Problèmes technologiques
Appareils photo
Certains des systèmes de camouflage actifs proposés ont des caméras installées directement sur l'objet camouflé, et certains systèmes ont des caméras infrarouges à distance. Si le schéma du système est tel que la caméra doit être installée directement sur l'objet à masquer, une restriction est alors imposée - la caméra doit être activement camouflée ou être suffisamment petite. Il existe de nombreux modèles de micro caméras actuellement disponibles pour les consommateurs, parmi lesquels certaines caméras couleur miniatures commerciales peuvent convenir à certains types de systèmes de camouflage actif.
Résolution et imagerie
Lors de la détermination de la résolution d'affichage requise, la distance entre l'affichage et le spectateur doit être prise en compte. Si l'observateur n'est qu'à 2 mètres de distance, la résolution ne devrait pas être beaucoup plus élevée que le détail de la vision humaine à cette distance, c'est-à-dire environ 289 pixels par cm2. Si l'observateur est plus éloigné (ce qui est généralement le cas), la résolution peut être réduite sans compromettre la qualité du masquage.
De plus, la visualisation doit tenir compte de la façon dont le champ de vision des observateurs change en fonction de la distance à laquelle ils se trouvent de l'écran. Par exemple, une personne regardant un écran à 20 mètres de distance peut voir plus de ce qui se trouve derrière l'écran qu'une personne à 5 mètres de distance. Par conséquent, le système doit déterminer d'où l'observateur regarde afin d'ajuster l'image ou la taille de l'image et déterminer ses bords.
L'une des solutions de visualisation est la création d'un modèle numérique 3D de l'espace environnant. Il est supposé que le modèle numérique sera généré en temps réel, car il est très probablement peu pratique de modéliser les emplacements du monde réel avant la date prévue. Une paire de caméras stéréoscopiques permettra au système de déterminer l'emplacement, la couleur et la luminosité. Un processus appelé imagerie par rayons itinérants est proposé pour traduire le modèle en une image 2D sur un écran.
De nouveaux matériaux nanocomposites tissés sont créés à l'aide de champs magnétiques et électriques pour obtenir un positionnement précis des nanoparticules fonctionnelles à l'intérieur et à l'extérieur des fibres polymères. Ces nanofibres peuvent être adaptées pour fournir des propriétés telles que la correspondance des couleurs et le contrôle de la signature NIR pour les applications de camouflage actif.
Représentation schématique du camouflage actif utilisé pour camoufler une personne debout devant un groupe de personnes
Affiche
Des technologies d'affichage flexibles sont développées depuis plus de 20 ans. De nombreuses méthodes ont été proposées pour tenter de créer un affichage plus flexible, durable et moins cher qui présente également une résolution, un contraste, une couleur, un angle de vue et un taux de rafraîchissement adéquats. Actuellement, les concepteurs d'écrans flexibles étudient les besoins des consommateurs pour déterminer la technologie la plus appropriée au lieu d'offrir la meilleure solution pour toutes les applications. Les solutions disponibles incluent la RPT (technologie de projection rétro-réfléchissante), les diodes électroluminescentes organiques (OLED), les écrans à cristaux liquides (LCD), les transistors à couche mince (TFT) et le papier électronique …
Les écrans standard modernes (y compris les écrans flexibles) ne sont destinés qu'à une visualisation directe. Par conséquent, un système doit également être conçu pour que l'image puisse être clairement vue sous différents angles. Une solution serait un affichage à matrice de lentilles hémisphériques. De plus, selon la position du soleil et de l'observateur, l'affichage peut être nettement plus lumineux ou plus sombre que la zone environnante. S'il y a deux observateurs, deux niveaux de luminosité différents sont nécessaires.
En raison de tous ces facteurs, les attentes du développement futur de la nanotechnologie sont élevées.
Limites technologiques
Actuellement, de nombreuses limitations technologiques restreignent la production de systèmes de camouflage actifs pour les systèmes de soldats. Bien que certaines de ces limitations soient activement surmontées avec une solution suggérée d'ici 5 à 15 ans (par exemple, des écrans flexibles), il reste encore quelques obstacles notables à surmonter. Certains d'entre eux sont mentionnés ci-dessous.
La luminosité des écrans. L'une des limitations des systèmes de camouflage actif basés sur l'affichage est le manque de luminosité pour travailler à la lumière du jour. La luminosité moyenne d'un ciel dégagé est de 150 W/m2 et la plupart des écrans apparaissent vides en plein jour. Un écran plus lumineux sera nécessaire (avec une luminescence proche de celle d'un feu de circulation), ce qui n'est pas une exigence dans d'autres domaines de développement (par exemple, les écrans d'ordinateur et les écrans d'information ne devraient pas être aussi lumineux). Par conséquent, la luminosité des écrans peut être la direction qui freinera le développement du camouflage actif. De plus, le soleil est 230 000 fois plus intense que le ciel environnant. Les écrans d'une luminosité égale à celle du soleil doivent être conçus de sorte que lorsque le système passe devant le soleil, il n'ait pas l'air brumeux ou n'ait pas d'ombre.
Puissance de calcul. Les principales limitations du contrôle actif de l'image et de sa mise à jour constante dans le but d'une mise à jour continue (invisibilité) pour l'œil humain sont qu'un logiciel puissant et une grande taille de mémoire sont nécessaires dans les microprocesseurs de contrôle. Aussi, étant donné que nous envisageons un modèle 3D, qui doit être construit en temps réel à partir de méthodes d'obtention d'images à partir de caméras, le logiciel et les caractéristiques des microprocesseurs de contrôle peuvent devenir une limitation majeure. De plus, si l'on veut que ce système soit autonome et porté par un soldat, alors l'ordinateur portable doit être suffisamment léger, petit et flexible.
Alimenté par pile. Lorsque vous prenez en compte la luminosité et la taille de l'écran, ainsi que la puissance de traitement requise, les batteries modernes sont trop lourdes et se déchargent rapidement. Si ce système doit être transporté par le soldat sur le champ de bataille, des batteries plus légères avec une capacité plus élevée devront être développées.
Emplacement des caméras et des projecteurs. Compte tenu de la technologie RPT, la limitation importante ici est que les caméras et les projecteurs devront être positionnés à l'avance, et uniquement pour un observateur ennemi, et que cet observateur devra être positionné dans une position exacte devant la caméra. Il est peu probable que tout cela soit observé sur le champ de bataille.
Le camouflage passe au numérique
En prévision des technologies exotiques qui permettront de développer une véritable « cape d'invisibilité », la dernière avancée significative dans le domaine du camouflage est l'introduction de motifs dits numériques (templates).
Le « camouflage numérique » décrit un micro-motif (micro-motif) formé d'un certain nombre de petits pixels rectangulaires de couleurs différentes (idéalement jusqu'à six, mais généralement pas plus de quatre pour des raisons de coût). Ces micro-motifs peuvent être hexagonaux ou ronds ou quadrangulaires, et ils sont reproduits en différentes séquences sur toute la surface, qu'elle soit en tissu ou en plastique ou en métal. Diverses surfaces à motifs sont similaires aux points numériques, qui forment une image complète d'une photographie numérique, mais elles sont organisées de manière à brouiller le contour et la forme de l'objet.
Marines en uniformes de combat MARPAT pour les bois
En théorie, il s'agit d'un camouflage beaucoup plus efficace que le camouflage standard basé sur de grandes taches, du fait qu'il imite les structures bigarrées et les bordures rugueuses trouvées dans un environnement naturel. Ceci est basé sur la façon dont l'œil humain, et donc le cerveau, interagit avec les images pixelisées. Le camouflage numérique est mieux à même de confondre ou de tromper le cerveau qui ne remarque pas le motif, ou de faire en sorte que le cerveau ne voit qu'une certaine partie du motif afin que le contour réel du soldat ne soit pas discernable. Cependant, pour un travail réel, les pixels doivent être calculés par des équations de fractales très complexes qui vous permettent d'obtenir des motifs non répétitifs. Formuler de telles équations n'est pas une tâche facile et les motifs de camouflage numérique sont donc toujours protégés par des brevets. Introduit pour la première fois par les Forces canadiennes sous le nom de CADPAT et le US Marine Corps sous le nom de MARPAT, le camouflage numérique a depuis pris d'assaut le marché et a été adopté par de nombreuses armées à travers le monde. Il est intéressant de noter que ni le CADPAT ni le MARPAT ne sont disponibles à l'exportation, malgré le fait que les États-Unis n'ont aucun problème à vendre des systèmes d'armes sophistiqués.
Comparaison entre les motifs de camouflage des véhicules de combat réguliers et numériques
Modèle CAPDAT canadien (version forestière), modèle MARPAT pour Marine Corps (version désert) et nouveau modèle Singapour
Advanced American Enterprise (AAE) a annoncé des améliorations à sa couverture portable à camouflage actif / adaptatif (photo). L'appareil, appelé Stealth Technology System (STS), est disponible dans le visible et le NIR. Mais cette déclaration, cependant, soulève une quantité importante de scepticisme.
Actuellement, il existe une autre approche… Des chercheurs de Rensselier et de l'Université Rice ont obtenu le matériau le plus sombre jamais créé par l'homme. Le matériau est un mince revêtement de matrices déchargées de nanotubes de carbone alignés de manière lâche; il a une réflectance globale de 0, 045%, c'est-à-dire qu'il absorbe 99, 955% de la lumière incidente. En tant que tel, le matériau se rapproche de très près de l'objet dit "super noir", qui peut être pratiquement invisible. La photo montre un nouveau matériau avec une réflectance de 0,045% (au centre), nettement plus sombre que la norme de réflectance NIST de 1,4% (à gauche) et un morceau de carbone vitreux (à droite)
Sortir
Les systèmes de camouflage actif pour les fantassins pourraient grandement aider dans les opérations secrètes, d'autant plus que les opérations militaires dans l'espace urbain sont de plus en plus répandues. Les systèmes de camouflage traditionnels conservent la même couleur et la même forme, cependant, dans l'espace urbain, les couleurs et les motifs optimaux peuvent changer constamment à chaque minute.
Chercher un seul système de camouflage actif possible ne semble pas suffisant pour entreprendre le développement nécessaire et coûteux de la technologie d'affichage, de la puissance de calcul et de la puissance de la batterie. Cependant, étant donné que tout cela sera nécessaire dans d'autres applications, il est tout à fait prévisible que l'industrie puisse développer des technologies qui seront facilement adaptées aux systèmes de camouflage actifs à l'avenir.
En attendant, des systèmes plus simples peuvent être développés qui n'entraînent pas une invisibilité parfaite. Par exemple, un système qui met activement à jour la couleur approximative sera plus utile que les systèmes de camouflage existants, que l'image idéale soit affichée ou non. De plus, étant donné que le système de camouflage actif peut être plus justifié lorsque la position de l'observateur est connue avec précision, on peut supposer que dans les premières solutions, une seule caméra ou détecteur fixe pouvait être utilisé pour le camouflage. Cependant, un grand nombre de capteurs et détecteurs qui ne fonctionnent pas dans le spectre visible sont actuellement disponibles. Un microbolomètre thermique ou un capteur sensible, par exemple, permet d'identifier facilement un objet masqué par un camouflage actif visuel.
