéresse aux méta-matériaux pour réduire la signature radar des avions

L’Agence de l’innovation de Défense s’intéresse aux méta-matériaux pour réduire la signature radar des avions

PAR LAURENT LAGNEAU · 13 JUILLET 2020

Le principe d’un radar [RAdio Detection And Ranging] est relativement simple : on émet des ondes électro-magnétiques [OEM] dans une direction. Quand elles rencontrent un obstacle, elles rebondissent et reviennent vers l’instrument qui, grâce à sa fonction télémétrie [Ranging], en déduit la présence d’un objet et la distance à laquelle il se trouve.

Pour qu’un avion puisse échapper à de tels systèmes de détection, il suffit de réduire sa Surface Équivalente Radar [SER], qui dépend de sa taille, de sa forme et des matériaux qui le composent [et que le recouvrent], ces derniers pouvant absorber les ondes électromagnétiques émises par un radar. Jusqu’à présent, les chasseurs-bombardiers dits « furtifs » ont recours à ces deux procédés pour rester discrets.https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-1170194043456211&output=html&h=280&adk=816578249&adf=3721092156&w=561&fwrn=4&fwrnh=100&lmt=1594652915&num_ads=1&rafmt=1&armr=3&sem=mc&pwprc=5496151620&psa=1&guci=1.2.0.0.2.2.0.0&us_privacy=1—&ad_type=text_image&format=561×280&url=http%3A%2F%2Fwww.opex360.com%2F2020%2F07%2F13%2Flagence-de-linnovation-de-defense-sinteresse-aux-meta-materiaux-pour-reduire-la-signature-radar-des-avions%2F&flash=0&fwr=0&pra=3&rh=141&rw=561&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&fa=27&adsid=ChAI8Iyw-AUQxqW26I3n5K4kEkwAXcgSEeQrz-gRfXlCtHHgFJlR4g7GQtGBoM7t9vV1TgCVJVbXjnMh0840zJa3BvL5SYhW0sxtewpQTq2eiurUNsMG1Er3zLVJ_lP0&dt=1594652915853&bpp=5&bdt=3579&idt=-M&shv=r20200707&cbv=r20190131&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&prev_fmts=300×250%2C300x250%2C0x0&nras=2&correlator=1599290079646&frm=20&pv=1&ga_vid=963143654.1581431206&ga_sid=1594652914&ga_hid=2116029163&ga_fc=0&iag=0&icsg=2815849280873471&dssz=80&mdo=0&mso=512&u_tz=120&u_his=4&u_java=0&u_h=768&u_w=1366&u_ah=728&u_aw=1366&u_cd=24&u_nplug=3&u_nmime=4&adx=31&ady=1395&biw=1063&bih=456&scr_x=0&scr_y=100&eid=21065531%2C182984100%2C182984300&oid=3&pvsid=2767044673394814&pem=787&ref=http%3A%2F%2Fwww.opex360.com%2F&rx=0&eae=0&fc=384&brdim=70%2C70%2C70%2C70%2C1366%2C0%2C1096%2C576%2C1080%2C456&vis=1&rsz=%7C%7Cs%7C&abl=NS&fu=8336&bc=23&jar=2020-7-13-15&ifi=4&uci=a!4&btvi=3&fsb=1&xpc=P0zzf7ZMpE&p=http%3A//www.opex360.com&dtd=76

Mais un troisième fait actuellement l’objet de recherches au sein du Commissariat à l’Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives [CEA], en partenariat avec l’Institut Fresnel de Marseille et la Direction générale de l’armement [DGA]. Ce projet est conduit par Geoffroy Klotz, un ingénieur diplômé de l’École Centrale de Lille et ancien doctorant DGA/CEA.

Ces recherches reposent sur l’optique de transformation qui, avance l’Agence de l’Innovation de Défense [AID], permet « d’envisager la réalisation de dispositifs d’invisibilité, qui étaient il y a peu encore de la pure fiction. » Et cela grâce à des méta-matériaux, dont les propriétés rendent possible la manipulation des ondes électro-magnétiques pour qu’elles contournent un objet sans être perturbées.

« Il s’agit de mimer un espace déformé à l’aide de revêtements présentant des propriétés électromagnétiques spécifiques. En faisant croire aux rayons électromagnétiques que l’espace se courbe dans le revêtement entourant un objet, celui-ci agit comme une cape d’invisibilité. Les ondes émises par les radars sont alors piégées, contournent la cible, empêchant le rayonnement d’atteindre la cible », explique l’AID.https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-1170194043456211&output=html&h=280&adk=816578249&adf=2700627163&w=561&fwrn=4&fwrnh=100&lmt=1594652915&num_ads=1&rafmt=1&armr=3&sem=mc&pwprc=5496151620&psa=1&guci=1.2.0.0.2.2.0.0&us_privacy=1—&ad_type=text_image&format=561×280&url=http%3A%2F%2Fwww.opex360.com%2F2020%2F07%2F13%2Flagence-de-linnovation-de-defense-sinteresse-aux-meta-materiaux-pour-reduire-la-signature-radar-des-avions%2F&flash=0&fwr=0&pra=3&rh=141&rw=561&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&fa=27&adsid=ChAI8Iyw-AUQxqW26I3n5K4kEkwAXcgSEeQrz-gRfXlCtHHgFJlR4g7GQtGBoM7t9vV1TgCVJVbXjnMh0840zJa3BvL5SYhW0sxtewpQTq2eiurUNsMG1Er3zLVJ_lP0&dt=1594652915853&bpp=5&bdt=3578&idt=5&shv=r20200707&cbv=r20190131&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&prev_fmts=300×250%2C300x250%2C0x0%2C561x280&nras=3&correlator=1599290079646&frm=20&pv=1&ga_vid=963143654.1581431206&ga_sid=1594652914&ga_hid=2116029163&ga_fc=0&iag=0&icsg=2815849280873471&dssz=81&mdo=0&mso=512&u_tz=120&u_his=4&u_java=0&u_h=768&u_w=1366&u_ah=728&u_aw=1366&u_cd=24&u_nplug=3&u_nmime=4&adx=31&ady=2375&biw=1063&bih=456&scr_x=0&scr_y=100&eid=21065531%2C182984100%2C182984300&oid=3&pvsid=2767044673394814&pem=787&ref=http%3A%2F%2Fwww.opex360.com%2F&rx=0&eae=0&fc=384&brdim=70%2C70%2C70%2C70%2C1366%2C0%2C1096%2C576%2C1080%2C456&vis=1&rsz=%7C%7Cs%7C&abl=NS&fu=8336&bc=23&jar=2020-7-13-15&ifi=5&uci=a!5&btvi=4&fsb=1&xpc=tC7Y42nyUT&p=http%3A//www.opex360.com&dtd=91

Cependant, pour concevoir un « revêtement d’invisibilité », il faut empiler des couches composées d’un matériau et d’un méta-matériau afin de pouvoir disposer de l’effet recherché. « C’est le comportement collectif de ces couches dans ce mode de structuration précis qui permet de rendre un objet invisible », précise l’AID. En outre, poursuit-elle, dans certaines de ces couches, « l’utilisation de méta-matériaux composés de petites structures semblables à des circuits imprimés sont nécessaires », afin d’accélérer la vitesse de propagation des ondes. « Les travaux ont donc abordés la manière dont ces structures doivent être conçues et intégrées dans les revêtements multicouches pour contribuer à l’effet d’invisibilité », ajoute-t-elle.

Un autre défi à relever est d’adapter ces revêtements d’invisibilité aux fréquences des ondes. « Les méta-matériaux sont dispersifs en fréquence, c’est à dire que la vitesse de propagation de l’onde dépend de la fréquence de cette onde. Les dispositifs d’invisibilité utilisant des méta-matériaux sont donc malheureusement limités à une bande de fréquence très étroite », souligne l’AID.

D’où les recherches en cours, qui s’appuient sur les travaux de Geoffroy Kotz, lequel a imaginé une approche « alternative » de l’optique de transformation pour « adapter la cape d’invisibilité à ces changements de comportements observés dans les méta-matériaux. »

Reste à voir si ces travaux pourront trouver une application concrète à l’avenir, que ce soit pour le Système de combat aérien du futur [SCAF] ou bien encore le Main Ground Combat System [MGCS, le char franco-allemand, ndlr]. On peut même imaginer que des navires soient conçus avec des méta-matériaux, ne serait, pas exemple, pour rendre invisible leur mâture.

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