Les dispositifs tactiques de vision nocturne restent une composante essentielle de l'équipement des unités amphibies au sol menant des opérations offensives et des missions de reconnaissance.
Des efforts importants sont déployés pour améliorer l'efficacité des combats nocturnes par le département américain de la Défense, qui explore plusieurs nouveaux concepts pouvant non seulement offrir de nouveaux dispositifs de vision nocturne aux performances optimales, mais aussi intégrer de nouvelles capacités dans les modèles de base pour augmenter le niveau de conscience de la situation, un soldat individuel et une petite unité.
Attrape la nuit
Selon Darell Heckler, responsable du secteur de la vision nocturne chez Harris Corporation Communications Systems, il existe de nombreuses exigences essentielles pour que l'industrie soutienne les programmes américains et internationaux.
Un représentant de Harris Corporation a expliqué que le marché des systèmes optoélectroniques / infrarouges (OE / IR) est aujourd'hui en mesure de fournir plus que de simples petites divisions. Les dispositifs de vision nocturne sont désormais capables d'accroître la connaissance de la situation des équipes de combat et de reconnaissance grâce à l'intégration de la réalité augmentée, de la réalité virtuelle et de l'apprentissage automatique.
« Nous voyons le marché de la vision nocturne devenir plus qu'un simple marché de la connaissance visuelle de la situation comme il l'a été par le passé. Auparavant, la vision nocturne permettait simplement à notre utilisateur de voir pendant les périodes de visibilité limitée associées à une faible luminosité. Aujourd'hui, l'avenir va s'appuyer sur cette technologie et en même temps offrir à l'utilisateur des opportunités supplémentaires. »
Rappelant l'évolution des besoins opérationnels des forces armées de nombreux pays, Heckler a ajouté: l'utilisateur de devenir un capteur, tout cela deviendra primordial à l'avenir. »
Solutions intégrées
Des besoins similaires sont traités par le Special Operations Command et l'armée américaine, qui ont déjà commencé à rechercher des concepts spécialisés pour voir comment ces besoins opérationnels urgents peuvent être simplifiés à court et moyen terme.
Il y a beaucoup de travaux théoriques et pratiques dans le domaine de la technologie de vision nocturne. Un exemple est un atelier de l'industrie tenu en novembre dernier au Laboratoire de physique appliquée de Baltimore qui a examiné l'intégration d'écrans de réalité augmentée et virtuelle avec des HUD de vision nocturne tête haute (affichages tête haute) ainsi qu'un logiciel de réalité augmentée afin de " améliorer les caractéristiques optiques" des appareils existants.
Lors de ce séminaire, organisé par le Department of Rapid Response Technologies, qui fait partie du département américain de la Défense, le développement dans le domaine de la fusion des données de divers capteurs et leur traitement ultérieur, ainsi que les problèmes de désignation des cibles, ainsi que la direction militaire américaine élabore des plans stratégiques pour l'introduction généralisée de technologies et d'appareils de pointe dans la vision nocturne des troupes.
En parallèle, l'armée américaine travaille sur son système d'augmentation visuelle intégrée (IVAS), qui entoure le chasseur de données tactiques numériques pour fournir aux unités terrestres "une létalité, une mobilité et une connaissance de la situation accrues pour atteindre la supériorité sur les adversaires actuels et futurs".
Le concept IVAS, conçu pour développer les capacités des écrans d'imagerie optothermique existants montés sur casque, y compris les modèles PVS-5, -7, -14 et -31, PSQ-40 ENVG III et le prototype binoculaire ENVG-B, est visait également à créer des modules d'imagerie thermique ultra-compacts et à faible éclairage avec des interfaces standard. Ils peuvent être connectés à l'architecture électronique générale du soldat et de l'escouade, intégrés dans des écrans de projection, le programme de mise à niveau du soldat Nett Warrior 3.0, des algorithmes et logiciels de réalité augmentée, des interfaces d'apprentissage automatique et des indicateurs de performance de tir d'escouade.
Ces nouvelles technologies seront utilisées pour fournir « une planification et une prise de décision fondées sur des règles, une reconnaissance quantitative des modèles, la détection et l'identification des changements », a déclaré un porte-parole de l'armée lors de l'événement.
Un porte-parole de l'armée américaine n'a pas été en mesure de fournir plus de détails concernant cette activité. Toutefois. des sources de l'industrie associées au programme ont confirmé que le Bureau de la vision nocturne et des capteurs électroniques (l'une des structures de l'armée) continue d'étudier "le développement et la normalisation de modules de capteurs aux dimensions, poids et consommation d'énergie agressifs pour les appareils montés sur la tête et portables options afin d'améliorer les capacités du futur soldat." …
Les travaux de développement devraient inclure le développement de dispositifs infrarouges proches [à ondes longues] non refroidis et de capteurs numériques combinés à faible luminosité et à infrarouge lointain pour compléter les solutions OE/IR existantes, comme mentionné ci-dessus. Une quarantaine d'acteurs participeront au projet, dont BAE Systems. Harris Corporation, L3 Technologies et SA Photonics.
En novembre, Microsoft Corporation a reçu un contrat de 479 millions de dollars du ministère de la Défense pour soutenir le programme IVAS. Selon une déclaration officielle sur le site Web Federal Business Opportunities, la société a reçu la tâche de fournir du matériel, des logiciels et des interfaces pour prendre en charge le programme IVAS dans un délai de deux ans; un premier lot de plus de 2 500 prototypes est prévu pour démontrer la technologie.
Ni l'armée ni Microsoft n'ont été en mesure de divulguer les détails du contrat, bien que les responsables de l'industrie aient déclaré que ce dernier prévoyait d'intégrer son affichage tête haute HoloLens dans le concept IVAS afin d'explorer d'autres voies de développement.
Selon la documentation de Microsoft, la technologie HoloLens combine la réalité virtuelle et les environnements du monde réel dans une "réalité mixte". Les sous-systèmes intégrés dans cet appareil peuvent être contrôlés par "la voix, les commandes physiques et la direction du regard".
Selon Heckler, Harris Corporation continue d'explorer de nouvelles technologies pour le système IVAS conformément à sa propre feuille de route pour les appareils de vision nocturne afin d'améliorer la prise en charge du chasseur de prochaine génération. Un accent particulier est mis sur la mise en œuvre et l'intégration «le plus rapidement possible» de la nouvelle technologie dans les appareils existants.
"Les systèmes OE/IR avec interface réseau et/ou réalité augmentée auront un impact énorme sur les clients qui recherchent une meilleure connaissance de la situation sur le champ de bataille", a déclaré Heckler.
Sur le marché de la vision nocturne, les solutions binoculaires commencent à prévaloir sur les monoculaires
Développement rapide
Cependant, étant donné que les livraisons initiales de prototypes avec la technologie IVAS et leur évaluation par l'armée américaine ne sont pas attendues dans les deux prochaines années au moins, de nombreux fabricants sur le marché des appareils OE / IR continuent de se concentrer sur des mises à niveau plus rapides des équipements existants.
Décrivant l'état actuel du marché de la vision nocturne et des solutions à court terme, Heckler a déclaré: « C'est le meilleur moment pour l'industrie mondiale de la vision nocturne. Nous constatons une forte demande pour la vision nocturne et nous assistons à une transition vers la technologie au phosphore blanc pratiquement partout dans le monde. Le passage du monoculaire au binoculaire semble également prendre de l'ampleur, tous nos clients souhaitant de meilleures performances. Nous pensons que la demande pour des systèmes plus performants et la transition vers les systèmes au phosphore blanc et les jumelles se poursuivront au cours des prochaines années. »
L'intérêt croissant pour les appareils de vision nocturne binoculaire au phosphore blanc confirme la dernière exigence du Corps des Marines des États-Unis, qui a publié un projet de RFP pour ses lunettes de vision nocturne binoculaire Squad (SBNVG) en novembre 2018.
Selon des documents officiels également publiés sur le site Web Federal Business Opportunities, l'ILC recherche un appareil binoculaire modulaire au phosphore blanc avec intensification d'image et un capteur d'imagerie thermique intégré non refroidi, ainsi qu'une alimentation externe et un support de casque correspondant.
Les exigences prévoient une paire de convertisseurs d'image de 18 mm qui peuvent être assemblés dans une configuration modulaire afin que les utilisateurs qui préfèrent regarder d'un seul œil puissent convertir l'appareil en monoculaire si nécessaire. De plus, les technologies proposées devraient fournir, en plus de fonctionner à partir de sa propre batterie, une connexion via un connecteur externe au bloc-batterie.
Enfin, le poids total de l'appareil SBNVG sélectionné - y compris les capteurs, l'intensificateur d'image et le capteur d'imagerie thermique, la batterie externe, les câbles, les objectifs et les boîtiers d'éclairage - doit être inférieur à 1,2 kg. Cependant, l'appel d'offres précise que « le poids du système n'inclut pas les supports de fixation fixés au casque, qui présente une interface avec le dispositif de positionnement, ni aucune autre interface de fixation fixée en permanence sur le casque ».
L'exigence SBNVG est considérée comme une opportunité intermédiaire pour l'USMC, qui prévoit également de recevoir 3100 lunettes de vision nocturne ENVG-B de L3 Technologies d'ici 2021.
L'appareil ENVG-B a déjà été choisi par les forces terrestres américaines, de 2019 à 2021 plus de 10 000 systèmes seront achetés pour diverses structures de l'armée, d'abord en version monoculaire et plus tard en configurations binoculaires.
En juin 2018, dans le cadre d'un contrat de trois ans, l'armée de terre a attribué à L3 Technologies un contrat de 391 millions de dollars pour la fourniture de lunettes de vision nocturne ENVG-B. « La solution au phosphore blanc et à double tube permet aux utilisateurs de suivre des concurrents presque égaux, augmentant l'agilité et améliorant le ciblage sur tout le champ de bataille », a déclaré le directeur de la société.
Le dispositif ENVG-B, qui est également considéré comme un candidat possible pour le concept IVAS, est capable d'intégrer un canal IR séparé, qui peut être combiné à un canal d'amélioration de la luminosité de l'image afin d'augmenter la probabilité de détection de la cible. Les exigences supplémentaires incluent la connectivité aux appareils en réseau tels que les radios programmables et les smartphones / tablettes des utilisateurs finaux qui font partie du programme de mise à niveau du soldat Nett Warrior.
« Cette technologie améliore la capacité de l'opérateur à localiser et à capturer les menaces et à évaluer les images de l'environnement opérationnel général », a déclaré un porte-parole de L3 Technologies.« L'ENVG-B comprend également un nouvel écran haute résolution et un réseau sans fil intégré, une acquisition rapide de cibles et des algorithmes de réalité augmentée pour interagir avec les systèmes avancés du soldat tout en améliorant l'interopérabilité et en élargissant la portée. »
Par ailleurs, la société L3 Technologies propose un autre dispositif sous la forme de lunettes de vision nocturne panoramique montées sur casque GPNVG (Ground Panoramic Night Vision Goggle). Cependant, la société a confirmé que les lunettes GPNVG ne devraient pas encore être mises à niveau dans le cadre du programme IVAS.
Selon l'entreprise, les GPNVG offrent un champ de vision de 97°, ce qui permet "la surveillance et/ou l'identification de cibles dans des conditions de faible luminosité où une force et une résistance aux chocs accrues sont requises".
Alignement des canaux
Pendant ce temps, Harris Corporation propose ses lunettes de vision nocturne i-Aware TM-NVG (Tactical Mobility-Night Vision Goggle) dans des configurations monoculaires et binoculaires. Ils combinent les images de deux canaux, faible éclairage et infrarouge.
Grâce au développement de la technologie de réalité augmentée, l'affichage translucide de l'appareil TM-NVG affiche les coordonnées GPS, les éléments topographiques, les messages texte et les informations sur la cible. D'autres fonctionnalités permettent à l'utilisateur de visualiser des images directement à partir de capteurs de télésurveillance et d'acquisition de données, y compris des images d'avions et de drones de reconnaissance spéciaux.
L'appareil TM-NVG a un champ de vision de 33 °, une résolution d'un capteur infrarouge à ondes longues de 320x240, une résolution vidéo de 640x480 avec une fréquence allant jusqu'à 10 images par seconde. TM-NVG dispose également d'un connecteur USB 2.0 et est alimenté par quatre piles AA, permettant un fonctionnement continu de l'appareil pendant 7,5 heures.
En octobre 2018, Harris Corporation et L3 Technologies ont annoncé une fusion, bien que les représentants de l'entreprise ne puissent rien dire sur les plans de la nouvelle entreprise Harris L3 Technologies pour développer des appareils de vision nocturne.
Le marché de la vision nocturne continue de passer des écrans au phosphore vert aux écrans au phosphore blanc
Travailler avec une visibilité nulle
Outre les États-Unis, il existe un besoin croissant de technologie CMOS (complémentaire métal oxyde semi-conducteur), qui améliore considérablement la qualité des opérations dans des conditions de faible et de zéro luminosité. Plusieurs entreprises présentent actuellement des solutions avancées aux forces armées de nombreux pays.
Lors d'Africa Aerospace and Defense en Afrique du Sud en septembre 2018, Photonis a dévoilé le dernier né de sa famille d'appareils photo numériques Nocturn, conçus pour répondre aux besoins de l'armée en matière d'appareils montés sur casque et de lunettes d'armes à fusion à double canal. …
Dévoilé pour la première fois au public à Eurosatory 2018, EBCMOS est basé sur l'appareil photo numérique Nocturn CMOS de Photonis et présente un facteur de forme plus petit et une résolution d'image plus élevée que les autres appareils de vision nocturne.
« Les applications d'imagerie à très faible luminosité les plus exigeantes nécessitent des solutions numériques avancées », a expliqué un porte-parole de Photonis. - EBCMOS est un convertisseur électro-optique dans lequel des plaques à microcanaux et un écran phosphorescent sont remplacés par un photodétecteur CMOS spécial. Le dispositif EBCMOS, actuellement disponible en deux résolutions de 2 et 4 mégapixels, offre aux utilisateurs une résolution plus élevée et des images plus contrastées. »
Un autre acteur du marché CMOS, Rochester Precision Optics, propose aux militaires son dispositif d'observation nocturne CMOS (CNOD). Parmi les acheteurs de cet appareil figurent le US Special Operations Command et la Drug Enforcement Administration.
Un porte-parole de la société a déclaré que la technologie CMOS permet d'obtenir des images plus précises et plus claires pour les utilisateurs opérant dans des conditions de combat difficiles, y compris les zones peuplées et les combats rapprochés.
Selon un porte-parole de Rochester Precision Optics, le CNOD est disponible dans une variété de configurations, y compris le modèle RSM pour les forces de l'ordre, le modèle LD pour les clients militaires et le modèle DR pour les opérations à longue portée.« CNOD possède une optique jour/nuit haute résolution entièrement numérique, optimisée pour fonctionner comme un viseur monoculaire de surveillance, un viseur d'arme autonome ou un viseur secondaire montable. »
Le système, qui fonctionne dans la plage de 500 à 1800 nm, est capable de détecter ses propres pointeurs laser et télémètres ainsi que ceux d'autres personnes - une fonction utile et demandée par les forces armées opérant dans un espace de combat de plus en plus dense, où l'élimination les situations de conflit entre les parties restent une tâche primordiale.
L'appareil CNOD pèse 520 grammes et est alimenté par des piles CR123, dispose d'un zoom numérique 6x, ainsi que de la fonction de transfert de photos et de vidéos haute résolution à d'autres combattants.
Atteindre le succès
Absolute Darkness to Vision (AD2V) développe également des dispositifs portables, montés sur casque et sur arme basés sur la technologie CMOS et les fournit au ministère allemand de la Défense.
Comparé aux lunettes de vision nocturne alternatives actuellement disponibles sur le marché, le système de vision nocturne numérique Luxiter PM1 d'AD2V est plus petit. Selon Wilhelm Gronauer de Griffity Defence (distributeur européen d'AD2V), l'appareil numérique Luxiter PM1 est capable « d'enregistrer et d'exporter des vidéos en streaming générées par sa propre matrice, d'importer des données à partir de sources externes, de contrôler les commandes des appareils et d'émettre des messages texte."
Pesant moins de 300 grammes, le Luxiter PM1 a une résolution de 795x596 pixels et un champ de vision variable allant de 19° à 56°. Cependant, l'appareil a été conçu pour des portées relativement courtes; Gronauer a confirmé que l'appareil permet la détection et l'identification d'objets à une portée maximale de 100 mètres.
En outre, Gronauer a expliqué que le capteur CMOS minimise les effets optiques négatifs dans le champ de vision de l'opérateur lors du tir dans des espaces confinés, et a ajouté que le Luxiter PM1 est équipé d'un illuminateur infrarouge pour des performances en faible luminosité.
"Les écrans numériques noir et blanc permettent une meilleure reconnaissance des objets et une prise de décision plus rapide, tandis que les transitions instantanées de l'obscurité à la lumière et inversement sont compensées par l'appareil et n'affectent pas l'utilisateur."
L'unité peut également être mise à niveau avec une caméra Luxiter EC-2H externe pour offrir aux utilisateurs l'avantage supplémentaire de diffuser des données via une interface radio programmable.
De petits doutes subsistent quant à savoir si la vision nocturne restera une exigence critique pour les forces terrestres dans les scénarios opérationnels actuels et futurs. Cependant, le potentiel d'une telle technologie, intégrée dans divers systèmes de connaissance de la situation, peut donner une impulsion significative au développement de solutions de prochaine génération.
Cependant, comme l'a expliqué un expert de l'industrie, la mise en œuvre de ce type de technologie doit être étroitement surveillée, en mettant particulièrement l'accent sur la minimisation de la charge cognitive des opérateurs dans un environnement d'exploitation déjà complexe.
