Un « radar » acoustique repère les passagers clandestins à l'intérieur des conteneurs de fret en métal

La détection des passagers clandestins dans les camions, les conteneurs maritimes et les wagons de train est une activité de plus en plus importante alors que les pays du monde entier tentent de lutter contre les mouvements illégaux de personnes à travers les frontières. Diverses technologies sont conçues pour aider, mais toutes ont des limites importantes.

Les capteurs passifs à ondes millimétriques peuvent voir à travers les murs mais nécessitent une source d'éclairage telle que le ciel. Cela exclut généralement la détection de passagers clandestins à l'abri du soleil.

Les systèmes radar à micro-ondes fournissent leur propre source d'éclairage mais ont généralement du mal à détecter les personnes immobiles. Dans tous les cas, ces signaux ne traversent pas les parois métalliques et ne conviennent donc pas aux conteneurs de fret et similaires.

Ensuite, il existe des systèmes basés sur la détection des rayons gamma. Ceux-ci traversent facilement les parois métalliques et sont principalement destinés à la détection de matières nucléaires. Mais ils présentent un risque important pour la santé humaine et ne conviennent donc pas pour repérer les passagers clandestins.

Enfin, il existe des capteurs acoustiques, qui peuvent certes envoyer des signaux à travers des parois métalliques mais qui n'ont jamais été assez puissants ou sensibles pour détecter avec précision les humains de l'autre côté.

Jusqu'à maintenant. Aujourd'hui, tout cela change grâce au travail de Franklin Felber de Starmark, une société de conseil scientifique basée à San Diego, qui a construit et testé un capteur acoustique à la fois suffisamment puissant et sensible pour détecter le mouvement respiratoire d'un humain autrement stationnaire sur l'autre côté d'une paroi de conteneur de fret.

Le problème avec les émetteurs acoustiques conventionnels est qu'ils ne produisent pas le type de signal qui peut détecter les personnes. Cela doit avoir une fréquence spécifique et étroite qui permet à un capteur de capter le changement de réflexion d'un objet se déplaçant de seulement quelques millimètres, comme un thorax respiratoire, par exemple. Un signal à large bande qui couvre une gamme de fréquences brouille simplement ces réflexions.

Il doit également être suffisamment puissant pour traverser une paroi métallique, dans l'air de l'autre côté, puis se refléter sur les objets et repasser à travers la paroi métallique vers un récepteur.

Felber a commencé son travail en expérimentant des transducteurs piézoélectriques commerciaux prêts à l'emploi. Ceux-ci changent de forme lorsqu'ils sont soumis à une tension puissante. C'est ce changement qui génère un signal acoustique.

Mais Felber a découvert qu'ils avaient des lacunes importantes. Le plus grave était que pour produire un signal suffisamment puissant, ils devaient fonctionner près de leur seuil de dégâts. De plus, ils utilisent des tensions énormes - de l'ordre de 3 000 volts - et cela nécessite des circuits de conditionnement de puissance spécialisés. Pire encore, ils perdent leurs propriétés résonnantes lorsqu'ils sont fixés à un mur, ce qui réduit leur puissance acoustique d'un facteur de milliers.

Mais Felber a trouvé une alternative remarquablement simple et efficace en exploitant un type de transducteur acoustique entièrement différent qui fonctionne avec une pile de neuf volts. Sa nouvelle machine est essentiellement un marteau ou, comme il l'appelle, un transmetteur d'impact mécanique.

Cela produit un signal acoustique puissant en frappant à plusieurs reprises sur un disque métallique, qui résonne alors à une fréquence spécifique. Lorsqu'il est fixé à une paroi de conteneur, le signal passe dans l'air de l'autre côté.

Un récepteur acoustique capte toutes les réflexions de chaque impulsion et un processeur de signal les soustrait ensuite des réflexions de l'impulsion précédente. Les réflexions qui n'ont pas changé, celles des objets fixes, s'annulent. Cela ne laisse que les réflexions des objets en mouvement, comme les personnes.

Felber a testé l'appareil et montre qu'il peut détecter une personne de l'autre côté d'un mur qui bouge et même une qui est immobile, simplement à partir de l'action respiratoire.

C'est un travail impressionnant qui montre comment une idée simple peut l'emporter sur la science des matériaux la plus avancée.

Il y a des mises en garde, bien sûr. Le plus important est la façon dont l'impacteur mécanique se couple au mur.

Pour bien fonctionner, l'appareil et le récepteur doivent être soigneusement fixés au mur de manière à ne pas modifier de manière significative leurs fréquences de résonance, car cela entraînerait la perte des signaux.

Cela peut être possible lors d'un test, mais une question importante est de savoir si cela serait possible dans la pratique lorsque des milliers de conteneurs de fret doivent être scannés dans un large éventail de conditions météorologiques.

Néanmoins, Felber est optimiste. Il dit que les appareils sont capables de scanner à distance et de manière non intrusive les conteneurs de fret en acier pour les passagers clandestins à un rythme de deux conteneurs par minute.

Le fait qu'une solution urgente soit requise pour ce problème attirera sûrement l'attention sur ce travail et aidera à se concentrer sur les derniers problèmes pratiques qui doivent être résolus.

Réf : arxiv.org/abs/1507.01479 : Démonstration d'un nouveau capteur acoustique traversant à haute puissance

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