Certains avions au look futuriste, comme le Northrop B-2 Spirit, ont la capacité d’être « furtif ». Avec une envergure de plus de 50 mètres, ce dernier est pourtant indétectable par les radars actuels. Comment un avion peut-il être « invisible » aux yeux des appareils de détections modernes ?

La furtivité d’un appareil est sa capacité à être indétectable par les différents appareils de détection. Bien sûr, rendre un avion furtif n’a rien de magique : on ne le rend pas invisible à proprement parlé. Dans cet article, nous allons voir comment détecter un avion, et les différentes techniques afin d’augmenter la furtivité de ce dernier.

Comment détecter un avion ?

Pour détecter un avion à une grande distance, une information physique doit être émise (directement ou indirectement) de l’avion, jusqu’à un récepteur, permettant de l’interpréter, et d’en déduire si il s’agit d’un avion ou non. Cette information physique pourrait être du son (émit par les moteurs de l’engin. Cependant, ces grandeurs physiques ont des limites : l’intensité du son diminue fortement avec la distance. Il est donc nécessaire d’utiliser d’autres informations physiques pour détecter les avions. Il se trouve que les ondes électromagnétiques sont des candidats idéaux ! En effet, elles ont l’avantage de se déplacer sur une grande distance avec une perte d’intensité très faible.

En particulier, un avion émet constamment une catégorie d’ondes électromagnétiques communément appelée : les ondes infrarouges. Nous savons que tout objet plus chaud que son environnement émet un rayonnement infrarouge : Le soleil, notre corps, et même des simples gaufres !

De gauche à droite : Le Soleil, un homme, des gaufres

En première approximation, plus un objet est chaud, plus ce dernier rayonne.  Malheureusement,  les gaz brûlés émis par le moteur d’un avion sont  très chaud ! De plus, pour les avions les plus rapides, le frottement de l’air sur la surface de l’avion induit une production de chaleur, et émet également un rayonnement. Ce rayonnement infrarouge pourra donc être capté par un appareil conçu à cet effet, pour  ainsi« visualiser » cette chaleur, et détecter la présence d’un avion. Le rayonnement capté est la « signature infrarouge » de l’avion. Chaque avion en possède une, et dépend de l’architecture de l’appareil. C’est la forme et l’intensité du rayonnement qui définit la signature infrarouge.

Représentation de la thermographie d’un avion de chasse

Ainsi, plus la signature infrarouge d’un objet est intense et d’une forme particulière, propre à un avion, plus ce dernier sera enclin à être détecter comme un « objet volant et motorisé». De plus, l’emplacement du moteur, les types de matériaux utilisés ou encore la température des gaz brûles ont un effet sur la signature infrarouge. Ces caractéristiques étant différentes d’un avion à un autre, cette signature devient donc propre à chaque type d’appareil.

Il existe une autre solution afin de détecter la présence et la position d’un objet : le radar.

Le principe de ce système est très simple : une onde électromagnétique est envoyée en direction du ciel. Lorsque cette dernière rencontre un objet, une partie est absorbée par ce dernier. Le reste de l’onde ayant échappée à l’absorption est réfléchie ! Le récepteur va donc recevoir cette onde, avec une certaine intensité et une certaine forme.

Avion civil détecté par un radar

Le radar va donc estimer la surface responsable de la réfection de l’onde. C’est la signature radar. Plus un avion aura une signature radar importante, plus il sera enclins à être détecté.  Une diminution de cette signature, et donc de la surface réfléchissant l’onde, est nécessaire afin de rendre l’avion furtif !

Les solutions pour rendre un avion furtif

Pour réduire la signature infrarouge, il est nécessaire de réduire la température des gaz brûles en sortie de tuyère. En effet, plus la température d’un objet est élevée, plus ce dernier va émettre de rayonnement.  Ces gaz peuvent être dilués avec de l’air froid afin d’abaisser leur température. Des peintures spéciales peuvent également être appliquées sur la surface des zones chaudes de l’avion afin de limiter le rayonnement. En effet, la capacité d’un objet à rayonner dépend du type de matériau à sa surface.

Pour réduire la signature radar d’un avion, il faut réduire la proportion d’onde électromagnétique réfléchie par l’avion  arrivant sur le récepteur. Sur le Rafale, une fine couche d’or est placée sur la verrière du cockpit. Mais pourquoi autant de luxe me diriez-vous ? L’or a la propriété d’absorber une patrie des ondes électromagnétiques. Cela réduit donc la proportion d’onde réfléchie.

Une autre technique, beaucoup plus efficace, est de modifier la géométrie de l’avion afin de dévier les ondes électromagnétiques. En effet, l’émetteur et le récepteur des ondes radars se trouvent généralement proches l’un de l’autre. Le but est donc de dévier l’onde émise dans une direction autre que celle incidente, pour ne pas atteindre le récepteur C’est pourquoi les avions furtifs possèdent des formes si particulières. Pour illustrer cela, envoyons une onde radar sur le B2.

Le B2 volant près d’un radar

 

Une très grande partie de l’onde va être déviée dans une direction « poubelle ». Bien sûr, il est impossible de dévier toute l’onde. Une partie est réfléchie en direction du récepteur. Le radar va recevoir une onde de faible intensité. Le B2 aura donc une signature radar très faible, où le radar ne le détectera pas du fait d’un signal reçu trop faible.

Conclusion

Pour rendre un avion furtif, il faut tout simplement réduire sa signature radar et infrarouge. Bien sûr, cela est plus facile à dire qu’à faire. En effet, cela a de grosses conséquences sur les performances de l’avion. Par exemple, la modification de sa géomètre induit une modification de l’écoulement autour de l’appareil, et une baisse de performances aérodynamiques non négligeables. De même pour la baisse de la signature infrarouge, cela implique une refonte de l’architecture de l’appareil. La furtivité est donc une histoire de compromis avec la performance de l’avion.