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Domaine 5
Les systèmes optroniques sont également amenés à
jouer un rôle important dans le domaine de la protection
des plateformes militaires ou de la protection
de zone. A court terme, ce sont les systèmes de
contre-mesures optroniques qui permettront d’offrir
une protection accrue face aux missiles autodirecteurs
infrarouge. A plus long terme, la DGA s’intéresse
aux armes laser de haute énergie, capables par
exemple de faire exploser en vol un missile de croisière.
Dans ce domaine, l’enjeu essentiel consiste à
faire progresser les technologies laser, ainsi que les
systèmes de pointage et focalisation en environnement
turbulent, mais aussi à explorer de nouveaux
concepts s’appuyant, par exemple, sur l’utilisation
de lasers femtoseconde.
Enfin, la photonique intervient pour la réalisation
d’instruments de haute performance pour le guidage
et la navigation des différents vecteurs d’intervention
militaires. Il est en effet essentiel de disposer
de moyens de géoréférencement fiables et précis
pour permettre aux différents types de plateformes,
y compris les engins téléopérés et autonomes, utilisées
dans les forces armées (air, terre, mer, espace)
d’évoluer avec précision sur le théâtre d’opération.
L’enjeu scientifique en photonique se situe pour
l’essentiel autour du développement d’accéléromètres
et gyromètres à ondes de matière susceptible
d’aboutir à la réalisation de centrales inertielles
de très haute performance. Un intérêt est également
exprimé pour améliorer la compacité des horloges
atomiques.
ORIENTATIONS SCIENTIFIQUES
1. SYSTÈMES D’IMAGERIE
1.1 Détecteurs
Le détecteur de lumière constitue un élément fondamental
des systèmes d’imagerie et ses caractéristiques
ont un impact direct sur la performance
globale du système. De nombreuses études sont à
mener pour faire naître une nouvelle génération de
composants :
● Un besoin est exprimé pour continuer à améliorer
les composants destinés à la vision bas niveau
de lumière dans le proche infrarouge, qui
ont beaucoup progressé ces dernières années. La
DGA cherchera en particulier à acquérir une compréhension
globale des différentes technologies
en concurrence (photodiodes à avalanche, EBC-
MOS( 14 ), caméras intensifiées, CMOS ultime...)
pour les hiérarchiser en fonction de leur apport
opérationnel et définir une feuille de route.
● En détection infrarouge refroidie, de nombreuses
idées sont à développer pour permettre de faire
progresser la filière HgCdTe. L’ingénierie de
bandes est désormais possible grâce à la maîtrise
des dopages et des techniques de dépôt de type
EJM( 15 ). En résulte un intérêt croissant pour des
nouvelles structures, encore à inventer, permettant
par exemple de fonctionner à plus hautes
températures, ou d’amplifier le signal. Par ailleurs,
une veille active sera menée sur l’utilisation des
super-réseaux pour la réalisation de détecteurs
pour l’infrarouge thermique dans la filière III-V.
● Au niveau des détecteurs infrarouges non-refroidis,
les travaux sont actuellement centrés sur le
développement de la filière silicium amorphe ; la
tendance est la réduction du pas des pixels (inférieurs
à 20µm), tout en maintenant les performances
en NETD( 16 ) en dessous de 50mK. De
nouvelles recherches sont à mener sur l’étude de
matériaux alternatifs et sur l’utilisation de nanomatériaux
ou nanostructures.
● Les recherches au niveau des circuits de lecture
sont également à poursuivre. Il s’agit notamment
de développer des électroniques capables d’offrir
des fonctionnalités étendues. On peut citer les rétines
artificielles programmables qui permettent,
grâce à l’implémentation, dans le plan focal des
détecteurs, d’algorithmes de traitement d’image
de haut niveau, d’atteindre des niveaux d’autonomie
inégalés. La DGA s’intéresse également à
de nouvelles approches pour améliorer la dynamique
des capteurs.
● Enfin, l’utilisation des plasmons de surface offre
des perspectives très intéressantes pour la réalisation
d’un nouveau type de photodétecteurs. La
structuration intelligente du pixel devrait ainsi
permettre de confiner la lumière à des échelles
inférieures à la longueur d’onde, ouvrant ainsi la
possibilité de réduire la taille de la zone active et,
par là même, son courant d’obscurité.
1.2 Imagerie pénétrante
Cette rubrique englobe les technologies susceptibles
de permettre de voir à travers des milieux opaques
pour les domaines de longueur d’onde habituellement
utilisés. Ainsi, l’utilisation de rayonnements
électromagnétiques dans la gamme THz (100 GHz
- 20 THz), et de rayons X ou γ permet de bénéficier
de propriétés de transparence très intéressantes à
travers de nombreux matériaux (plastique, tissus,
matériaux de construction…) et pourrait permettre
de conduire à des systèmes d’imagerie capables, par
exemple, de détecter une ceinture d’explosifs camouflés
sous des vêtements ou dans des containers.
La partie basse du domaine THz (100 GHz – 1 THz)
présente un intérêt clairement établi pour ce genre
de fonctionnalités. Il s’agit maintenant de faire progresser
les technologies de composants (sources et
surtout détecteurs) pour aboutir à des niveaux de
performance compatibles avec une utilisation opérationnelle.
L’utilisation de rayons X amène de nombreuses
questions en termes d’utilisation opérationnelle et
l’effort de la DGA à court terme vise à mieux comprendre
le potentiel de cette approche pour l’imagerie
pénétrante, a priori exclue pour une utilisation
sur des individus.
( 14 ) Electron Bombarded CMOS
( 15 ) Epitaxie par jet moléculaire
( 16 ) Noise Equivalent Temperature Difference
40 POLITIQUE ET OBJECTIFS SCIENTIFIQUES ÉDITION 2010 - ORIENTATIONS 2011-2012