Pouchairet-Ramona, Jean-Laurent, Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, INSA de Toulouse, Lacroix-Défense, Carole Rossi, Dominique Medus, Équipe Nano-ingénierie et intégration des oxydes métalliques et de leurs interfaces (LAAS-NEO), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes [Toulouse] (LAAS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UPS), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique [Toulouse] (INP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UPS), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique [Toulouse] (INP), Institut national des sciences appliquées de Toulouse, D. Medus, Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), and Université de Toulouse (UT)
National audience; Responding to a growing need for standardization and adaptability for pyrotechnic systems, we present through this work a new concept of intelligent infrared decoy, controllable using an onboard miniature electronic initiation system. Our innovative solution is divided into three distinct functional blocks: (1) a controllable pyrotechnic ejection block integrating three ejection charges in a single metallized plastic part, (2) a block called terminal function, consisting of an infrared pyrotechnic bread structured, coupled with a micro-initiation stage based on nano-thermites, addressable and low energy, and (3) a control block, connected and autonomous, responding to STANAG 4187 which controls the arming and firing of pyrotechnic functions. To size the ejection block, we have developed an indoor ballistics code with global parameters and an optimization supervisor, able to simulate any system with e ff and mortar. Then, to simulate the combustion of infrared loaves, we developed a geometric regression code based on the level-set method, able to model the combustion of any multi-composition solid bread, compartmentalized or structured, lit sequentially or simultaneously. several points. We explored innovative technological solutions, among which the initiation of pyrotechnic loaves by micro-in fl ammators nanothermites. We have shown theoretically, and validated experimentally, that it is possible to finely control the combustion reaction of IR pyrotechnic breads by sequentially igniting them, which represents an important innovation in pyrotechnics. We have explored the plastronic technology to realize the ejection block because it allows to selectively metallize the surfaces of a plastic part to condense in one piece mechanical, electronic and packaging functions. In particular, we used this technology for the first time to draw hot wires on the surface of a plastic part, and to gather three ejection impellers in a minimum volume. We experimentally validated the control of the speed of ejection of IR decoys by partial ignition of plastronic impellers. Finally, a control electronics complying with the STANAG 4187 has been designed to sequentially initiate the terminal and ejection blocks. It integrates a control stage around a PIC microcontroller, a stage ofenergy management incorporating micro current sources and super capacity, and a security stage that detects ejection through an accelerometer and an infrared transmitter / receiver. We concluded the thesis by integrating di ff erent functional blocks in a demonstrator representative of an intelligent and miniature infrared lure: CASSIS. Beyond the demonstration of CASSIS, all of my thesis work, which falls within the framework of a joint laboratory, IMPYACT, between the CNRS and the Etienne Lacroix group, contributed to the development of solutions and "Generic" and "versatile" technologies for the controlled initiation, propulsion and integration of miniature pyrotechnic systems exploitable for many pyrotechnic systems.; Répondant à un besoin grandissant de standardisation et d’adaptabilité pour les systèmes pyrotechniques, nous présentons au travers de ce travail un nouveau concept de leurre infrarouge intelligent, contrôlable à l’aide d’un système d’initiation électronique miniature embarqué. Notre solution innovante se décompose en trois blocs fonctionnels distincts : (1) un bloc d’éjection pyrotechnique contrôlable intégrant trois charges d’éjection dans une seule pièce plastique métallisée, (2) un bloc appelé fonction terminale, constitué d’un pain pyrotechnique infrarouge structuré, couplé à un étage de micro-initiation à base de nano-thermites, adressable et basse énergie, et (3) un bloc de contrôle, connecté et autonome, répondant au STANAG 4187 qui commande l’armement et la mise à feu des fonctions pyrotechniques. Pour dimensionner le bloc d’éjection, nous avons développé un code de balistique intérieure à paramètres globaux et un superviseur d’optimisation, capable de simuler n’importe quel système à effet mortier. Ensuite, pour simuler la combustion des pains infrarouges, nous avons développé un code de régression géométrique basé sur la méthode level-set, capable de modéliser la combustion de n’importe quel pain solide multi composition, compartimenté ou structuré, allumé séquentiellement ou simultanément en plusieurs points. Nous avons exploré des solutions technologiques innovantes,au rang desquelles l’initiation de pains pyrotechniques par micro-inflammateurs à nanothermites. Nous avons montré théoriquement, puis validé expérimentalement, qu’il était possible de contrôler finement la réaction de combustion des pains pyrotechniques IR grâce à un allumage séquentiel de ces derniers, ce qui représente une innovation importante en pyrotechnie. Nous avons exploré la technologie plastronique pour réaliser le bloc d’éjection car elle permet de métalliser sélectivement les surfaces d’une pièce plastique pour condenser en une seule pièce des fonctions mécaniques, électroniques et de packaging. En particulier, nous avons utilisé pour la première fois cette technologie pour tracer des fils chauds sur la surface d’une pièce plastique, et permettre de rassembler trois impulseurs d’éjection dans un volume minimal. Nous avons validé expérimentalement le contrôle de la vitesse d’éjection de leurres IR grâce à un allumage partiel d’impulseurs plastroniques. Enfin, une électronique de commande respectant le STANAG 4187 a été conçue pour initier séquentiellement les blocs terminaux et d’éjection. Elle intègre un étage de commande autour d’un microcontrôleur PIC, un étage degestion de l’énergie intégrant des micro-sources de courant et une super capacité, et un étage de sécurité qui détecte l’éjection grâce à un accéléromètre et un émetteur/récepteur infrarouge. Nous avons conclu la thèse par l’intégration des différents blocs fonctionnels dans un démonstrateur représentatif d’un leurre infrarouge intelligent et miniature : CASSIS. Au delà de la démonstration de CASSIS, l’ensemble de mes travaux de thèse, qui s’inscrivent dans le cadre d’un laboratoire commun, IMPYACT,entre le CNRS et le groupe Etienne Lacroix, ont contribué à mettre au point des solutions et technologies“génériques”et “versatiles”pour l’initiation contrôlée, la propulsion et l’intégration de systèmes pyrotechniques miniatures exploitables pour nombreux systèmes pyrotechniques.