Affichage tête haute

Pour les articles homonymes, voir ATH et HUD.

HUD d'un F/A-18C des années 1990

L'affichage tête haute consiste à superposer des informations nécessaires au pilotage, à la navigation ou à la réalisation de la mission sur l’environnement extérieur. Il permet au pilote de surveiller son environnement en même temps que des informations fournies par ses instruments de bord.

La terminologie française utilise le terme viseur tête haute, traduction de l’anglais head up display (HUD). Les techniciens utilisent l’abréviation CTH pour collimateur tête haute ou VTH pour Visualisation tête haute.

Problème posé

Dans un avion de combat le pilote doit surveiller son environnement (évitement des obstacles pendant le vol à basse altitude et avions ennemis) en même temps qu’il doit assurer le pilotage, la navigation et la réalisation de sa mission. L’œil du pilote doit donc constamment accommoder sa vision sur le paysage extérieur (à l’infini) puis sur sa planche de bord (quelques dizaines de centimètres) ce qui est source de fatigue et peut aussi amener le pilote à ignorer un évènement important.

HUD d'un Saab 35 Draken des années 1960

Solution

En disposant un miroir transparent entre la tête du pilote et la verrière on peut y projeter des images collimatées à l’infini. Ces images se superposent au paysage et permettent donc au pilote de surveiller en même temps son environnement et les données fournies par ses instruments de bord.

La glace est inclinée à 45° et le champ visuel est de l’ordre de 20°.

Les systèmes les plus modernes permettent la projection en plusieurs couleurs et même celle d’images de télévision grâce au passage de l'analogique monochrome au numérique polychrome^[1].

Informations projetées

Les informations projetées sont élaborées par un calculateur et, le plus souvent, résultent d’une synthèse entre plusieurs informations primaires issues des instruments de bord. La nature des informations est parfois modifiable en fonction de la phase du vol : en phase finale le pilote peut afficher le domaine de tir d’un missile en plus ou à la place des informations relatives au pilotage ou à la navigation.

Sur les avions commerciaux, le CTH sert essentiellement à présenter des informations relatives à l'environnement telles qu'une piste d'atterrissage masquée par le brouillard.

Évolutions probables

Le coût, l’encombrement et le poids de ces systèmes les ont fait réserver jusqu’ici aux avions de combat là où l'attention du pilote est particulièrement sollicitée. Avec la miniaturisation des calculateurs et l’augmentation de leur capacité à coût constant les systèmes d’affichage tête haute commencent à avoir des applications dans des domaines plus vastes, voire grand public tel que les automobiles.

L'affichage des informations tactiques sur la visière du casque du pilote, utilisé alors comme viseur, permettrait de disposer de ces informations dans toutes les directions. En 2010, ces nouveaux casques sont en développement pour la dernière génération de certains avions de combat en service et pour la prochaine génération.

Ce dernier développement pourrait aussi être utilisé pour équiper les casques des fantassins. Le poids du système, en particulier celui des batteries reste encore pénalisant.

Application à l'automobile

Système d'affichage tête haute d'une BMW Série 5 (génération E60)

Le principe pour l'automobile est le même que pour l'aviation avec la projection des informations sur le pare-brise du véhicule, dans le bas du champ de vision du conducteur. Cette technologie reste encore peu répandue. Elle est apparue sur la Pontiac Grand Prix en 1988^[2] mais le système était alors encore encombrant et peu pratique. Miniaturisation et progrès technologiques aidant, on la trouve désormais (janvier 2010) sur la Citroën C6 et Peugeot 3008 et 5008, et 508, sur la Toyota Prius et certains modèles BMW et Cadillac^[2] mais le système reste encore onéreux, environ 1500 €^[2], en limitant grandement sa diffusion surtout pour une technologie qui peut être encore perçue comme un gadget. Les constructeurs mettent en avant l'argument de la sécurité. Un automobiliste met environ 1 seconde pour chercher et lire une information de base sur son tableau de bord^[2], pendant ce laps de temps, il ne regarde pas la route et son véhicule parcourt 14 mètres à 50 km/h et 36 mètres à 130 km/h.

La technologie embarquée sur les automobiles actuelles fonctionne avec un projecteur situé derrière le tableau de bord qui projette à l'aide de diodes des informations sur le pare-brise, le conducteur ayant l'illusion que ces dernières se trouvent 2 mètres devant lui. Le conducteur sélectionne la hauteur, l'intensité de l'affichage, qui peut être monochrome ou de multi-couleurs, et les informations souhaitées. Il est techniquement possible d'afficher toutes les informations disponibles, vitesse de la voiture, niveau du carburant, alertes mécaniques, informations de l'ordinateur de bord ou du système de navigation. Mais les constructeurs limitent l'affichage simultané pour ne pas distraire ou gêner la vision du conducteur par trop d'informations.

Notes

Liens externes

• HeadUpFlight.net - Site dédié aux collimateurs de pilotage des avions

• Portail de l’aéronautique