PROCEDE ET APPAREIL POUR EDUQUER LA PERCEPTION TACTILE D'UN TIREUR, NOTAMMENT D'UN TIREUR SPORTIF

PROCEDE ET APPAREIL POUR EDUQUER LA PERCEPTION TACTILE D'UN TIREUR, NOTAMMENT D'UN TIREUR SPORTIF

L'invention concerne un procédé pour éduquer la perception tactile d'un tireur.

Elle concerne également un appareil pour la mise en oeuvre d'un tel procédé.

L'invention concerne plus particulièrement le domaine du tir sportif dont la réussite dépend beaucoup de la maîtrise de la pression du doigt sur la détente.

Deux paramètres fondamentaux régissent la technique du tir : a/ être "en face" de la cible ; b/ avoir son arme stable à l'instant du départ du coup.

Pour être maître du départ du coup, le tireur doit pouvoir maintenir et contrôler la pression de son index sur la queue de l'organe de détente à la valeur la plus proche possible de celle du départ du coup, de façon à l'atteindre et en franchir le seuil sans perturber l'immobilité de l'arme. Sinon, c'est le "coup de doigt" et l'échec. Le sens du toucher permet au tireur d'évaluer la valeur de la pression exercée par l'index sur la queue de détente, mais de façon peu précise. L'expérience suivante le montre : si on demande à un tireur de comparer la détente d'un pistolet modèle "DES 69" à celle d'un revolver modèle "MR 73", il trouve celle du "DES" plus lourde alors que c'est l'inverse

(1000 gf contre 1360 g, l'erreur provenant du fait que la détente du "MR 73" est plus progressive) .

Un bon tireur (niveau régional) appuie le plus progressivement possible sur la queue de détente. Il envoie l'ordre à son index puis ne s'en occupe plus pendant qu'il s'efforce de rester en ligne. Il doit être surpris par le départ du coup. Un excellent tireur (niveau international) monte en pression jusqu'au seuil de départ du coup. Il se maintient à cette pression critique jusqu'au moment où sa ligne de mire est parfaite, et une fois stabilisé, il franchit le seuil sans ébranler son arme.

Un très bon tireur (niveau national) oscille entre les deux techniques précédentes, selon sa forme du moment.

A partir de la constatation que le sens du toucher donne une évaluation quantitative de la pression très insuffisante et pour pallier cette défaillance physiologique, on ne peut que conclure à la nécessité d' éduquer les corpuscules de Pacini qui sont les récepteurs de la pression profonde situés sous la peau de la première phalange de l'index.

Selon l'invention, cette éducation peut s'effectuer à partir d'une idée simple : s'appuyer sur la perception de nos sens les plus précis (l'ouïe et surtout la vue) pour développer 1 * acuité du sens du toucher et de la perception tactile de pression.

Par au moins une perception supplémentaire (visuelle et/ou auditive), l'invention se fixe donc pour but d'apporter au tireur deux perceptions concomitantes du même stimulus tactile, avantageusement simultanées et proportionnelles, permettant ainsi d'affiner et d ¹ éduquer la perception tactile, en même temps qu'elle permet d'habituer les muscles concernés à doser aussi exactement que possible leur effort pour arriver à trouver, comme par réflexe, le niveau de contraction requis.

Dans l'art connu, rien n'existe de semblable dans ce domaine, d'où l'idée de construire un appareil permettant de quantifier la pression exercée par l'index sur la queue de détente et de la transformer pour la rendre accessible simultanément et de façon proportionnellement quantifiée au sens de l'ouïe et au sens de la vue, qui sont plus précis que le sens du toucher, donc d'en avoir une appréhension plus exacte.

La transformation de la pression en signaux peut s'effectuer selon trois modes de réalisation principaux ; ces modes de réalisation étant chronologiquement de mieux en mieux adaptées à l'objectif, le dernier mode faisant appel à un récepteur piézo-électrique étant le mieux adapté.

La piézo-électricité, qui est retenue dans un mode de réalisation préféré de l'invention, est appliquée à une arme de tir et à un système de simulation de tir qui apportent, outre l'éducation de la perception tactile en liaison avec la motricité, grâce à un système vidéo muni d'un interface logiciel, des éléments pédagogiques nouveaux propres à améliorer la technique du tireur : détection du "coup de doigt" et indication de la stabilité de l'arme ou de son mouvement au départ du coup. Au système de simulation de tir, on peut adjoindre un dispositif, basé sur l'utilisation d'un électro-aimant, simulant le recul au départ du coup ; la simulation de tir étant pratiquée par les tireurs d'armes à feu de la même façon que le tir à gaz comprimé fait partie de l'entraînement de ces tireurs.

Le procédé selon l'invention concerne aussi bien le tir réel que la simulation de tir.

L'invention a donc pour objet un procédé pour éduquer la perception tactile d'un tireur, notamment d'un tireur sportif, ledit tireur exerçant une pression sur l'organe de détente d'une arme, réelle ou de simulation, ladite pression déclenchant le tir lorsqu'elle franchit un seuil prédéterminé, caractérisé en ce qu'il comprend au moins les étapes suivantes :

- mesure de la pression exercée sur ledit organe de détente par le doigt dudit tireur ; - conversion de ladite pression mesurée en signaux électriques représentant l'amplitude instantanée du vecteur pression ;

- traitement desdits signaux électriques perceptibles par un sens du tireur autre que le sens du toucher, pour qu'il puisse suivre en temps réel la variation de la pression exercée sur ledit organe de détente jusqu'au départ dudit tir en simultanéité et synchronisme avec la perception tactile perçue par ledit doigt.

Le procédé et l'appareil selon l'invention présentent de nombreux avantages et, notamment, ils contribuent efficacement à la maîtrise du coup. Ils sollicitent le sens de la vue et/ou le sens de l'ouïe parallèlement au sens du toucher. On peut donc affirmer que le procédé utilise une pluri-sollicitation multi-sensorielle concomitante, à la fois simultanée et proportionnelle.

. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront à la lecture de la description qui suit en référence aux figures annexées, parmi lesquelles :

- la figure 1 représente des circuits hydraulique et électrique de modulation, selon un premier mode de réalisation de l'invention ;

- la figure 2 représente un mécanisme de modulation et son circuit électrique sur des armes de simulation de tir ;

- la figure 3 représente un appareil de simulation de tir selon l'invention et son système de visualisation vidéo ;

- la figure 4 représente un casque porte-signaux ; - la figure 5 représente le boîtier électronique du casque porte-signaux de la figure 4 ; - la figure 6 représente la courbe de la pression sur l'organe de détente en fonction du temps, avant le départ du coup ;

- la figure 7 représente un affichage vidéo de l'impact d'un faisceau laser et de l'impact simulé d'un projectile ;

- la figure 8 représente un pistolet de simulation de tir dérivé d'un modèle d'arme réelle.

On va maintenant décrire un premier mode de réalisation d'un appareil pour la mise en oeuvre l'invention, par référence à la figure 1.

Selon ce mode de réalisation, la conversion de la pression exercée sur l'organe de détente 11 d'une arme quelconque (non représentée) en signaux électriques s'effectue par un système hydraulique.

Une capsule élastique réceptrice de pression 1 est collée sur un doigt de gant enfilé sur l'index du tireur (non représenté) ou bien fixée à la queue de détente 11. La capsule remplie de liquide est soumise à la pression exercée par le tireur. Un tube fin souple non élastique 2 transmet cette pression grâce au liquide à un manomètre 4 qui, par la déformation de son tube aplati, entraîne l'aiguille- curseur 8 d'un rhéostat 5. De façon en elle-même classique, on prévoit une purge 3. Une source de courant électrique 6 (pile ou batterie rechargeable peuvent tout aussi bien convenir ici) alimente un circuit série comprenant le rhéostat 5 et un organe récepteur 7 , comportant une résistance d'entrée. En fonction de la pression exercée par le tireur, l'intensité du courant circulant dans le circuit série précité va être plus ou moins forte, car l'impédance du rhéostat 5 va varier La tension sur l'entrée de l'organe récepteur 7 va donc également varier proportionnellement à la pression exercée. En d'autres termes, l'aiguille-curseur 8 d'un rhéostat 5, entraînée par le manomètre 4, convertit à tout instant la pression exercée sur l'organe de détente 11, et mesurée par la capsule élastique 1, en signaux électriques. Les signaux électriques sont ensuite transmis à l'entrée d'un organe d'exploitation 27 (non représenté sur la figure 1) et donneront naissance à des signaux visuels et/ou auditifs, de la manière décrite ci-après.

Un deuxième mode de réalisation d'un appareil pour la mise en oeuvre de 1 ' invention va être décrit par référence à la figure 2.

Selon ce mode de réalisation, la conversion de la pression exercée sur l'organe de détente 11 d'une arme quelconque (non représentée) s'effectue par un système mécanique monté sur le mécanisme de cette arme.

L'appareil comprend un rhéostat 5. L'entraînement du rhéostat 5 est obtenu par un système de crémaillère 18 et d'engrenages 19. La crémaillère 18 est constitué d'une couronne partielle dentée située dans le prolongement de la gâchette. Elle est en rotation autour d'un axe fixe 16. Elle est repoussée, sur l'extrémité proche de la couronne dentée, par un ressort 17 et entraînée, sur son autre extrémité 9, par l'organe de détente 11. Cette dernière en rotation autour d'un axe fixe 15 est repoussée à son tour par un organe à ressort. C'est précisément cet organe qui créé la pression à vaincre. Les engrenages (nombre d'engrenages nécessaires et nombre de dents de chaque engrenage) sont calculés de manière à ce que la course de la crémaillère 18 corresponde à celle du rhéostat 5. Comme précédemment, ce dernier modifie l'amplitude du courant, de manière à générer des signaux électriques proportionnels à la pression exercée sur l'organe de détente 11. Pour ce faire, le rhéostat 5 est placé en série avec une source d'alimentation électrique et un organe de mesure du courant (non représentés) , de façon tout à fait similaire à ce qui a été décrit en relation avec la figure 1. Les signaux électriques ainsi générés sont ensuite utilisés de la manière qui sera décrite ci-après. Un troisième mode de réalisation d'un appareil pour la mise en oeuvre de l'invention va être décrit par référence à la figure 3.

Selon ce mode de réalisation, la conversion de la pression exercée sur l'organe de détente 11 d'une arme s'effectue en faisant appel à un capteur de pression piézoélectrique ou un capteur similaire (capteur à quartz, céramique, etc.).

Le capteur de pression 38 est :

- placé sur la queue de détente, dans un logement d'où il affleure pour être en contact avec le doigt du tireur (non représenté) sur l'arme de simulation de tir, comme illustré par la figure 3 ;

- ou clipsé par son support en matériau plastique façonné en profil de mortaise et adapté au profil de la queue de détente et qui en constitue le tenon ;

- ou encore placé sur un gant ou un doigt de gant, de telle façon qu'il soit positionné entre le doigt et la queue de détente (sur une arme réelle) . Le capteur 38 est connecté à un amplificateur électronique. Ce dernier amplifie le signal et, si besoin est, l'adapte pour une utilisation ultérieure (adaptation d'impédance, filtrage, etc.). L'amplificateur est logé dans un boîtier 33 avec son alimentation électrique, ou bien miniaturisé et logé dans l'arme réelle.

Les signaux électriques en sortie de l'amplificateur sont transmis à des circuits d'utilisation 32 qui vont être détaillés ci-après.

On va maintenant décrire la conversion des signaux électriques en signaux lumineux ou visuels.

Les signaux visuels peuvent être présentés au tireur par différents organes de visualisation, et notamment : a) par un cadran de voltmètre à aiguille ou à bande, avec un curseur indiquant la pression d'échappement qui correspond au départ du coup ;

b) par un organe de visualisation à cristaux liquides à trois chiffres significatifs exprimés en dizaines, centaines et milliers de grammes forces ;

c) ou un ensemble de diodes électroluminescentes de différentes couleurs, s 'allumant à partir de seuils de pression remarquables.

Ces signaux peuvent être affichés directement sur l'arme (en dessous du système de visée) ou bien peuvent être affichés par le casque antibruit dont est généralement muni le tireur comme illustré par la figure 4.

La figure 4 illustre un exemple de casque antibruit modifié pour les besoins du procédé selon l'invention. De façon classique, il comporte deux protège-oreilles latéraux réglables. Egalement en position réglabken il comporte en outre, sur sa partie avant, deux verres 24 et 25, disposés respectivement en face de chaque oeil du tireur, l'un transparent, l'autre translucide.

Dans ce mode de réalisation, on dispose sur le haut d'un des verres, 24 ou 25, un organe de visualisation 23, par exemple à diodes électro-luminescentes. Ce dernier affiche des signaux issus de la conversion de la pression exercée sur l'organe de détente 11 (figures 1 à 3) . L'organe de visualisation 23 est disposé, soit sur le verre placé en face de l'oeil directeur (oeil qui vise), soit en face de l'autre oeil. De façon avantageuse, cet organe de visualisation doit donc pouvoir être fixé de façon amovible.

Ce mode de réalisation avec casque s'applique plus particulièrement au tir réel.

Si on se reporte de nouveau à la figure 3 , les signaux peuvent être affichés également sur un écran vidéo éloigné 31, simulant la cible que vise le tireur, dans le cas d'un tir simulé.

Les signaux qui représentent la pression exercée sur l'organe de détente, ainsi que d'autres signaux visuels sont affichés sur l'écran vidéo 31 : la pression par représentation d'un rectangle représentant le cadran d'un voltmètre ou bien d'un cadran à cristaux liquides 35. La pression peut encore être représentée dans la moitié supérieure de l'axe vertical de la cible par un vecteur pression instantanée 36, croissant de haut en bas et arrivant à la pression de départ du coup au centre de la cible. L'affichage sur l'écran vidéo 31 de la courbe de pression en fonction du temps des 100 ou 200 derniers grammes forces de pression avant la pression de départ du coup permet de détecter les "coups de doigt" comme illustré plus particulièrement par le diagramme de la figure 6.

Cette figure 6 illustre la variation de la pression exercée sur l'organe de détente en fonction du temps. Sur l'axe vertical, ou axe des temps, l'origine des temps to est l'instant pour lequel la force de pression po exercée (axe horizontal) est, par exemple, dans la gamme des 100 ou 200 derniers grammes forces avant départ du coup, typiquement 800 ou 900 gf. De façon plus précise, il est représenté deux courbes : la courbe A illustre un bon tir et la courbe B un "coup de doigt", le seuil de déclenchement p _c étant trop rapidement atteint.

La cible de visée est donc une cible virtuelle affichée par l'écran vidéo 31. Pour ce faire, on dispose, entre la cible et la sortie du boîtier amplificateur 33, des circuits d'interface 32 traitant les signaux reçus. Il peut s'agir avantageusement d'un système de traitement de données à programme enregistré. Dans ce cas, ces circuits sont munis d'un convertisseur classique analogique-numérique. En outre, l'arme de tir émet un rayon laser collimaté ou similaire (infrarouge, etc.), dont l'impact sur la cible est référencé 37 sur la figure 3.

Le programme enregistré peut consister avantageusement en un logiciel paramétrable, de manière à offrir toutes les possibilités conformes aux règles en vigueur dans différentes disciplines de tir et pour tous calibres d'armes, ce qui offre une grande souplesse de fonctionnement. Il peut notamment réaliser une mise à l'échelle automatique des dimensions de la cible apparaissant sur l'écran, en fonction de la distance arme- cible mesurée à l'aide du rayon laser. Pour ce faire on peut utiliser le rayon laser précité. De même, on peut simuler la dimension des impacts, selon le calibre de l'arme, l'affichage et la numérotation chronologique des impacts, l'affichage de totaux, et de corrections apportées par le tireur dans sa visée.

Enfin, il traite les signaux reçus du boîtier amplificateur 33 pour assurer l'affichage correct de la pression sur les organes de visualisation 35 et 36.

Pour palier l'absence de l'effet sur le projectile de l'impulsion transversale à sa trajectoire au départ de la bouche du canon lorsque l'arme n'est pas stabilisée dans le cas du tir de simulation par rayon (rayon laser ou autre) , le logiciel commande l'affichage de deux impacts pour un seul tir comme illustré par la figure 7. Le premier impact ou "impact laser" (IL) ne tient pas compte de l'impulsion transversale à sa trajectoire imprimée au projectile dans le cas de mouvement de 1 ' arme au départ du coup . Le second impact ou "impact projectile" (IP) correspond au tir réel avec projectile. Les deux impacts sont séparés sur l'écran par un vecteur γ représentant, à l'échelle voulue, l'accélération transversale à la ligne de mire due au mouvement de 1 ' arme à 1 ' instant du départ du coup . La définition de ce vecteur γ (direction, sens et intensité) est obtenue, grâce au logiciel programmant l'interface 32 (figure 3), à partir du segment parcouru sur l'écran vidéo par l'impact laser pendant les fractions de seconde : 1/100 s, 1/50 s, 1/10 s, etc., qui précèdent (ou suivent) le départ du coup. Sur la figure 7, on a représenté deux valeurs du vecteur γ : en C, une valeur forte (c'est-à-dire mouvement important de l'arme) et en D une faible valeur (arme stable) .

Cette indication, outre le fait de donner un résultat conforme au tir réel, présente l'avantage de renseigner le tireur sur la stabilité de son arme et de se rendre compte de ce qu'il fait exactement à l'instant très bref du lâcher.

Comme il a été décrit jusqu'à présent, la pression exercée sur l'organe de détente, peut être convertie en signaux électriques utilisables par des organes de visualisation ou un système de traitement de données numérique à programme enregistré, en vue d'un affichage approprié.

Ces signaux électriques peuvent subir une conversion supplémentaire à l'aide d'un convertisseur électroacoustique.

Si on se reporte de nouveau à la figure 4, on constate que le casque antibruit comporte un boîtier 20, par exemple disposé sur le dessus, qui reçoit les signaux électriques issus de la conversion pression-tension électrique (ou courant), par exemple de l'organe 7 (figure 1), sur une entrée 27. De façon pratique, cette entrée peut prendre la forme d'une prise jack ou similaire. Ce boîtier fournit des signaux de commandes à l'organe de visualisation 23.

Il peut cependant comprendre des circuits électroniques supplémentaires transmettant les signaux précités à des transducteurs électro-acoustiques (non visibles) disposés dans les protège-oreilles du casque, via les fils de liaison 29 et 30. Ces transducteurs électroacoustiques, par exemple des bruiteurs, sont avantageusement associés à des potentiomètres 21 portés par les protège-oreilles et dont les boutons de commande sont accessibles de l'extérieur.

Selon cette variante de réalisation de l'invention, le signal sonore, dont l'intensité croît "en temps réel" proportionnellement à la pression exercée sur l'organe de détente, cesse juste avant le départ du coup. Pour ce faire, les circuits supplémentaires disposés dans le boîtier 20 comprennent un générateur de signal alternatif dans la gamme des fréquences acoustiques. L'amplitude du signal alternatif généré, et donc du signal auditif perçu par le tireur est commandé par l'amplitude des signaux électriques reçus sur l'entrée 27. En outre une atténuation et/ou un équilibrage des signaux auditifs peut être obtenue par 1 ' intermédiaire des potentiomètres 21. Enfin la plage de "silence" est positionnée grâce à un potentiomètre supplémentaire 22 compris dans les circuits du boîtier 20 et accessible de l'extérieur, comme illustré plus particulièrement sur la figure 5. Ce potentiomètre 22 agit de façon classique • pour fixer une valeur de seuil réglable transmise à des circuits électronique, par exemple une porte logique déclenchant une bascule bi-stable. On règle le début de la plage de silence à la valeur de pression à partir de laquelle le coup de doigt n'est pratiquement plus possible.

Sur le simulateur de tir, un bip sonore ou tout autre signal sonore, est en outre déclenché à l'instant du départ simulé du coup. Pour ce faire on peut utiliser le haut-parleur dont est généralement muni un système vidéo

(figure 3 : 31) .

L'appareil selon l'invention utilise donc, dans un mode de réalisation préféré un capteur à effet piézo- électrique ou similaire. Ce capteur transforme la pression du doigt sur la détente en signaux propres à améliorer la technique du tireur soit sur une arme réelle associée à un casque porte-signaux, soit sur une arme de simulation de tir associée à un système vidéo interface logiciel.

On va maintenant décrire un pistolet de simulation de tir, dérivé d'un modèle d'arme réelle. La partie canon 40 et la culasse 39 sont remplacée par un boîtier de même hauteur. Le capteur piézo-électrique 38 est placé sur la queue de détente. L'amplificateur associé au capteur (figure 3 : 33) est logé à l'emplacement de la culasse 39. L'émetteur laser est logé à l'emplacement du canon 40. Le boîtier 40 porte le guidon 41 du système de visée. La partie arrière du pistolet 43 peut supporter un organe d'affichage 42 d'un signal visuel (écran à cristaux liquides, diodes électroluminescentes ou cadran de voltmètre) , une prise jack femelle est placée sous la poignée et relie l'arme au système vidéo (voir figure 3), par un câble de liaison (non représenté) . De façon préférentielle, l'organe de visualisation 42 est constitué de deux ensembles de trois diodes électroluminescentes placés symétriquement par rapport au cran de mire de l'arme, porté également par l'arrière 43 ; les trois diodes électroluminescentes de chaque ensemble étant par exemple de couleurs rouge, verte et jaune, respectivement. On associe à chaque couleur une amplitude de pression déterminée. Une diode d'une couleur déterminée s'allume donc lorsque la pression exercée sur l'organe de détente dépasse des seuils prédéterminés, qui peut être réglé, notamment, selon l'arme simulée

Pour loger l'émetteur de rayons laser et l'amplificateur du capteur piézo-électrique, comme on est limité en hauteur par le système de visée, on peut trouver le volume nécessaire en prenant sur la largeur des compartiments 39 et 40, tout en respectant le même équilibre des masses que sur l'arme réelle par la répartition adéquate de lests. On veille à ce que la masse globale de l'arme de simulation soit identique à celle de l'arme réelle.

A la lecture de ce qui précède, on constate aisément que l'invention atteint bien les buts qu'elle s'est fixés.

Elle permet notamment une pluri-sollicitation multi- sensorielle synchronisée, simultanée et avantageusement proportionnelle. Elle permet un contrôle en temps réel de la pression exercée et une éducation de la sensibilité tactile du tireur. Elle est compatible avec de nombreuses disciplines de tir et n'est pas limitée à des types d'armes précis. Sa mise en oeuvre s'adapte aisément au cas d'un système de simulation de tir.

Il doit être clair cependant que l'invention n'est pas limitée aux seuls exemples de réalisations explicitement décrits, notamment en relation avec les figures 1 à 8.

Dans une variante non représentée, il est notamment possible d'adapter le procédé selon l'invention à une arme de chasse, voire une arme militaire, comportant une lunette de visée. L'organe de visualisation, par exemple du type barrettes de diodes électroluminescentes, peut être intégré dans la lunette ou placé devant celle-ci.