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De la vision nocturne à la thermographie: nuances
Thermographie, infrarouge, vision nocturne, nyctalope, ... Tous ces termes semblent désigner la même chose et pourtant ils désignent tous des choses fondamentalement différentes.
Le plus simple: la vision nocturne
La vision nocturne existe dans la Nature également, il s'agit d'animaux dont les yeux ont favorisés des cellules en bâtonnet de la rétine qui ont une sensibilité maximale à l'intensité lumineuse et au mouvement au détriment de la couleur. les yeux de nyctalope ont donc favorisé les bâtonnets au détriment des cônes (couleurs). Il n'existerait pas ou plus d'humains possédant une vue nocturne ou semi-nocturne (dans le domaine des mutations pour s'adapter à l'environnement, il faut toujours rester prudent) entre autre parce que les animaux disposant d'une vue nocturne dispose également d'une membrane absente chez l'humain: le Tapetum lucidum (tapis clair)[1] qui, situé au fond de l’œil, réfléchit la lumière et permet donc de l'amplifier. C'est cette membrane qui cause le phénomène des yeux phosphorescents.
La nyctalopie est la capacité à voir seulement dans la pénombre pas dans le noir, on peut donc quantifier la nyctalopie selon le degré de sensibilité/densité en photos présents.
Tout être équipé de cette vision est beaucoup plus sensible à l'éblouissement et ne dispose alors pas de la vue en couleur.
L'homme s'est inspiré de tout cela pour créer des équipements amplificateurs de lumière sous forme de lunettes ou de jumelles. Assez encombrant à l'origine, l'équipement devient de plus en plus compact.
Il est important de noter que ceci ne permet en rien de voir dans le noir absolu mais bien voir dans la pénombre ou dans une nuit naturelle, il est nécessaire à cette technologie de disposer d'un minimum de photons à amplifier, si il n'y a plus assez de photons, l'imagerie obtenue restera noire. Tactiquement, cet équipement a l'avantage de ne pas émettre de rayonnement et est donc peu repérable d'où son utilité tactique chez les militaires. On peut optimiser certains équipements existants en retirant les filtres anti-éblouissement des appareils ce qui les rendra plus sensibles à la lumière.[2]
Il ne s'agit donc ici ni d'infrarouge, ni de thermographie.
Le proche infrarouge ou amplification assistée
Nous quittons ici la nature pour entrer dans la technologie pure. Il a semblé évident aux savants et techniciens que la technologie précédente était utilisable dans le noir absolu ou pouvait recevoir des améliorations nettes en cas de mauvaises conditions (météorologie par exemple) en alimentant artificiellement l'environnement en photons. D'autre part, sur un plan militaire, même en utilisant une torche infrarouge, sa luminosité restait faible et peu détectable néanmoins les illuminateurs infrarouge émettent au minimum un halo reconnaissable mais cela leur permet désormais de voir même dans le noir absolu ou avec de mauvaises conditions. Cependant, cette technique signifie aussi que leur rayon de vision est beaucoup plus limité car lié à la puissance de leur lampe IR.
Il ne s'agit donc toujours pas de thermographie et même les capteurs ne vont que s'approcher à nouveau de l'infrarouge sans pour autant l'exploiter, on se contente d'amplifier de la lumière et d'utiliser une longueur d'onde lumineuse invisible à l'oeil pour "éclairer". Même si l'on utilise ici des lampes à infrarouge, ce n'est pas leur aspect chaleur qui est exploité mais uniquement leur côté invisible et la réflexion sur l'environnement. Les capteurs sont donc sensiblement les mêmes que ceux en lumière amplifiée ou parfois seulement des capteurs classiques sans leur filtre qui bloque leur sursensibilité au proche infrarouge (0,9-2 μm) . On va généralement travailler sur des longueurs d'onde de 700 à 1000 μm.
À noter qu'il existe des dispositifs basés sur le laser comme illuminateur ce qui permet des visions à plus longue distance. Globalement ces dispositifs donnent des images de meilleure qualité que les dispositifs passifs à amplification mais gardent comme problème que l'on peut retrouver aisément l'observateur avec un système passif d'intensification donc est limité dans son usage militaire. [3]
Vision infrarouge ou thermographie
En entrant dans cet aspect, nous quittons l'aspect vision et quasiment l'optique habituelle (sauf en ce qui concerne la spécularité de certains matériaux et qui réfléchissent leur environnement). La vision infrarouge ne fait que reproduire le rayonnement thermique d'une scène et il ne semble y avoir aucun animal capable de ce type de vision par ailleurs, actuellement le règne animal semblant se limiter à la nyctalopie qui n'est qu'une dérivé de la vision comme vu plus haut.
L'image thermique parfois aussi appelé thermogramme est donc basée l'émission de rayonnement thermique dont la source est la quantité d'énergie thermique émise par des corps divers. Il n'est pas actuellement techniquement possible de directement convertir la puissance de rayonnement en température sauf pour les corps noirs qui sont des corps purs. Dans les autres cas, le rayonnement thermique sera déterminé par la température effective du ou des corps observés mais influé par la nature chimique le ou les composants, leur émissivité, leur nature de surface, leur géométrie (effet cavité par exemple), la distance, le taux d'humidité et l'angle d'observation. Ceci pour ne reprendre que les principaux et en excluant les paramètres de réglage.
L'image thermique est à la base en nuance de gris mais peut être colorée pour aider à l'analyse, voir aussi : Les palettes de couleur des thermogrammes.
La plage d'observation civile la plus courante est le 8-13 μm mais l'on observe aussi 2-5 μm pour des raisons techniques, scientifiques ou militaires, la zone 5-7,5 μm étant généralement bannie car la vapeur d'eau est vue opaque dans ces longueurs d'onde ce qui vu son omniprésence sur Terre ne permet plus les observations.[4] [5]