Télémètre laser

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Télémètre laser Leica

Un télémètre laser est un appareil permettant de mesurer les distances. Un rayon laser est projeté sur une cible qui renvoie à son tour le rayon lumineux. Le boîtier électronique calcule le déphasage entre l'émission et la réception.

Principe de fonctionnement

Un rayon modulé en fréquence est projeté sur une cible. La cible renvoie ce rayon vers l'appareil. Le temps mis par le rayon pour revenir est mesuré et la distance séparant l'utilisateur de la cible est calculée.

Diverses applications

Contrôle de vitesse

Ce principe est utilisé par les forces de l’ordre pour effectuer des contrôles de vitesse.

«Le cinémomètre [...] met en oeuvre des trains d'impulsions de lumière infrarouge émis par un laser. Lorsque le faisceau rencontre une cible (véhicule), une fraction de lumière est renvoyée vers le cinémomètre. La mesure de la vitesse des véhicules ciblés est déterminée à partir du calcul des temps mis par chaque impulsion pour parcourir le trajet aller-retour.»[1]

Dans la marine

Il est utilisé dans la marine pour des applications civiles (sondeurs pour connaître la profondeur d’eau en dessous de la quille d’un bâtiment submergé ou immergé) mais aussi militaires pour calculer la distance entre l’émetteur et le but aérien, terrestre, immergé ou submergé.^{[réf. nécessaire]}

Dans l'armée

La technologie a permis de développer des systèmes d’aides à la conduite du tir avec l’élaboration de télémètre laser couplé à un ordinateur balistique dont le but est de calculer la correction à appliquer à l’angle et à l’orientation du canon en fonction de la distance, direction et vitesse du but, au type de munition présent dans la culasse puisqu’un canon peut tirer plusieurs types d’obus, la vitesse et la direction du char tireur, la vitesse et la direction du vent etc. Il suffit d’envoyer une signature laser sur la cible et de tirer.

Les parades à cette technologie n’ont pas tardé à venir : des détecteurs réagissant lorsqu’un rayon laser accroche le but indiquent que le but est visé. Il semblerait (et c’est encore logique) que la direction où le tireur se trouve est également connue par le but.^{[réf. nécessaire]} (Comme on localise la direction d’un émetteur radar par ondes électromagnétiques ou encore un émetteur sonar actif.) D’ailleurs, le principe de fonctionnement du télémètre laser est identique donc il suffit d’envoyer un « ping » sur la cible et de calculer le temps α1 qu’il met pour revenir.

Avec ce principe, on connaît la distance séparant le tireur du but. Il suffit de renouveler le processus après un temps donné t et de calculer la différence des deux temps α1 et α2. On obtient ainsi un temps v qui n’est rien d’autre que le temps image de la distance parcourue pendant un temps donné t. Avec les informations déduites du calcul simple de la distance par rapport au temps, on obtient la vitesse.

En forêt

Exemple du laser télémètre TruPulse, équipé d'un filtre anti-feuille, utilisé en milieux forestier (en combinaison avec la technologie Field-Map)

En forêt il est difficile d'assurer que le rayon projeté reflète de la cible qui renvoie. Souvent le système anti-feuille est utilisé , quand le rayon du laser reflète que d'un réflecteur spécial. Le réflecteur assure donc les mesures précises même dans le sous-bois. Ce système est utilisé par exemple lors des inventaires forestiers.

Défauts du télémètre laser

Des problèmes dus à la réfraction de la lumière lorsque le rayon traverse une plaque de verre ou de plastique, ou un nuage plus ou moins chargé d’eau, ou aux différentes températures des couches d’eau lorsqu’on se trouve en possession d’un sonar ou ASDIC déforment les données obtenues. C’est notamment le cas lorsqu’on plonge un objet rectiligne dans l’eau, on remarque qu’il est « cassé » à l’endroit de séparation entre l’air et l’eau. Ce phénomène est lié à la vitesse de la lumière (ou de l’onde employée, sonore ou lumineuse) dans les différentes couches traversées par ce même rayon ou onde. (La vitesse de la lumière varie.) Alors, en superposant plusieurs couches (sèche, humide, brouillard puis fumée par exemple) on obtient un résultat peu fiable.

En combat, la parade à l'utilisation du télémètre laser est de lancer des grenades fumigènes dans la direction du tireur, ce qui rend inopérant son système laser. Soit le tireur utilise les données précédemment obtenues, dont la fiabilité diminue avec le temps (un ou plusieurs paramètres peuvent avoir changé), soit il attend que la fumée se dissipe (pour voir la cible masquée derrière le rideau de fumée ou pouvoir se servir à nouveau de son télémètre) en risquant une réplique de la part de l’adversaire (qui ne voit plus non plus son ennemi), soit il se passe de télémètre et effectue la surélévation et la correction lui-même.

D’autres parades électroniques existent, consistant à brouiller l’onde reçue, ce qui rend le résultat totalement invraisemblable, mais le tireur peut savoir que la cible est en train de brouiller l'onde.

D'autres principes de mesure de distance

1. calculer l'angle de réflexion avec lequel revient le faisceau laser
2. calculer le déphasage de l'onde lumineuse
3. créer un laser qui émet une onde modulée a une fréquence moins élevée que la lumière (de l'ordre de 100 kHz) et comparer le déphasage (différence de temps) entre le signal émis et celui qui revient. Ce principe est celui qui est utilisé actuellement dans les télémètres laser conçu pour les bâtiments, maisons, ...

Voir aussi

• Mise au point télémétrique
• Lidar
• Scanner 3D

Liens externes

• Lien expliquant le principe de fonctionnement du télémètre laser: [2]
• Glossaire des termes de télémètre laser : [3]
• Analyse technique de télémètre laser[4]
• Télémètre laser pour application militaire
• Télémètre laser pour application forestier
• Laser télémètre pour l'utilisation en milieux naturel

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