Selon les experts de l'industrie, les technologies de vision nocturne, à la fois d'intensification d'image et d'imagerie thermique, sont prêtes à se développer dans les années à venir dans plusieurs directions, de la résolution à la connexion à un seul réseau. Cependant, ce développement doit être équilibré avec l'obtention des caractéristiques de poids et de taille et de consommation d'énergie les plus petites
Les systèmes de vision nocturne se présentent sous diverses formes, des lunettes de protection aux viseurs d'armes. Cependant, il y a des progrès significatifs dans ce domaine, alors que les principaux fabricants mondiaux s'efforcent de répondre aux besoins des utilisateurs.
Modifications et combinaisons
Christian Johnson, directeur du développement commercial chez Harris Corporation, a particulièrement attiré l'attention sur la demande croissante de lunettes de vision nocturne (LVN) à double oculaire. « Ils sont relativement nouveaux. Au cours des six derniers mois, l'armée américaine a exercé de fortes pressions sur les fabricants pour qu'ils soient prêts à fournir massivement des appareils à deux yeux, les forces terrestres doivent passer d'un monoculaire à une jumelle. »
Lancées par Harris fin 2016, les jumelles légères à vision nocturne (F5032) sont plus légères que tous les modèles précédents. Il réduit considérablement la fatigue oculaire lors des tâches à long terme grâce à ses lentilles dioptriques réglables, ce qui signifie que le système peut s'adapter rapidement à la vue de son opérateur.
Harris constate également un changement dans la dynamique du marché, les systèmes au phosphore blanc gagnent en popularité. Initialement, la sortie de tels systèmes était déterminée par le besoin de forces spéciales, mais elle est maintenant devenue une tendance générale. L'entreprise n'a pas de point de vue particulier sur les avantages du blanc par rapport au vert et vice versa, bien qu'elle produise des systèmes avec des phosphores blancs en quantités croissantes. Or, le phosphore vert est aujourd'hui très répandu.
Les documents de la société expliquent que « le phosphore blanc produit une image en noir et blanc qui peut sembler plus familière à l'œil. Dans certaines situations, les utilisateurs revendiquent un meilleur contraste entre les objets, ainsi qu'une résolution de l'image plus élevée de 6 Odistances plus longues.
« D'un autre côté, le phosphore vert tire parti des longueurs d'onde qui optimisent la perception du contraste et des détails de la scène par le cerveau. Le vert tombe exactement au milieu du spectre de couleurs de l'œil, permettant aux utilisateurs de mieux identifier et interpréter leur environnement la nuit. »
Johnson a expliqué que Harris se concentre fortement sur la technologie d'amélioration de l'image (VL), bien qu'elle utilise la technologie de fusion dans la gamme de jumelles i-Aware TM-NVG Fusion (F6045), où la fusion VL et d'imagerie thermique (TPV) est réalisée par superposition optique. « Nous avons amélioré la connaissance de la situation, car l'opérateur peut regarder les deux chaînes à la fois. Par exemple, avec la fusion d'images, vous pouvez voir à travers le brouillard et d'autres obstacles, ce que OY ne permet pas. Mais avec UY, vous pouvez voir à travers le verre, ce que la technologie d'imagerie thermique ne peut pas fournir. Par conséquent, leur combinaison augmente la conscience situationnelle de l'opérateur de ce qui se passe autour de lui. »
En conséquence, les jumelles de la famille F6045 augmentent l'efficacité au combat dans les missions de nuit et de jour, et fournissent une transmission vidéo en temps réel pour les ressources de reconnaissance tactique. Ces jumelles permettent à l'utilisateur de se connecter avec divers éléments de la formation de combat, jusqu'au quartier général de la compagnie.
Selon Andrew Owen, porte-parole de FLIR Surveillance, les capacités d'imagerie thermique se sont développées rapidement au cours des dernières années, en mettant l'accent sur une résolution plus élevée et des tailles de pixels plus petites dans les formats HD tout en conservant presque les mêmes dimensions physiques que les capteurs à résolution standard. Ces derniers ont également bénéficié de ce processus, car des tailles de pixels plus petites peuvent réduire la taille et le coût final des systèmes. Le résultat est clairement visible dans les capteurs infrarouges modernes à courte, moyenne et longue portée.
FLIR fabrique une gamme de lunettes de visée, y compris le viseur thermique avancé ThermoSight T75, le viseur de précision HISS-XLR (High-Performance Sniper Sight) et le viseur de nuit ADUNS-S (Advanced Dual-Band Night Sight).
Exprès
BAE Systems est l'un des principaux acteurs dans le domaine des systèmes de visualisation, notamment grâce à son travail avec l'armée américaine. Dave Harrold, responsable des systèmes de détection et de visée de l'entreprise, a nommé le développement de la technologie dite d'acquisition rapide de cibles (RTA) comme l'un des domaines prioritaires. L'idée est basée sur une interface vidéo sans fil entre les lunettes et la lunette de visée, où des images haute résolution peuvent être transmises aux lunettes de vision nocturne et visualisées sur un écran haute définition en temps réel. Cela élimine la dépendance de l'opérateur vis-à-vis de l'éclairage laser, qui peut le livrer à l'ennemi.
"Le développement de la technologie RTA sans fil permet aux utilisateurs de détecter et de verrouiller rapidement des cibles de n'importe où sans porter l'arme à leurs yeux, ce qui augmente la sécurité et l'efficacité du soldat lors du ciblage", a déclaré Harrold.
Le RTA est utilisé dans le programme ENVG III / FVTS-I (Enhanced Night Vision Goggle III and Family of Weapon Sights - Individual) pour des lunettes de vision nocturne améliorées et dans la famille de viseurs d'armes ENVG III / FVTS-I, dans laquelle BAE coopère avec le armée américaine. Ces systèmes combinent les technologies UYa et TPV: le premier permet de contrôler la situation, et le second augmente la précision de visée. La famille de portées d'armes Family of Weapon Sights-Crew Served (FWS-CS) offre aux mitrailleurs la possibilité d'engager des cibles sur de longues distances.
Les capacités de vision nocturne se sont améliorées et "ne sont plus limitées à quelques pays heureux", a déclaré un porte-parole de Thales. Il a attiré l'attention sur un certain nombre de nouvelles tendances, telles que l'amélioration des systèmes infrarouges non refroidis, qui fournissent déjà des images à haute résolution. Il est persuadé que dans quelques années Thales « proposera une gamme de dispositifs actuels de détection de cibles à longue portée, mais avec tous les avantages des dispositifs non refroidis: temps de démarrage rapide, silence, coût réduit, haute fiabilité ».
La société israélienne Meprolight produit une gamme d'appareils de vision nocturne de différents types - UYa, TPV et numérique. Le chef de produit Avi Katz a déclaré que les lunettes de visée non refroidies de la famille NOA ont gagné en popularité sur le marché des fusils de sniper à longue portée. Cependant, les systèmes avec UYa sont moins chers et, par rapport aux caméras thermiques, sont plus souvent utilisés pour travailler sur des cibles à moyenne distance.
« Dès que vous vous engagez sur la voie de l'augmentation de la valeur, les militaires commencent à utiliser des produits en fonction de leurs besoins spécifiques. À mon avis, les amplificateurs de luminosité sont utilisés plus souvent que les caméras thermiques, principalement en raison du coût."
En janvier au Shot Show 2018 à Las Vegas, Meprolight a dévoilé le NYX-200. Cette lunette de visée multispectrale combine une caméra thermique non refroidie et une caméra numérique jour/nuit pour améliorer votre connaissance de la situation en utilisant la technologie RTA dans tous les niveaux ou conditions de luminosité.
« Les exigences des champs de bataille modernes obligent les soldats à transporter un grand nombre de systèmes, de capteurs et d'équipements », a déclaré un porte-parole de Meprolight. - Le poids de cet équipement et la nécessité de travailler avec une masse d'appareils réduisent l'efficacité au combat et peuvent nuire au niveau de sécurité du soldat. Pour relever ces défis et améliorer les performances du soldat moderne, nous avons développé la lunette NYX-200. »
Équilibre des pouvoirs
Les caractéristiques de coût et de poids, de taille et de consommation d'énergie (MGEH) doivent être alignées sur les exigences de combat pour les systèmes du soldat, où les exigences clés sont la masse et la durée de vie de la batterie.
Harrold a déclaré que les soldats étaient dépassés par le fait de devoir transporter de nombreuses batteries pour alimenter leurs appareils. Ils veulent des viseurs d'armes légers, petits et de haute qualité pour maximiser leur mobilité au sol. BAE minimise la taille et le poids en utilisant la technologie 12 microns. « Cela permet des systèmes plus légers et plus compacts. Nos systèmes utilisent également moins d'énergie que les systèmes réfrigérés traditionnels, ce qui réduit finalement le poids portable car moins de batteries sont nécessaires. »
Cependant, Harris pense qu'il sera difficile de fabriquer un système beaucoup plus léger que son dispositif binoculaire F5032 (pesant moins de 500 grammes) sans compromettre l'intégrité structurelle du système. "Dans une certaine mesure, nous avons trouvé un terrain d'entente, si vous suivez le chemin du soulagement, vous perdrez en force du système", a déclaré Johnson. « Nos produits sont soumis à un vaste programme de tests approuvé par l'armée américaine. Nos verres et tubes doivent passer des tests très sévères. Si nous commençons à les alléger, ils commenceront à casser. »
La consommation électrique des systèmes de base avec UC est relativement faible. Le monoculaire Harris AN / PVS-14, par exemple, peut fonctionner sur une seule pile AA pendant plus de 24 heures.
Cependant, Johnson a expliqué que la situation change avec le développement de la technologie. « Vous faites face à la consommation électrique accrue des systèmes de fusion d'images lorsque vous ajoutez une caméra thermique, lorsque vous ajoutez la réalité augmentée. Toutes ces technologies consomment de l'énergie et transfèrent ainsi le problème à l'utilisateur. » Harris travaille à prolonger la durée de vie des systèmes montés sur casque.
"La taille, la masse et l'énergie sont toujours un problème, nous travaillons constamment dans cette direction", a poursuivi Johnson. - Mais, à mon avis, nous ne verrons pas des verres beaucoup plus légers que ceux sur lesquels nous travaillons actuellement, et cela fait moins de 500 grammes.
Il a souligné que l'optimisation de l'IHEC ne doit pas se faire au détriment de la haute performance - un mantra que FLIR Surveillance établit dans la base de ses projets. Il a ajouté que les développements visant une résolution plus élevée, une taille de pixel plus petite et une plage de températures de fonctionnement plus large aident à maintenir cet équilibre et à augmenter la durée de vie des systèmes. Les progrès ici sont principalement associés à l'utilisation de photodétecteurs multi-éléments fonctionnant dans les régions infrarouges moyennes et grandes ondes du spectre.
L'entreprise italienne de défense Leonardo estime que, malgré les avantages de l'utilisation de nouveaux matériaux ou de nouveaux types de batteries, il existe certaines limites à l'amélioration de l'IHEC, notamment lorsqu'il s'agit de répondre aux nouvelles demandes des clients en matière de connectivité réseau.
Entièrement électro-optique
Les tubes intensificateurs d'image ou tubes intensificateurs d'image sont un élément clé des appareils de vision nocturne. Ces systèmes ont évolué dans plusieurs directions ces dernières années, selon Photonis.
Selon le représentant de cette société, Mark Denes, MGEH est un facteur clé. L'accent mis sur la masse est particulièrement pertinent aujourd'hui, étant donné la demande croissante de jumelles, qui sont intrinsèquement plus lourdes que les monoculaires. "MGEH est très important, car chaque gramme tombe sur les épaules de l'opérateur", a déclaré Denes.
Photonis fabrique des transducteurs d'un diamètre de 16 mm, ce qui permet d'économiser jusqu'à 40 % de poids par rapport aux tubes de 18 mm et permet aux fabricants de produits finis de réduire le poids de leurs systèmes. La société a également réduit la consommation d'énergie de ses combinés et amélioré la fonctionnalité de stroboscope automatique pour prolonger la durée de vie de la batterie.
Photonis fabrique une variété de tubes intensificateurs d'image dont les tubes XD-4 et XR5, ainsi que le tube 4G qui a été présenté à Eurosatory 2014. La société affirme que la norme de performance du tube 4G a augmenté les plages de détection. Photonis a remporté plusieurs projets majeurs pour sa technologie 4G en travaillant en étroite collaboration avec la communauté des opérations spéciales et d'autres opérateurs militaires pour améliorer les capacités de l'appareil, notamment une synchronisation automatique plus rapide et des plages de reconnaissance et de détection d'identification plus longues.
Ces tubes sont fournis aux fabricants pour une intégration dans des viseurs optiques, des monoculaires, des jumelles et d'autres systèmes avec amélioration de l'image. La société travaille actuellement à améliorer encore les performances de ses tubes 4G et développe également des capteurs de vision nocturne numériques qu'elle intègre dans les systèmes de superposition et les oscilloscopes, les plates-formes terrestres et offshore.
Les deux sont bons
Selon Denes, les systèmes d'imagerie thermique deviennent plus populaires que la technologie UY, car avec une augmentation des volumes de production, leur coût diminue considérablement. Les deux technologies ont des objectifs différents et des avantages différents, et leurs capacités dépendent du terrain, des conditions météorologiques et d'autres facteurs. Le TPV était populaire pour la détection - et dans une certaine mesure la reconnaissance, mais les systèmes VL "sont toujours en demande en raison d'une meilleure identification et d'une meilleure connaissance de la situation".
« Idéalement, les soldats ont besoin des deux technologies de visibilité nocturne », a admis Denes. "Ils devraient plutôt être considérés comme une extension l'un de l'autre, plutôt que comme une substitution de l'un à l'autre."
Fusion peut offrir « le meilleur des deux mondes ». Les intensificateurs d'images hautes performances fournissent toujours de meilleures images que leurs homologues numériques, "mais c'est comme comparer rond et doux".
"Les systèmes numériques deviennent populaires sur les plates-formes terrestres et aériennes", a ajouté Denes, "parce que les IHEC ne sont pas un problème aussi grave ici qu'avec le personnel débarqué". Il s'attend à ce que les soldats continuent à utiliser la technologie OU en raison de ses capacités, de son faible poids et de son prix relativement bas.
Selon Denes, les marchés des systèmes numériques et des tubes intensificateurs d'images sont tout simplement différents. Photonis et ses clients militaires pensent que les tubes intensificateurs d'images "seront demandés pendant au moins 10 ans, et grâce à la recherche scientifique, de nombreuses améliorations seront mises en œuvre dans un certain nombre de domaines, de la sensibilité à l'imagerie thermique".
A la recherche d'une connexion
Selon Leonardo, le besoin d'une communication constante sur le champ de bataille détermine la disponibilité des composants qui permettent des capacités centrées sur le réseau. À l'avenir, l'entreprise s'attend à une généralisation des technologies Wi-Fi, Bluetooth et GPS dans les composants optiques, qui les intégreront plus étroitement dans la chaîne de contrôle opérationnelle.
Le dispositif de reconnaissance et de ciblage portable Linx de la société est basé sur une matrice refroidie et est conçu pour la surveillance et la détection par tous les temps. L'appareil appartient à des systèmes centrés sur le réseau, permettant à l'utilisateur d'échanger des images et des données sur le réseau.
FLIR considère l'interopérabilité client comme une caractéristique clé des applications militaires. « Les systèmes du soldat sont désormais intégrés à des puces de communication à faible coût et à faible consommation d'énergie », a expliqué son porte-parole. « La communication bidirectionnelle prend en charge les utilisateurs distants et augmente la connaissance de la situation, y compris les informations provenant des ressources de renseignement voisines. »
Selon Johnson, les systèmes deviennent de plus en plus intelligents. Par exemple, la réalité augmentée s'intègre dans les écrans, ajoutant une autre couche d'informations pour le soldat, tandis que la technologie devient de plus en plus réseautée."Les systèmes de vision nocturne font partie de l'environnement en réseau du soldat, partageant ce qu'il voit pour former une image opérationnelle globale qui est émise à l'ensemble de l'unité ou transmise à un niveau supérieur."
Un porte-parole de Thales a également relevé le niveau croissant de numérisation des systèmes, qui ouvre la porte à la réalité augmentée. L'offre de la société sur le marché comprend le dispositif de vision nocturne BONIE-DI / IRR I2, un système de réseau intelligent qui combine deux types d'images. Le système permet aux utilisateurs de visualiser des données spécifiques, telles que le GPS, en réalité augmentée, ce qui augmente les niveaux de propriété et d'interaction.
Une attention sérieuse a été accordée au potentiel des appareils de vision nocturne entièrement numériques, bien que, selon Johnson, la technologie « ne soit pas encore complètement développée. Il me semble qu'il ne faut pas encore s'attendre à un retour complet de sa part. Harris mène de nombreuses recherches dans ce domaine. Nous avons besoin d'une véritable rupture technologique avant d'obtenir un capteur numérique porté sur la tête. Les convertisseurs optiques analogiques domineront le marché de la vision nocturne au cours des 15 à 20 prochaines années, jusqu'à ce que quelque chose de révolutionnaire vienne les remplacer. »
Johnson a confirmé, cependant, qu'il est possible d'incorporer une sorte d'éléments numériques dans des systèmes analogiques. « Dans notre système soldat F6045, nous avons pris un système analogique et l'avons connecté au réseau, apportant ainsi des capacités numériques, mais nous utilisons toujours des tubes intensificateurs d'image analogiques car il n'y a rien de mieux pour le moment. C'est une technologie éprouvée et fiable, qui ne va pas encore abandonner ses positions ».
M. Katz a convenu que la technologie de vision nocturne numérique est au tout début du voyage, mais pense qu'elle se développera rapidement dans les années à venir.
Harrold prédit également qu'à terme, les systèmes d'unités d'organisation deviendront obsolètes et complètement remplacés par des systèmes numériques capables de se mettre à jour avec leurs propres algorithmes. Il a ajouté que l'industrie est susceptible de "s'orienter vers des systèmes d'alimentation sans fil entièrement intégrés qui intègrent des alimentations électriques portables, des lunettes de visée et des lunettes de vision nocturne et peuvent fonctionner sans repos de jour comme de nuit".
Mouvement vers l'avant
Avec une compréhension claire des autres segments de marché, Katz pense qu'"il y aura une révolution dans la résolution des systèmes d'imagerie thermique".
FLIR, à son tour, s'attend à mettre davantage l'accent sur le traitement des images et la gestion de l'alimentation afin de réduire la dépendance vis-à-vis des optiques à longue focale pour les longues distances et d'augmenter la probabilité d'identification de la cible. Ils pensent que "le traitement d'images à faible consommation d'énergie, qui améliore la qualité de l'image en temps réel, peut augmenter le niveau de confiance dans l'identification des objets et la détection des menaces".
Ces dernières années, les systèmes standard ont ajouté des fonctionnalités telles que l'égalisation d'histogramme, l'amélioration des détails numériques et la stabilisation électronique. "Ce processus se poursuivra à mesure que les algorithmes de traitement évolueront, ce qui entraînera une charge de travail moindre pour l'utilisateur et une reconnaissance et une identification plus rapides des cibles."
L'utilisation de micro-écrans haute résolution en combinaison avec des capteurs de pixels plus petits, un traitement d'image à faible puissance et des communications sans fil améliore le MEGC et améliore les capacités d'intelligence, de surveillance et de ciblage.
Harrold a déclaré que dans les années à venir, la réalité augmentée "deviendra la technologie la plus importante pour ces systèmes, elle sera intégrée dans les futurs oscilloscopes et lunettes". Dans un appareil de vision nocturne qui sert d'affichage principal au soldat, la réalité augmentée lui fournira des informations importantes et augmentera ainsi son efficacité au combat.
Cela offrira un certain nombre d'avantages. La vue d'ensemble opérationnelle avec la réalité augmentée permettra aux utilisateurs d'augmenter leur niveau d'appropriation de l'environnement. Ces informations pourraient aider dans un certain nombre de tâches, par exemple, l'accès à la vidéo d'un drone, l'historique de l'utilisation d'engins explosifs dans une zone donnée, l'identification des forces alliées et amies, une carte en trois dimensions de la zone, etc. plates-formes.
