Communiquer par infrarouge (1/2)

Par Mohamed Bouslama, Léonie Pacher, Nesrine Zibani.

Actuellement, dans un cockpit d’avion, les informations de vol sont communiquées par l’intermédiaire d’un casque filaire. La communication est malheureusement dépendante du fil. Celui-ci peut être encombrant pour le pilote et, en cas déconnexion, peut entraîner des conséquences dramatiques. Steve Joumessi Demeffo, doctorant au laboratoire XLIM, à l’université de Limoges en collaboration avec Airbus, travaille sur un dispositif communiquant par optique sans fil. L’idée est de développer un casque sans fil qui assure la transmission continue et sécurisée des informations de vol. 

Le principe de la communication sans fil est de favoriser la mobilité des données en supprimant les connexions filaires. Dans la vie quotidienne nous utilisons régulièrement des dispositifs de communication sans fil, par exemple une télécommande de télévision. Ces émetteurs transmettent une information sous forme de signal électromagnétique qui est reçu par la télévision, le récepteur. Il existe différentes technologies de communication sans fil, comme le Wifi, le Bluetooth, l’infrarouge, le signal radio, etc. Chacune de ces technologies répond à un besoin particulier. Ceux-ci sont définis par l’utilisateur suivant différents paramètres, comme la qualité et la vitesse de transmission, le coût de la technologie et surtout la sécurité des données. Dans le cadre d’utilisation d’une technologie de communication sans fil dans un cockpit, il est nécessaire de sécuriser un maximum les données, d’avoir une vitesse de transmission importante et d’assurer sa qualité. La solution retenue par Steve Joumessi Demeffo est la communication par infrarouge. Cette dernière assure la sécurité du transfert des données en les confinant à la cabine de pilotage. De plus, ce signal ne perturbe pas le fonctionnement de l’avion.

Transmettre en infrarouge

L’infrarouge est un rayonnement électromagnétique qui fait partie de la zone invisible du spectre lumineux. Sir William Herschel, astronome britannique d’origine allemande, à découvert le rayonnement infrarouge en 1800. 

Découverte des rayons infrarouges par le physicien germano-britannique William Herschel, Voir la vidéo La découverte des infrarouges.

Il a décomposé le spectre lumineux en utilisant un prisme de verre et mesuré la température émise par chaque couleur du spectre. Il a ainsi découvert qu’une chaleur importante était émise au-delà du côté rouge du spectre, ce sont nos infrarouges. La première utilisation de l’infrarouge fût en mai 1899 par Nikola Tesla, célèbre ingénieur électricien, afin de piloter son bateau télécommandé. Par ailleurs, cette technologie est une solution économique en comparaison de ce qui existe sur le marché. Elle assure une bonne confidentialité des transmissions car elle ne traverse pas les parois opaques, l’information est confinée au local d’émission. La lumière infrarouge permet de transmettre une quantité importante d’information rapidement grâce à sa large bande passante. Comme tout type de transmission sans fil, l’infrarouge a ses avantages et ses inconvénients. La transmission est sensible aux interférences lumineuses et ne permet pas de communiquer sur de grandes distances (inférieur à 30 mètres).  Dans l’utilisation de l’infrarouge pour le casque du pilote, la zone d’utilisation est petite et la lumière est maîtrisable donc le choix de cette technologie est adéquat. 

Au-delà du cockpit

En dehors de la communication sans fil, l’intérêt de l’infrarouge est multiple. Il est utilisé en exploitant la chaleur émise par les ondes infrarouge. Dans l’industrie, des lampes infrarouges sont utilisées pour souder des pièces, gratiner des aliments ou encore sécher du textile car il permet un gain de productivité et de coût de production. Il peut aussi être utilisé en vision nocturne, ce qui est intéressant pour les forces de l’ordre et de défense. Dans le même principe, la thermographie infrarouge permet de mesurer des variations de température. Elle peut aider au diagnostic des affections du système immunitaire ou encore à détecter des défauts d’équipements électriques. Les billets en euros sont dotés de caractéristiques infrarouges qui permettent de sécuriser leur utilisation.

La transmission sans fil a donc beaucoup de domaines d’applications existants et d’autres à exploiter.

Vidéo de la finale régionale Comue Léonard de Vince, Ma thèse en 180 secondes. Steve Joumessi Demeffo (laboratoire Xlim, Université de Limoges).

Cet article a été réalisé dans le cadre d’une formation à l’écriture journalistique avec l’École doctorale Sciences et ingénierie des systèmes, mathématiques, informatiques (Sismi) des universités de Poitiers et Limoges.

Auteurs
Mohamed Bouslama est doctorant en électronique des hyperfréquences, université de Limoges, Institut Xlim, Brive-La-Gaillarde, sujet de thèse : «Caractérisation statique et dynamique des composants GaN HEMT couplées avec les simulations physiques et thermique.»

Léonie Pacher est doctorante en biomécanique et technologie sans fil, université de Poitiers, Institut Xlim et PPrime, sujet de thèse : «Analyse de la locomotion par réseau de capteurs sans fil.»

Nesrine Zibani est doctorante en informatique, Laboratoires Techné et Lias, université de Poitiers, sujet de thèse : «Contribution à la modélisation prédictive des pratiques numériques juvéniles dans les activités instrumentées.»

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