Affichage tête haute

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HUD d'un F/A-18C des années 1990.

L'affichage tête haute permet au pilote de surveiller son environnement en même temps que des informations fournies par ses instruments de bord. Il consiste à superposer des informations nécessaires au pilotage, à la navigation ou à la réalisation de la mission sur l’environnement extérieur, au moyen d'un petit projecteur affichant l'image sur un ou plusieurs miroirs semi-transparents (un autre système utilise la diffraction dans un matériau transparent spécialement préparé[1]).

Terminologies[modifier | modifier le code]

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[modifier | modifier le code]

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.

Solutions[modifier | modifier le code]

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[2].

Une autre solution est constitué d'un projecteur et d'un dispositif diffractif (combineur diffractif) formant « une image virtuelle » dans le champ de vision de l'utilisateur[1].

Informations projetées[modifier | modifier le code]

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. Le CTH peut également être utilisė pour afficher une image infrarouge du terrain en avant de l'appareil, obtenue au moyen d'un équipement tel que LANTIRN. 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[modifier | modifier le code]

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.

Équipement en option pour les appareils d'Airbus[modifier | modifier le code]

Cette technologie fut également développée par Thales pour l'A380. Depuis novembre 2009, la flotte d'Air France bénéficie de cet équipement, notamment lors des phases de décollage et d'atterrissage, afin d'améliorer la sécurité des manœuvres. Thalès compte en 2012 quatre autres clients, Korean Air , Asiana Airlines et China Southern Airlines actuellement, ainsi que Qatar Airways pour leur future flotte [3].

L'installation de ce système dans les appareils d'Airbus fut considérablement évoluée. En juin 2015[4] :

  • simple ou double affichage tête haute, soit pour le commandant, et le copilote en option
    • A318/A319/A320
    • A350
    • A380
  • simple affichage tête haute, pour le commandant
    • A321, double prévu à partir de 2016
    • A330, double prévu à partir de 2017

Application à l'automobile[modifier | modifier le code]

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

Le principe a été développé pour l'automobile, avec la projection d'informations sur le pare-brise du véhicule, dans le bas du champ de vision du conducteur. Les constructeurs mettent en avant l'intérêt du procédé en matière de sécurité. Un automobiliste met environ 1 seconde pour chercher et lire une information de base sur son tableau de bord[5] ; 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.

Cette technologie est encore réservée au haut de gamme et sa diffusion est donc faible. Elle est apparue sur la Pontiac Grand Prix en 1988[5] mais le système était encombrant et peu pratique. Miniaturisation et progrès technologiques aidant, le procédé a été décliné sur les séries Citroën C6, Peugeot 3008, 5008, 508, Toyota Prius et certains modèles BMW et Cadillac[5] mais le système reste encore onéreux (environ 1500 €[5] lorsqu'il est en option).

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 deux mètres devant lui. Le conducteur sélectionne la hauteur, l'intensité de l'affichage, qui peut être monochrome ou multicolore, 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 en affichant trop d'informations.

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. a et b Brevet EP 2376968 B1 (Dispositif diffractif d'affichage tête haute muni d'un dispositif de réglage de la position de l'image virtuelle).
  2. Présentation au bourget 2011 par la DGA des résultats d'études du PEA CTH Numérique.
  3. Air & Cosmos, n°2330 - 12 octobre 2012, L'A380, un précurseur en matière d'HUD
  4. http://www.journal-aviation.com/actualites/30253-la-famille-a320-d-airbus-certifiee-en-double-hud le 24 juin 2015
  5. a, b, c et d « L'info à l'œil », L'Auto-Journal, n° 742, 17 janvier 2008.

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]