INFRAROUGE

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Absorption de l'atmosphère

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Cristaux : réfraction et longueur d'onde

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L'infrarouge est un rayonnement électromagnétique ; il possède toutes les propriétés fondamentales de la lumière : propagation, réflexion, réfraction, interférences, diffraction, diffusion, polarisation, etc. Il est situé dans une région spectrale invisible à l'œil humain, entre la lumière et les micro-ondes ; ses longueurs d'onde sont supérieures à celles des radiations rouges (λ ≥ 0,72 μm) et on peut leur fixer une limite supérieure qui est voisine de 0,1 cm. Le domaine de l'infrarouge est divisé en infrarouge proche (0,7 μm < λ < 3 μm), en infrarouge moyen (3 μm < λ < 25 μm) et en infrarouge lointain (au-delà de 25 μm). Cette division très arbitraire est liée au développement des types de détecteurs utilisables et à la nature des matériaux utilisés.

Les applications de l'infrarouge couvrent un très large domaine : chauffage domestique ou industriel, soudure, pyrométrie, thermographie, visualisation infrarouge, poursuite et autoguidage, analyse spectrochimique, télécommunications et guidage actif. Elles se développent au fur et à mesure que l'instrumentation progresse et leur liste, tant dans le domaine civil que dans le domaine militaire, est loin encore d'être close.

Sources de rayonnement

En 1666, Newton connaissait l'existence d'un rayonnement au-delà du spectre visible du côté du rouge. Sir William Herschel, en 1800, le mettait en évidence, au moyen d'un thermomètre, dans le rayonnement solaire dispersé par un prisme. L'étude de ce domaine spectral ne fit pratiquement aucun progrès, jusqu'à l'invention en 1831 par Leopoldo Nobili du thermoscope ; les travaux qu'il entreprit en collaboration avec Macedonio Melloni intitulé : La Thermochrose ou la Coloration calorifique. En 1835, Ampère formula le principe de l'origine vibratoire commune de la lumière visible et invisible ; la démonstration en fut donnée en 1847 par Hippolyte Fizeau et Léon Foucault grâce à des expériences d'interférences qui déterminaient les longueurs d'onde du rayonnement infrarouge.

À l'opposé des autres modes d'échanges d'énergie, tels que [...]

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Écrit par :

  • : professeur à l'université de Paris-XI, Orsay
  • : attaché de recherche au C.N.R.S., Gif-sur-Yvette
  • : professeur à l'université de Nancy, directeur du Laboratoire d'Infrarouge lointain à l'université de Nancy-I

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LASERS À ÉLECTRONS LIBRES

  • Écrit par 
  • Jean-Michel ORTEGA
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LECOMTE JEAN (1898-1979)

  • Écrit par 
  • Josette VINCENT
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Dès son entrée à la Sorbonne, Lecomte propose à Gabriel Lippman l'étude du spectre infrarouge. Ce domaine électromagnétique était, en effet, l'objet de recherches poussées en Allemagne et, dans une moindre mesure, aux États-Unis. Jean Lecomte avait pressenti les développements considérables que l'on pouvait attendre de ces études et l'intérêt de […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/jean-lecomte/#i_20475

LÉNA PIERRE (1937-    )

  • Écrit par 
  • Yves QUÉRÉ
  •  • 1 085 mots
  •  • 1 média

conducteur de ses travaux de recherche se situe dans l'astronomie infrarouge, champ qu'il est un des tout premiers à défricher et dont il va accompagner l'essor, appliquant chaque progrès de l'instrumentation et des techniques à différents problèmes d'astrophysique : successivement, la structure de l'atmosphère solaire, […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/pierre-lena/#i_20475

MICROSCOPIE

  • Écrit par 
  • Christian COLLIEX, 
  • Jean DAVOUST, 
  • Étienne DELAIN, 
  • Pierre FLEURY, 
  • Georges NOMARSKI, 
  • Frank SALVAN, 
  • Jean-Paul THIÉRY
  •  • 19 720 mots
  •  • 17 médias

Dans le chapitre « Emploi des radiations invisibles »  : […] dans le cas de l'ultraviolet ; elles sont transformées en images visibles par un convertisseur électronique dans le cas de l'infrarouge. Par ailleurs, en plus de l'amélioration du contraste dans certaines préparations biologiques, le pouvoir séparateur du microscope est nettement amélioré grâce à l'emploi de lumières de courte longueur […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/microscopie/#i_20475

MISSILES

  • Écrit par 
  • Jacques VILLAIN
  •  • 5 088 mots
  •  • 7 médias

Dans le chapitre « L'autoguidage »  : […] L'autodirecteur passif. Il comporte une tête constamment orientée vers l'objectif, mais elle est commandée différemment. On utilise pour cela le rayonnement émis par l'objectif (infrarouge émis par les parties chaudes ou ondes électromagnétiques), d'où le qualificatif de passif […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/missiles/#i_20475

NAINES BRUNES

  • Écrit par 
  • Isabelle BARAFFE
  •  • 3 120 mots
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Dans le chapitre « L'atmosphère des naines brunes »  : […] le micromètre vont absorber le rayonnement dans le visible, opérant comme un couvercle posé sur l'objet, ce qui a pour effet de réchauffer globalement l'atmosphère. Il s'agit d'un effet semblable à l'effet de serre bien connu sur la Terre. Bloqué dans le visible, le flux va s'échapper dans l'infrarouge, expliquant les couleurs rouges des naines-L […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/naines-brunes/#i_20475

OPTIQUE ADAPTATIVE

  • Écrit par 
  • Daniel ROUAN
  •  • 3 721 mots
  •  • 2 médias

Dans le chapitre « L'OPTIQUE ADAPTATIVE : CORRIGER EN TEMPS RÉEL »  : […] de deux cents actionneurs. On notera enfin que les performances des S.O.A. sont les meilleures dans le domaine de l'infrarouge proche (de 1 à 3 micromètres), pour lequel sont optimisés la plupart des systèmes actuels (lorsque la longueur d'onde augmente, la correction se trouve facilitée, et le nombre d'actionneurs peut être réduit). Les effets […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/optique-adaptative/#i_20475

OZONE ATMOSPHÉRIQUE

  • Écrit par 
  • Robert KANDEL
  •  • 8 298 mots
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Dans le chapitre « L'ozone et l'effet de serre »  : […] Comme toute molécule faite de trois atomes ou plus, l'ozone absorbe du rayonnement infrarouge thermique, ce rayonnement – fait de photons peu énergétiques (E < 0,3 eV) – pouvant exciter différents modes de vibration et de rotation de la molécule. C'est cette absorption et rémission du rayonnement infrarouge thermique émis par […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/ozone-atmospherique/#i_20475

RADIOASTRONOMIE

  • Écrit par 
  • André BOISCHOT, 
  • James LEQUEUX
  •  • 9 773 mots
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Dans le chapitre « Émission thermique des solides et des gaz »  : […] trouvées sont généralement différentes des valeurs déterminées à partir des mesures du rayonnement infrarouge émis par ces corps célestes, car on observe des régions différentes. Par exemple, la radioastronomie attribue à Vénus une température de 600 kelvins, nettement supérieure à celle que fournit l'observation infrarouge […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/radioastronomie/#i_20475

RAMAN EFFET

  • Écrit par 
  • Michel DELHAYE
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Dans le chapitre « Règles de sélection »  : […] Une vibration de coordonnée normale Q peut donner lieu à une absorption infrarouge, si elle modifie l'une des composantes du moment dipolaire →μi, c'est-à-dire si la dérivée (∂μi/∂Q)0 n'est pas nulle au voisinage de la position d'équilbre […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/effet-raman/#i_20475

RÉFLEXION SÉLECTIVE

  • Écrit par 
  • Josette CACHELOU
  •  • 333 mots

Lorsqu'une onde électromagnétique se propage dans un milieu non conducteur, son champ électrique ne peut mettre en vibration les électrons liés, sauf pour certaines fréquences pour lesquelles il y a résonance. Les pertes par frottement devenant importantes, la substance, transparente pour l'ensemble du spectre, devient absorbante pour les […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/reflexion-selective/#i_20475

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  • Écrit par 
  • Jacques VILLAIN
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SERRA GUY (1947-2000)

  • Écrit par 
  • Universalis
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Astrophysicien français, pionnier de l'astronomie spatiale infrarouge. Directeur adjoint, de 1996 à 1999, du Centre d'études spatiales des rayonnements (C.E.S.R.), unité propre du C.N.R.S. associée à l'université Paul-Sabatier de Toulouse et consacrée à l'étude des rayonnements dans l'Univers, il […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/guy-serra/#i_20475

SOLEIL SYNCHROTRON

  • Écrit par 
  • Marie-Paule LEVEL, 
  • Paul MORIN
  •  • 398 mots

gigaélectronvolts), s'adresse à une large communauté d'utilisateurs dont les besoins vont des photons de basse énergie (infrarouge [IR], vacuum-ultraviolet [VUV, ultraviolet sous vide]) aux rayons X. On a tenu compte également de certaines spécificités des équipes françaises comme l'utilisation de la nature pulsée du faisceau pour les études de […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/synchrotron-soleil/#i_20475

SPECTROPHOTOMÉTRIE OPTIQUE

  • Écrit par 
  • Dora GRAND
  •  • 5 233 mots
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Dans le chapitre « Instruments et applications »  : […] une condition nécessaire, mais non suffisante, pour l'identification complète de cette dernière. L'individualité du spectre d'absorption (I.R. moyen) est un atout majeur dans la différenciation de composés organiques voisins. Cette spécificité de l'absorption I.R. est appliquée, par exemple, dans l'analyse quotidienne des polluants atmosphériques […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/spectrophotometrie-optique/#i_20475

SPECTROSCOPIE

  • Écrit par 
  • Michel de SAINT SIMON
  •  • 5 068 mots
  •  • 9 médias

Dans le chapitre « Détecteurs »  : […] vidéo. Ces multidétecteurs ont une réponse proportionnelle à l'intensité lumineuse. Dans l'infrarouge, les radiations sont détectées par leur effet thermique : l'élévation de température est mesurée par un bolomètre ou par un thermocouple. À des fréquences encore plus basses, les techniques de détection radioélectriques sont les mieux adaptées : […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/spectroscopie/#i_20475

TÉLÉDÉTECTION

  • Écrit par 
  • Philippe DELCLAUX
  •  • 7 382 mots
  •  • 19 médias

Dans le chapitre « L'émission propre »  : […] ont les objets d'émettre des rayonnements sous certaines conditions. Ainsi la mesure du rayonnement infrarouge thermique (dans la gamme de 8 à 13 micromètres – μm – de longueur d'onde), émis par les corps en fonction de leur température, permet de caractériser cette température (l'émission d'un corps très chaud gagnera même le spectre visible : […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/teledetection/#i_20475

TERRE - Bilan énergétique

  • Écrit par 
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Dans le chapitre «  Phénomènes au sein de l'atmosphère et à la surface »  : […] des gaz majoritaires N2 et O2=. L'infrarouge émis par la stratosphère s'échappe vers l'espace, limitant l'échauffement de celle-ci dû à l'absorption de l'ultraviolet solaire. Mais, plus bas, ce n'est que par la « fenêtre » aux longueurs d'onde comprises entre 8 et 13 micromètres que l'infrarouge peut s'échapper vers l'espace pour refroidir l' […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/terre-bilan-energetique/#i_20475

THÉRAPEUTIQUE - Physiothérapie

  • Écrit par 
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Dans le chapitre « Actinothérapie »  : […] Les radiations électromagnétiques de longueur d'onde inférieure à 0,035 μm étant exclues de notre exposé, on se limitera aux applications thérapeutiques de l'infrarouge, de la lumière et de l'ultraviolet. C'est dans les longueurs d'onde comprises entre 5 μm et 0,280 μm que se situent des radiations possédant un pouvoir de pénétration […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/therapeutique-physiotherapie/#i_20475

UNIVERS (notions de base)

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  •  • 4 772 mots
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VERRE

  • Écrit par 
  • Pierre PIGANIOL, 
  • Micheline PROD'HOMME, 
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VISION - Optique oculaire et optométrie

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Dans le chapitre « Éblouissement. Radiations nocives »  : […] Certaines radiations, même invisibles, ont sur l'œil une action nocive, pouvant aller des ophtalmies aux décollements de rétine. Tels sont l'infrarouge, lorsqu'il est intense (fours de métallurgie ou de verrerie), et surtout l'ultraviolet (soleil sur la neige, en montagne, soudure autogène, etc.). On […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/vision-optique-oculaire-et-optometrie/#i_20475

ZODIACALE LUMIÈRE

  • Écrit par 
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Voir aussi

Pour citer l’article

Pierre BARCHEWITZ, Pierre PINSON, Armand HADNI, « INFRAROUGE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 14 août 2018. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/infrarouge/