Des détecteurs de métaux apparaissent désormais systématiquement aux entrées de nombreuses écoles, aéroports et même des lieux de culte. Ils servent de portails aux établissements pénitentiaires, prisons et palais de justice, et les gardes agitent souvent les modèles à main autour des sacs des détenteurs de billets entrants dans les arènes sportives, trop. L'utilisation accrue rend plus important que jamais de savoir que ces machines fonctionneront toujours comme prévu et qu'on peut compter sur elles pour aider à détecter les armes et autres menaces. Pour aider à répondre à ces demandes, des scientifiques du National Institute of Standards and Technology (NIST) ont recherché et développé quatre normes de test de détection de métaux. Trois ont été publiés par l'organisme de normalisation international ASTM et un quatrième est toujours en développement.

C'est la première fois que des normes de conformité des produits sont créées pour ces machines. En plus d'accroître la confiance, les normes raccourciront le temps nécessaire pour tester de nouveaux produits, ce qui réduira probablement les coûts pour les utilisateurs.

« Nous avons pu réduire le temps requis pour les tests exhaustifs des détecteurs de métaux de près de 9, 000 heures à seulement 66 heures en éliminant les procédures redondantes et souvent inutiles, " a déclaré Nick Paulter, dont le groupe de recherche du NIST a mené les travaux.

La norme actuellement en cours d'élaboration concerne les détecteurs de métaux de passage (WTMD). Les WTMD sont les piliers des zones de contrôle dans le monde entier, et pour la plupart, leurs résultats de détection sont très répétables et reproductibles. Ils fonctionnent en générant un champ magnétique alternatif qui est altéré lorsqu'un métal traverse son portail. Les WTMD sont testés en notant quand des objets métalliques déclenchent une alarme.

Autrefois, les humains ont été utilisés comme « testeurs propres » pour les WTMD ; les personnes qui ne portaient pas de lunettes à monture métallique, boucles de ceinture en métal, un soutien-gorge à armatures ou des fermetures à glissière et n'avaient pas d'implants médicaux métalliques étaient souvent utilisés comme leurres dans les tests de laboratoire de détecteurs de métaux.

Humains, cependant, ont du mal à être vraiment cohérents avec leurs mouvements. Il s'est avéré presque impossible de garantir qu'un testeur propre parcourrait un WTMD exactement de la même manière, sur le même chemin exact, faire exactement les mêmes actions à chaque fois. De nombreux tests ont dû être effectués pour compenser les variables et l'incertitude, ce qui coûtait cher.

Heures supplémentaires, les robots de la taille d'un réfrigérateur étaient de plus en plus utilisés comme alternative aux testeurs humains propres. Les robots ont été conçus pour faire passer des objets de test à travers un WTMD de manière uniforme, toujours en suivant exactement le même chemin rectiligne. Alors que les robots offraient prévisibilité et fiabilité, ils n'ont pas reproduit les mouvements réels que font les êtres humains lorsqu'ils se déplacent d'un point A à un point B.

Pour compenser, certaines entités de test utilisaient des robots qui imitaient le mouvement humain avec différentes vitesses et différentes voies ou trajectoires. Certains testeurs ont également orienté les objets de test de nombreuses manières pour essayer d'anticiper tous les scénarios de contrebande possibles. Cela a fait que les tests robotiques des détecteurs de métaux sont devenus presque aussi longs et coûteux que l'utilisation de testeurs humains.

Efforts pour standardiser les tests

Paulter et son équipe ont exploré une série de questions liées aux WTMD. Le mode de déplacement dans la machine est-il important ? Faut-il également tester différents types d'objets ? Ils voulaient standardiser les tests afin que tous les fabricants et utilisateurs puissent obtenir des données comparables.

"Ce que nous avons appris, c'est qu'il existe de nombreuses variables lorsqu'il s'agit de mouvement humain dans un détecteur de métaux, " dit Paulter.

"Si quelqu'un est grand ou petit, de construction lourde ou légère, qu'ils se déplacent rapidement ou lentement, tout cela peut faire une énorme différence, " a-t-il dit. " Les gens ont également tendance à emprunter des chemins différents lorsqu'ils se déplacent à travers ces machines. Et les données ont montré que ces variables peuvent changer le signal d'alarme."

Des travaux supplémentaires du NIST ont révélé que les testeurs de robots n'avaient besoin de parcourir qu'un seul chemin, mais devrait idéalement inclure six objets différents, se déplaçant à une vitesse constante. En outre, il était seulement nécessaire d'utiliser une orientation pour chacun de ces objets. Ensemble, ces paramètres pourraient déterminer si les détecteurs répondaient aux normes de base en matière de performances.

La même équipe de recherche a également contribué à la création de deux normes documentaires de spécification de performance et de méthode d'essai, un pour les détecteurs de métaux portatifs (HHMD), qui peut ressembler à une baguette, et un autre pour les détecteurs de métaux portés à la main (HWMD), qui sont portés comme un gant par un agent de sécurité. Les HHMD sont généralement agités autour du corps de la personne fouillée, alors que les HWMD sont souvent en contact avec la personne recherchée.

Dans certains des tests HHMD et HWMD courants, de faux couteaux ou de faux pistolets seraient placés sur des testeurs propres. D'autres fois, ces faux objets étaient placés dans des sacs qui seraient scannés avec les détecteurs.

Heures supplémentaires, cependant, des inexactitudes sont devenues apparentes. Partiellement, cela était dû au simple champ magnétique utilisé par les HHMD et les HWMD. Si un objet a été tourné de cinq degrés par rapport au détecteur, cela pourrait devenir indétectable. C'était particulièrement le cas pour les objets minces tels que les lames de rasoir. Rasoirs, les clés et autres petits morceaux de métal sont un problème particulièrement important dans les établissements correctionnels, où les détenus ont été connus pour essayer de les faire passer par la bouche pour fabriquer des armes ou pour déverrouiller des cellules et des zones de stockage.

L'équipe s'est rapidement rendu compte que même les plus grands exemples abstraits souvent utilisés dans les tests - de faux pistolets, les lames émoussées et les couteaux en forme de bloc - étaient problématiques en raison des variations de leur forme et de leur orientation lorsqu'elles étaient balayées par le détecteur de métaux. Au lieu, les chercheurs ont réalisé, les tests des HHMD et HWMD doivent être effectués avec un objet de forme et de taille cohérentes.

Ils avaient également besoin d'un objet dont l'orientation ou la position n'affecterait pas la réponse du détecteur.

Paulter a dû écarter certains objets, aussi réalistes soient-ils, comme un morceau de métal en forme de couteau. Dans la vraie vie, un HWMD ou HHMD serait agité plusieurs fois au-dessus d'une personne et serait tenu à différents angles et détecterait probablement un objet en forme de couteau. Cependant, pendant le processus de test, il peut ne pas sonner l'alarme si seul le fil du rasoir le plus fin est perpendiculaire au détecteur. Une entreprise pourrait accidentellement (ou intentionnellement) déjouer le système en n'ayant que le bord métallique le plus fin à l'angle perpendiculaire. Les tests ne seraient ni précis ni reproductibles.

Un gagnant inattendu

Étonnamment, les sphères étaient le choix gagnant.

"Bien qu'ils ne ressemblent pas du tout à de vraies armes, ils nous aident à obtenir des lectures cohérentes sur les détecteurs, " a déclaré Paulter. " Tant que nous connaissons une base de performance pour chaque type de menace métallique qu'un détecteur portable peut rencontrer, nous pouvons déterminer de manière fiable comment ce détecteur réagira lorsqu'il sera utilisé."

alliages d'acier, Paulter fait remarquer, sont relativement faciles à détecter en raison de leurs propriétés magnétiques et électriques. D'autres alliages tels que l'aluminium et le laiton posent un peu plus de problèmes car ils sont non magnétiques et donc plus difficiles à détecter.

Pour tester la détection des menaces de petite taille telles que les lames et les clés, l'équipe a découvert que des sphères en acier de la taille d'un grain de poivre (5 millimètres de diamètre) étaient très efficaces pour tester les performances des HHMD et des HWMD. Pour l'aluminium et le laiton et autres alliages non magnétiques, l'équipe a découvert qu'une sphère en aluminium de la taille d'une grosse cerise ou d'une boule de gomme (environ 8 mm de diamètre) fonctionnait mieux.

Pour tester la détection d'objets menaçants de grande taille tels que des armes à feu et des bombes, L'équipe de Paulter a découvert que les tests pouvaient être effectués avec une sphère en acier de la taille d'une balle de ping-pong (45 mm de diamètre) ou une sphère en aluminium de la taille d'une balle de tennis (70 mm de diamètre).

Les sphères sont particulièrement bonnes, Paulter a ajouté, car ils ne posent pas les mêmes problèmes de sécurité qu'un faux pistolet, couteau ou lame pourrait dans un cadre de laboratoire. De plus, dans un établissement correctionnel où les détecteurs de métaux sont régulièrement testés pour s'assurer de leur bon fonctionnement, les objets d'essai sphériques ne peuvent pas être facilement transformés en armes réelles par les détenus s'ils sont volés.

À la suite de ce travail, L'ASTM a approuvé un ensemble mis à jour de normes internationales sur les détecteurs de métaux, y compris ASTM F3020-19a, F3278-19a et F3356-19a.