L'invention se rapporte à un revêtement permettant la réduction de la signature d'une cible dans les bandes visible, infrarouge et radar, optimisé pour l'absorption de plusieurs bandes de fréquences radar. La menace de détection des cibles couvre un domaine spectral toujours de plus en plus étendu. Cette menace oblige le camouflage à une efficacité croissante dans des bandes de fréquences de plus en plus large, ce qui concerne les bandes de fréquences visible, infrarouge (bandes II et III) et radar (bandes X, Ku, Ka, W...). La bande des fréquences radar autour de 94 GHz appelée Io également W ainsi que les bandes II et III peuvent être utilisées aussi bien pour l'acquisition que pour la désignation d'une cible. Par contre, les bandes radar autour de 10 GHz (bande X) et autour de 35 GHz (bande Ka), et les bandes visibles ne sont généralement utilisées que pour l'acquisition de la cible. Quant au proche infrarouge, il est essentiellement utilisé pour la 15 désignation. Des solutions sont connues pour une protection dans les trois bandes : visible, infrarouge et radar, mais pour des véhicules immobiles, ou bien alors dans le cas de véhicules mobiles, la réduction de la signature radar est basée partiellement sur des propriétés de diffusion des ondes 20 radar et non sur des propriétés d'absorption ; propriétés qui permettent d'atteindre des performances nettement supérieures et nettement plus fiables que celles obtenues avec des propriétés de diffusion. La diffusion sur une forme simple, comme une plaque, induit une énergie réfléchie, répartie dans tout le domaine angulaire, égale à l'énergie 25 incidente. Dans le cas d'une menace en monostatique, c'est-à-dire où l'émission et la réception se font au même endroit, et pour une forme simple comme une plaque, un phénomène de diffusion induit effectivement une réduction de signature. Par contre, pour une forme complexe, et/ou pour une menace en bistatique, c'est-à-dire où l'émission et la réception sont faites à 30 des endroits distincts, les performances d'un revêtement diffusant sont très aléatoires. Dans le cas de la diffusion, il existe toujours un domaine angulaire pour lequel la signature radar de la cible est forte. Pour ce qui est des performances dans les bandes visible et infrarouge, elles sont relativement facile à respecter, quelle que soit la forme de la cible à 35 camoufler.
D'autres revêtements se font à partir de produits absorbants radar standards. Ces produits sont généralement des produits bruts c'est-à-dire qui ne sont pas directement exploitables, et peu adaptés à la discrétion radar multispectrale, et surtout pas adaptés aux discrétions visible et infrarouge. Par conséquent, l'utilisation de ces produits est envisageable à condition de leur conférer des performances de discrétion visible et infrarouge. Or, cette opération passe par le dépôt d'une couche supplémentaire en face externe du revêtement ce qui peut être très préjudiciable aux performances de ces matériaux non adaptés à ce genre d'applications. Deux autres difficultés sont à gérer dans le cas d'une utilisation de ces produits : la première est liée à la confection d'un revêtement le plus isotrope possible ce qui nécessite des lés de matériaux de grande largeur, et la deuxième est liée aux spécifications de la discrétion radar elle-même. En effet, il n'existe que peu de matériaux permettant une absorption correcte simultanément dans plusieurs bandes de fréquences radar, et en particulier dans les trois bandes de fréquences X, Ka et W, et de plus, leur coût devient rédhibitoire. L'invention a pour but de pallier les inconvénients qui viennent d'être cités.
A cet effet, l'invention a pour objet un revêtement permettant la réduction de la signature d'une cible dans les bandes visible, infrarouge et radar, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un empilement de couches de matériaux isotropes et homogènes aux fréquences considérées, absorbant les ondes électromagnétiques radar reçues par le revêtement pour optimiser simultanément la signature radar de la cible dans des bandes de fréquences radar déterminées ; l'empilement comportant, en partant de sa couche la plus externe : - une couche discrète pour les fréquences visibles et infrarouges, d'épaisseur déterminée, de permittivité diélectrique complexe déterminée, et 30 d'émissivité proche de 1, - une première couche résistive, d'épaisseur déterminée et de résistivité électrique déterminée, - une première couche de matériau diélectrique absorbant une partie de l'énergie de l'onde électromagnétique qu'elle reçoit, d'épaisseur déterminée et de permittivité diélectrique complexe déterminée fonction de la fréquence, - une deuxième couche résistive, de résistivité électrique déterminée, - une deuxième couche de matériau diélectrique, d'épaisseur déterminée et de permittivité diélectrique complexe déterminée fonction de la fréquence, - une troisième couche résistive d'épaisseur déterminée et de résistivité électrique déterminée, io - une troisième couche de matériau diélectrique, d'épaisseur déterminée et de permittivité diélectrique complexe déterminée fonction de la fréquence, et - une couche conductrice de conductivité électrique déterminée pour être considérée comme un plan réflecteur pour les fréquences radar 15 considérées ; l'épaisseur et la résistivité de chaque couche résistive ainsi que l'épaisseur et les propriétés électromagnétiques des couches diélectriques (3, 5 et 7) étant adaptées pour optimiser l'interaction destructive entre les réflexions et les transmissions multiples crées aux interfaces de chacune 20 des couches du revêtement afin que ce dernier apparaisse globalement vis à vis de l'extérieur comme un matériau absorbant pour les bandes de fréquences considérées. Il n'existe pas actuellement de solution permettant de répondre d'une manière satisfaisante à la réduction de signature dans les trois bandes 25 de fréquences visible, infrarouge et radar avec optimisation sur plusieurs bandes radar. Le but de l'invention est de définir une solution qui induit une réduction simultanée de signature significative, supérieure à 25 dB nominal, dans plusieurs bandes radar déterminées et pour une onde incidente 30 normale par rapport au revêtement. D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit faite en référence aux figures annexées qui représentent : - la figure 1, une coupe transversale d'un revêtement selon 35 l'invention, - les figures 2 et 3, respectivement des courbes illustrant l'évolution du coefficient de réflexion spéculaire en puissance pour les fréquences 10, 35 et 94 GHz en fonction de l'angle d'incidence et pour les polarisations HH et W, et - les figures 4 à 9, respectivement, des courbes illustrant l'évolution du coefficient de réflexion spéculaire en puissance pour les trois angles d'incidence 0,30 et 60°, pour les polarisations HH et W, et pour les fréquences 10, 35 et 94 GHz. La discrétion infrarouge, compte tenu du caractère passif de lo revêtement, est basée principalement sur un écran thermique très efficace réduisant au minimum tout transfert de chaleur dans un sens comme dans l'autre, et sur un ajustement de l'émissivité du revêtement par rapport à celle de l'environnement. L'écran thermique permet d'éviter le transfert de chaleur sur l'extérieur, facteur primordial pour la discrétion infrarouge, mais il permet 15 également d'éviter le transfert de chaleur vers l'intérieur, ce qui dans le cas d'un véhicule ou d'un shelter réduit l'échauffement interne qui représente un facteur de confort de plus en plus pris en compte par l'utilisateur. La discrétion visible est basée sur la bariolage de la surface extérieure du revêtement ou sur l'utilisation d'un filet bariolé conférant à 20 l'ensemble un effet tridimensionnel. Ces solutions connues sont tout à fait standard. La discrétion radar est principalement obtenue par absorption de l'énergie des ondes électromagnétiques reçues par le revêtement. Le phénomène de diffusion créé par le filet utilisé pour la discrétion visible peut 25 être éventuellement utilisé pour améliorer encore le niveau de performance. La figure 1 illustre un schéma en coupe transversale d'un revêtement selon l'invention permettant la discrétion dans trois bandes radar. La définition des couches qui sera décrite ci-après à titre d'exemple non limitatif représente une solution optimale pour la réduction de la 30 signature radar dans les bandes de fréquences X, Ka et W. La tenue mécanique du revêtement selon l'invention est assurée par l'utilisation d'un film mince garantissant une tenue mécanique suffisante. Le revêtement selon l'invention, illustré à la figure 1, est constitué d'un empilement de huit couches successives 1 à 8. La définition de chacune de ces couches 1 à 8 est donnée ci-après en partant de la couche 1 la plus externe du revêtement. La couche 1 est une couche pour les discrétions visible et infrarouge : cette couche peut être un film PVC, abréviation anglo-saxonne pour "PolyVinyle Chlorid", d'environ 200 i_tm d'épaisseur. Ce film PVC est recouvert du bariolage adéquat nécessaire pour la discrétion visible et compatible de la discrétion infrarouge puisqu'il présente une émissivité moyenne proche de un, dans les bandes infrarouges II et III. Les couches 2, 4 et 6 sont des couches résistives : elles sont au nombre de trois. Leur rôle est de créer le meilleur compromis, entre les réflexions et les transmissions multiples créées aux interfaces de chacune des couches 1 à 8 du revêtement pour assurer la meilleure interaction destructive possible quand le revêtement reçoit une onde électromagnétique. L'épaisseur et la résistivité de chaque couche résistive 2, 4 et 6 sont adaptées pour optimiser les interactions pour que le revêtement selon l'invention apparaisse globalement comme un matériau absorbant pour les bandes de fréquences considérées. Leur épaisseur est d'environ 150 lm chacune. Pour ce qui est de la résistivité, elle varie d'une couche à l'autre. Pour la couche la plus externe, couche 2, elle est d'environ 100 12.cm , pour la couche intermédiaire couche 4, elle est d'environ 5,9 n. cm , et pour la couche la plus interne couche 6, elle est d'environ 4,2 1-2.cm. Typiquement, ces couches résistives sont en fibres textiles chargées de carbone. Les couches 5 et 7 sont des couches en matériaux diélectriques 25 "sans perte" qui sont en réalité des matériaux à très faible perte : ces matériaux ont une épaisseur d'environ 6 mm pour la couche la plus externe 5, et d'environ 7 mm pour la couche la plus interne 7. La partie réelle et la partie imaginaire de leur permittivité diélectrique complexe sont respectivement égales à environ 1,0885 + 1,9.10-3.F et 4,5.10-3 + 2,7.104.F 30 (F étant la fréquence en GHz). De telles propriétés se rencontrent avec les matériaux constitués d'air, c'est-à-dire les mousses, par exemple une mousse de polyuréthanne, et les matériaux non-tissés, par exemple un tissu polymère tel qu'un polyester ou un polyamide. La couche 3 est de préférence un matériau diélectrique à perte : 35 son épaisseur est d'environ 8 mm. Sa permittivité diélectrique en fonction de la fréquence F (GHz), est égale à environ 1,4 pour la partie réelle, et environ 2,2.10-3 + 3,6 / F pour la partie imaginaire. Les matériaux pouvant convenir également sont les matériaux diélectriques sans perte décrits ci-dessus que l'on peut avantageusement charger avec des grains ou des fibres de carbone. Le rôle de cette couche est d'accentuer l'atténuation due aux interactions destructives mais également par absorption physique de l'énergie. Les énergies mises en jeu dans ce cas sont faibles, par conséquent, aucune élévation de température pouvant nuire à la discrétion infrarouge n'est à observer.
La couche 8 est par exemple un film d'aluminium : ce film de conductivité électrique tendant vers l'infini, généralement supérieure ou égale à 10052-1.m-1,définit le plan réflecteur de référence du revêtement selon l'invention. La distance entre ce plan de référence et le reste du revêtement, c'est-à-dire l'empilement des différentes couches décrites ci-dessus, est déterminée et fixe, afin d'atteindre l'optimisation souhaitée. Les matériaux cités ci-dessus doivent être isotropes et homogènes aux fréquences considérées. Ces conditions sont nécessaires en raison des théories utilisées pour l'optimisation. Les propriétés non précisées sont quelconques. Les différentes couches 1 et 8 et leurs caractéristiques qui viennent d'être définies sont représentées ci-dessous sous forme d'un tableau synthétique ci-après appelé tableau 1. Tableau 1 : Couche Description du revêtement 1 film de 200 p.m (pour les discrétions visible et infrarouge), de permittivité diélectrique de partie réelle égale à 2,85 et de partie imaginaire égale à 0,02 2 film résistif d'épaisseur 150 µm et de résistivité électrique 100 1-2.cm correspondant à une résistance équivalente de 6670 1-2 3 matériau diélectrique à perte d'épaisseur 8 mm et de permittivité diélectrique, de partie réelle égale à 1,4 et de partie imaginaire égale à 2,2.103 + 3,6 /F avec F (GHz) 4 film résistif d'épaisseur 150 tm et de résistivité électrique 5,9 ).cm correspondant à une résistance équivalente de 392 S2. matériau diélectrique "sans perte" d'épaisseur 6 mm, de permittivité diélectrique de partie réelle égale à 1,0885 + 1,9.10-3.F et de partie imaginaire égale à 4,5.10-3 +2,7.10-4.F avec F (GHz) 6 film résistif d'épaisseur 150 .in-i et de résistivité électrique 4,2 SI.cm correspondant à une résistance équivalente de 280 1-2. 7 matériau diélectrique "sans perte" d'épaisseur 6 mm, de permittivité diélectrique de partie réelle égale à 1,0885 + 1,9.10-3.F et de partie imaginaire égale à 4,5.10-3 + 2,7.104.F avec F (GHz) 8 film d'aluminium Les figures 2 et 3 illustrent l'évolution du coefficient de réflexion spéculaire en puissance (en dB) pour le revêtement selon l'invention tel que défini précédemment, pour les fréquences respectives 10, 35 et 94 GHz, en 5 fonction de l'angle d'incidence fait par l'onde électromagnétique avec la normale au revêtement, et respectivement pour les polarisations HH et VV, HH et W signifiant respectivement une polarisation horizontale-horizontale et une polarisation verticale-verticale ; le premier terme correspondant à la polarisation de l'onde incidente et le deuxième terme à celle de l'onde 10 réfléchie. Le calcul est basé sur les conditions de passage au travers d'un dioptre. Les figures 4 à 9 représentent respectivement l'évolution du coefficient de réflexion spéculaire en puissance (en dB) pour le revêtement selon l'invention tel que défini précédemment, pour les trois angles 15 d'incidence 0, 30 et 60°, et pour les deux polarisations HH et W, respectivement pour les trois bandes de fréquence X, Ka et W. Les performances de réduction de signature radar du revêtement selon l'invention tel que défini précédemment restent acceptables c'est-à-dire supérieures à 25 dB nominal pour une incidence normale de l'onde incidente 20 par rapport au revêtement sur les trois bandes considérées et pour des caractéristiques électromagnétiques ou géométriques variant dans des plages de valeurs déterminées. Ces variations sont reportées ci-après dans un tableau, ci-après appelé tableau 2, permettant d'observer pour une variation de ces 25 caractéristiques pour chacune des couches du revêtement selon l'invention, les répercussions sur le coefficient de réflexion pour les trois fréquences centrales 10, 35 et 94 GHz respectives aux trois bandes de fréquence radar considérées X, Ka et W. Dans ce tableau, on ne fait varier qu'un seul paramètre à la fois pour chacune des couches du revêtement selon l'invention. Cette variation de caractéristiques est faite autour des valeurs nominales de l'exemple cité précédemment et représentées dans le tableau 1. Tableau 2 : Fréquence (GHz) Couches Modifications 10 35 94 Revêtement défini dans le tableau 1 -25 -29 -38 1 permittivité réelle 3,5 au lieu de 2,85 -23 -22 -20 permittivité réelle 2 au lieu de 2,85 -27 -28 -16 épaisseur 300 jam au lieu de 200 p.m -23 -21 -15 épaisseur 100 pin au lieu de 200 lm -27 -26 -15 2 résistivité 50 S2. cm au lieu de 100 S2. cm -23 -26 -32 résistivité 200 n. cm au lieu de 100 SI cm -25 -30 -40 épaisseur 200 ;lm au lieu de 150 jam -24 -29 -24 épaisseur 100 p.m au lieu de 150 ,,tm -25 -29 -24 3 permittivité réelle 1,5 au lieu de 1,4 -21 -23 -11 permittivité réelle 1,3 au lieu de 1,4 -28 -29 -10 résistivité 333 S2. cm au lieu de 500 SI cm -27 -27 -27 résistivité 1000 11 cm au lieu de 500 SI= -19 -32 -21 épaisseur 8,5 mm au lieu de 8 mm -22 -20 -8 épaisseur 7,5 mm au lieu de 8 mm -30 -22 -8 4 résistivité 8,3 II cm au lieu de 5,9 SI cm -25 -21 -21 résistivité 4,5 n. cm au lieu de 5,9 Ç2. cm -22 -32 -29 épaisseur 200 p.M au lieu de 150 p.m -21 -32 -37 épaisseur 100 p.rn au lieu de 150 ..Lm -24 -20 -36 5 permittivité réelle 1,2 au lieu de -24 -23 -38 1,0885 + 1,9.10-3.F permittivité réelle 1,05 au lieu de -25 -39 -17 1, 0885 + 1, 9.10-3 .F épaisseur 7 mm au lieu de 6 mm -27 -17 -13 épaisseur 5 mm au lieu de 6 mm -23 -18 -15 6 résistivité 2,5 12. cm au lieu de 4,2 n. cm -22 -23 -33 résistivité 6,7 1-2.cm au lieu de 4,2 n. cm -21 -29 -31 épaisseur 200 lm au lieu de 150 p.m -24 -25 -31 épaisseur 100 p.m au lieu de 150 Fm -22 -30 -26 7 épaisseur 6 mm au lieu de 7 mm -29 -23 -19 épaisseur 8 mm au lieu de 7 mm -22 -16 -22 L'intervalle de validité de chaque caractéristique pour chacune des huit couches 1 à 8 est également présenté sous forme d'un tableau ci-après appelé tableau 3, pour une question de clarté. Dans ce tableau 3, les propriétés non précisées sont considérées comme quelconques. Là encore, comme pour le tableau 2 précédent, on fait varier une seule caractéristique quand toutes les autres sont à leur valeur nominale illustrées par le tableau 1. to Tableau 3 : Couche Description du revêtement 1 épaisseur entre 0 et 300 ;.tm, permittivité diélectrique pour les trois bandes de fréquences : partie réelle entre 2 et 4, partie imaginaire entre 0 et 1, cette couche possède le bariolage ou un filet de camouflage pour la discrétion visible (solutions habituelles) 2 épaisseur entre 0 et 400 .trn, résistivité diélectrique entre 10 et 400 11 cm 3 épaisseur entre 7 et 9 mm, permittivité diélectrique pour les trois bandes de fréquences, partie réelle entre 1 et 1,5, partie imaginaire entre 0 et 100 4 épaisseur entre 0 et 400 p.m, résistivité diélectrique entre 2 et 100 S./cm 5 épaisseur entre 4 et 8 mm, permittivité diélectrique pour les trois bandes de fréquences, partie réelle entre 1 et 1,4, partie imaginaire entre 0 et 1 6 épaisseur entre 0 et 400 lm, résistivité diélectrique entre 1 et 100 S2. cm 7 épaisseur entre 4 et 8 mm, permittivité diélectrique pour les trois bandes de fréquences, partie réelle entre 1 et 1,4, partie imaginaire entre 0 et 1 8 film d'épaisseur quelconque pouvant être considéré comme un bon conducteur de l'électricité (conductivité électrique supérieure à 1000 52-1.m-1) A titre de variante, chacune des couches résistives correspondant respectivement aux couches 2, 4 et 6 de la figure 1 peut être composée en réalité de plusieurs couches qui possèdent globalement les mêmes propriétés que la couche de base définie dans le tableau précédent. Le paramètre important est la résistance de ces couches résistives, notée R, dont la définition est la suivante : R résistivité électrique épaisseur Par conséquent, tout empilement de couches résistives ayant une résistance équivalente égale à la résistance d'une des couches résistives définies dans le tableau précédent convient. La résistance équivalente d'un empilement de couches résistives est égale au produit des résistances de chaque couche résistive divisé par la somme des résistances de chaque couche : R équivalente = produit des résistances somme des résistances Par exemple, une couche résistive d'épaisseur 50 I.J.m et de résistivité électrique égale à 30 SI= est équivalente à une couche d'épaisseur 100 jim et de résistivité 100 .Q.cm, posée sur une couche d'épaisseur de 200 i.Lm et de résistivité 300 Slcm. Le revêtement selon l'invention peut être recouvert par un filet de type filet de camouflage. Sous le film conducteur, couche 8, c'est-à-dire entre le film conducteur et la structure extérieure de la cible à protéger, il est possible d'ajouter une ou plusieurs couches d'épaisseur et de propriété quelconque. L'utilisation de ces couches peut se rencontrer pour le camouflage d'une zone très chaude. A titre d'exemple, le tableau 4 suivant illustre la définition d'un revêtement selon l'invention remplissant les conditions du premier tableau 1 et ayant les caractéristiques d'absorption décrites par les figures 2 à 9. Tableau 4 : Couche Description du revêtement 1 film en PVC de 200 ktm plus filet en PVC bariolé avec de la peinture polyuréthanne 2 tissu en polyamide enduit de poudre de carbone : épaisseur 150 lm et résistivité électrique 100 S-2. cm 3 mousse polyuréthanne chargée carbone : épaisseur 8 mm, permittivité diélectrique de partie réelle égale à 1,4 et de partie imaginaire égale à 2.10-3 + 3,6 /F 4 tissu en polyamide enduit de poudre de carbone : épaisseur 150 lm et résistivité électrique 5,9 acrn mousse polyuréthanne : épaisseur 6 mm, permittivité diélectrique de partie réelle égale à 1,09 + 0,002.F et de partie imaginaire égale à 4.103 + 3.10-4.F 6 tissu en polyamide enduit de poudre de carbone : épaisseur 150 larn et résistivité électrique 4,2 S2. cm 7 mousse polyuréthanne : épaisseur 7 mm, permittivité diélectrique de partie réelle égale à 1,09 + 0,002.F et de partie imaginaire égale à 4.103 +3.10-4.F 8 film d'aluminium de 20 u.rn