Article paru en mars 200325 images pour raconter 200 microsecondes
Ultrarapide > Grâce à une caméra ultrarapide utilisée par le CEA pour ses recherches militaires, la société NCS - Pyrotechnie a obtenu un film en 25 images montrant sur 200 microsecondes le fonctionnement d'un nouvel allumeur d'airbag. Cette technologie de capture d'images est applicable à tous les phénomènes rapides dont la description qualitative peut éclairer les règles de conception d'un produit.
CA l'origine du gonflement d'un airbag, qui dure au total 100 millisecondes, se produit un phénomène en deux temps dont le premier est souvent méconnu. Le choc initial, en effet, ne déclenche pas directement la combustion du propergol et le dégagement des gaz qui gonflent le ballon ; il fait exploser sur 200 microsecondes un "allumeur", petit étui d'environ 10 mm contenant 1 g d'explosif, dont l'ouverture partielle dans une zone poinçonnée lance la combustion du propergol...
NCS-Pyrotechnie, acteur important de ce marché, produit chaque année 50 millions d'allumeurs et se heurte comme ses concurrents à l'impossibilité de voir fonctionner son produit : 200 microsecondes, c'est trop rapide pour les techniques de capture d'images classiques... "La mise au point de nouveaux étuis ou de nouvelles formes de poinçonnage s'effectue par itérations, en observant l'étui après déclenchement, explique Nicolas Martin, de NCS-Pyrotechnie. En sollicitant le CEA, nous avons voulu sortir de cette logique pour aller à l'observation directe".
La Direction des Applications Militaires dispose en effet de caméras ultrarapides travaillant à cette échelle de temps. Leur film est fixe, et un miroir tournant entraîné par une turbine à air comprimé vient y imprimer des vues, à une cadence pouvant atteindre 1 million d'images/seconde ! Il est possible ainsi d'extraire 25 vues, sur une plage comprise entre 3 et 200 microsecondes.
L'allumeur d'airbag constituait à cet égard un sujet de prise de vues délicat, puisqu'il fonctionne précisément sur 200 microsecondes : "la synchronisation de la caméra et de l'allumage devait être parfaite, explique Yann Pierre. Or, nous nous sommes aperçus que le déclenchement de l'allumeur s'opérait dans une plage de plus ou moins 100 microsecondes... Il a fallu multiplier les essais pour obtenir un film complet".
L'équipe CEA a résolu bien d'autres difficultés. Ainsi, l'allumeur était bien plus petit que les objets habituellement filmés, d'où de multiples essais de cadrage. Le temps de pose, 1 000 fois plus bref que pour une photo classique, a imposé le recours à un éclairage haute puissance par ampoules électroniques flash. Pour la mise à feu de l'allumeur, la sécurité imposait de recourir aux systèmes d'amorçage habituels du CEA : encore fallait-il vérifier la compatibilité de ce gabarit de courant avec le produit de NCS-Pyrotechnie... "Le principal risque, c'est le non-feu : comme pour un pétard, on ne sait pas si l'explosion aura lieu plus tard ou jamais. Heureusement, nos essais ont montré la compatibilité des dispositifs."
Le film obtenu a tout à la fois séduit - la performance technique est exceptionnelle - et déçu, en raison de dégagements de fumées qui masquent l'allumeur. Il n'en reste pas moins que cet outil hors normes peut servir à d'autres industriels du "rapide" : le CEA avait déjà permis à un fabricant de raquettes de tennis d'observer les vibrations des cordages pendant un lift...
