INFRAROUGE
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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 sont la cond [...]
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Écrit par :
- Armand HADNI : professeur à l'université de Nancy, directeur du Laboratoire d'Infrarouge lointain à l'université de Nancy-I
- Pierre BARCHEWITZ : professeur à l'université de Paris-XI, Orsay
- Pierre PINSON : attaché de recherche au C.N.R.S., Gif-sur-Yvette
Classification
Autres références
« INFRAROUGE » est également traité dans :
ANALYTIQUE CHIMIE
Dans le chapitre « Domaine de l'infrarouge » : […] L'infrarouge est le domaine classique des molécules organiques donnant des informations sur les groupements fonctionnels présents dans une molécule. Les modes de vibration d'un groupement chimique dépendant fortement du reste de la molécule, chaque molécule produit un spectre d'absorption qui lui est caractéristique, véritable empreinte digitale de la molécule. De ce fait, l'infrarouge est surtout […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/chimie-analytique/#i_20475
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BENZÉNOÏDES
Dans le chapitre « Absorption infrarouge » : […] La nature particulière des liaisons des squelettes benzénoïdes entraîne pour ces derniers l'apparition dans leur spectre d'absorption infrarouge (et de diffusion Raman) de bandes caractéristiques qui permettent leur identification. On note en particulier deux bandes dans le domaine 1 500-1 600 cm -1 dues à des vibrations d'élongation ν C-C et la bande située vers 3 030 […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/benzenoides/#i_20475
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Dans le chapitre « Propriétés pyro-électriques » : […] L'apparition d'un courant dans le circuit extérieur d'un condensateur à matériau ferro-électrique quand sa température varie ( i = d P s / d T) peut être exploité de la façon suivante : si un rayonnement infrarouge est absorbé par le matériau, la température de celui-ci augmente et le courant apparaît : c'es […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/ferro-electricite/#i_20475
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GAZ ANALYSE DES
Dans le chapitre « Méthodes physiques » : […] Les méthodes physiques sont fondées sur le fait suivant : étant donné un mélange de deux gaz A et B, on peut généralement trouver une ou plusieurs caractéristiques de ce mélange qui soient des fonctions univoques de sa composition ; connaissant l'une d'elles, on peut déduire la composition d'un mélange quelconque de la mesure de la grandeur considérée. Lorsqu'il s'agit d'une propriété additive (de […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/analyse-des-gaz/#i_20475
HERSCHEL MISSION
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HUBBLE, télescope spatial
Dans le chapitre « Des instruments performants » : […] Au fil des missions de maintenance, plusieurs instruments scientifiques ont donc été remplacés à bord de Hubble. Tous sont situés sur le plan focal du télescope et la lumière du ciel observé est dirigée vers ces appareils par un système de miroirs. Chaque instrument observe ainsi une partie différente du ciel et certains fonctionnent simultanément. L’instrument NICMOS (Near Infrared Camera and Mul […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/hubble-telescope-spatial/#i_20475
HUMIDITÉ
Dans le chapitre « Les instruments de mesure du taux d’humidité de l’air » : […] De nombreux instruments permettent d’évaluer plus ou moins précisément le taux d’humidité de l’air . Ils peuvent être classés en quatre catégories principales. La première est fondée sur une mesure des variations de masse, de volume, d’élasticité, de résonance acoustique ou électromagnétique, de conductivité électrique, de température, de couleur ou de transparence de matériaux ayant un fort pouv […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/humidite/#i_20475
IMAGERIE TÉRAHERTZ
Dans le chapitre « L’émission térahertz, un développement récent » : […] On définit la gamme térahertz (ou THz) des ondes électromagnétiques par les fréquences situées entre 100 gigahertz (10 11 Hz) et 10 térahertz (10 THz = 10 13 Hz, rappelons que la lumière visible a une fréquence de l’ordre de 500 THz), c’est-à-dire les longueurs d’onde comprises entre 30 micromètres et 3 millimètres. Ce domaine électromagnétique […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/imagerie-terahertz/#i_20475
INTERSTELLAIRE MILIEU
Dans le chapitre « Les poussières interstellaires » : […] En plus du gaz, le milieu interstellaire contient des poussières ténues de dimensions comprises entre une fraction de nanomètre et une dizaine de nanomètres. Les poussières absorbent et diffusent sélectivement la lumière des étoiles, c'est-à-dire qu'elles agissent plus sur le rayonnement ultraviolet et bleu que sur le rouge et l'infrarouge. Ce sont elles qui rendent totalement opaques les nuages […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/milieu-interstellaire/#i_20475
IRAS (Infrared Astronomical Satellite)
Le satellite d'astronomie infrarouge Iras (Infrared Astronomical Satellite), cofinancé par les Pays-Bas, les États-Unis et le Royaume-Uni, est lancé le 25 janvier 1983. Il s'agit essentiellement d'un grand cryostat rempli d'hélium liquide, dans lequel est logé un télescope de 60 centimètres de diamètre. Les détecteurs placés au foyer de ce télescope sont sensibles à l'infrarouge lointain, de 12 […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/iras/#i_20475
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Dans le chapitre « Les nuages » : […] Les formes et contours qui, dans le visible, se dessinent sur le disque de Jupiter correspondent à de forts contrastes de brillance ; ceux-ci sont dus à la distribution particulière de couches de nuages plus ou moins opaques se formant à différentes altitudes. L'extrême singularité du spectacle de Jupiter – et de celui de Saturne – réside avant tout dans une forte symétrie axiale : une dizaine de […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/jupiter-planete/#i_20475
LASERS À ÉLECTRONS LIBRES
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LECOMTE JEAN (1898-1979)
Jean Lecomte a entièrement consacré sa vie scientifique à la recherche dans le domaine de l'infrarouge. En décembre 1919 Jean Lecomte entre à la Sorbonne au laboratoire de recherches physiques, alors dirigé par Gabriel Lippman, bientôt remplacé par Aimé Cotton. Il y brigue une place de travailleur libre, car de famille très aisée, il ne demande pas de salaire et veut simplement effectuer un travai […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/jean-lecomte/#i_20475
LÉNA PIERRE (1937- )
Né à Paris en 1937, Pierre Léna débute, à la sortie de l'École normale supérieure, au centre universitaire d'Orsay. Il y reste jusqu'en 1971, année où il est nommé maître de conférences. En 1973, il devient professeur à l'université de Paris-VII, université qui est la sienne depuis lors. Parallèlement, sa carrière de chercheur se déroule à l'Observatoire de Paris, ponctuée de nombreux séjours dans […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/pierre-lena/#i_20475
MICROSCOPIE
Dans le chapitre « Emploi des radiations invisibles » : […] L'emploi de radiations invisibles (« lumières invisibles ») peut être avantageux pour l'étude de préparations présentant, en fonction de la longueur d'onde, une absorption très différente de celle qui a lieu en lumière visible. On utilise alors des systèmes optiques comportant des lentilles en silice, fluorine et/ou des miroirs. Les images sont photographiées dans le cas de l' ultraviolet ; elles […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/microscopie/#i_20475
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Dans le chapitre « L'autoguidage » : […] Pour l'autoguidage, il est fait appel à un autodirecteur qui assure le repérage de l'objectif par le missile et permet d'élaborer à bord les ordres nécessaires au guidage sur l'objectif. Il existe trois classes d'autodirecteurs : actif, semi-actif et passif, sans compter les autodirecteurs mixtes (multimodes). L' autodirecteur actif . Il émet (et reçoit) le signal dont il a b […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/missiles/#i_20475
NAINES BRUNES
Dans le chapitre « L'atmosphère des naines brunes » : […] L'impact de la découverte de Gliese 229B fut énorme, d'une part dans le monde de l'astronomie stellaire, car cela confirmait les prédictions théoriques concernant l'existence des naines brunes, d'autre part, dans le monde de la planétologie, car le spectre de Gliese 229B ressemble à celui de Jupiter, avec en particulier des signatures caractéristiques d'absorption due à la vapeur d'eau et au mé […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/naines-brunes/#i_20475
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Dans le chapitre « L'OPTIQUE ADAPTATIVE : CORRIGER EN TEMPS RÉEL » : […] L'optique adaptative est la correction en temps réel, par un dispositif optique actif, de la déformation des images induite par la turbulence atmosphérique. Cette performance technique est devenue réalité grâce aux progrès de l'informatique et des composants optiques et grâce à la compréhension approfondie des propriétés de la turbulence atmosphérique. D'abord proposée par un astronome (Horace W. […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/optique-adaptative/#i_20475
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PREMIER TEST DE LA RELATIVITÉ GÉNÉRALE AUTOUR D'UN TROU NOIR SUPERMASSIF
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RADIOASTRONOMIE
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RAMAN EFFET
Dans le chapitre « Règles de sélection » : […] Les règles de sélection peuvent se résumer de manière concise : – Une vibration de coordonnée normale Q peut donner lieu à une absorption infrarouge, si elle modifie l'une des composantes du moment dipolaire →μ i , c'est-à-dire si la dérivée (∂μ i /∂Q) 0 n'est pas nulle au voisinage de la position d'équilbre. – Une vibration de coordonnée normale Q est […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/effet-raman/#i_20475
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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 radiations qui provoquent cette résonance. C'est l' […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/reflexion-selective/#i_20475
SATELLITES ESPIONS
Dans le chapitre « Les autres types de satellites espions » : […] Outre les satellites d'observation optique, infrarouge et radar, les États-Unis ont déployé d'autres types de satellites espions : pour la détection des lancements de missiles, des sites de missiles antimissiles, des essais nucléaires, pour la surveillance des océans, pour la défense aérienne stratégique et, surtout, pour l'écoute électronique. – Localiser les silos de missiles adverses n'était p […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/satellites-espions/#i_20475
SERRA GUY (1947-2000)
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 fonde en son sein le département scientifique et technique « Univers froid », se consacrant principal […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/guy-serra/#i_20475
SOLEIL SYNCHROTRON
SOLEIL, opérant à 2,75 GeV (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 dynamique, tant dans le […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/synchrotron-soleil/#i_20475
SPECTROPHOTOMÉTRIE OPTIQUE
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SPECTROSCOPIE
Dans le chapitre « Détecteurs » : […] Le spectrographe projette le spectre sur une plaque photographique. Dans les spectromètres, on utilise des dispositifs de détection électronique, spécifiques du domaine de radiation étudié. Pour les photons γ, c'est le scintillateur et les jonctions semi-conductrices qui sont le plus couramment utilisés. Pour les X, en plus de la plaque photographique, on utilise des écrans fluorescents, des comp […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/spectroscopie/#i_20475
TÉLÉDÉTECTION
Dans le chapitre « L'émission propre » : […] Il s'agit de la propriété qu'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 : ceci explique que l'on […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/teledetection/#i_20475
TERRE - Bilan énergétique
Dans le chapitre « Phénomènes au sein de l'atmosphère et à la surface » : […] Par ciel clair, la partie visible du rayonnement solaire, qui contient la plus grande part de son flux énergétique, traverse l'atmosphère avec peu de pertes. Aux longueurs d'onde inférieures à 0,31 μm de l'ultraviolet, la couche d'ozone (située entre 15 et 50 km d'altitude) est pratiquement opaque : le flux absorbé, 12 watts par mètre carré, échauffe la stratosphère . Dans la […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/terre-bilan-energetique/#i_20475
THÉRAPEUTIQUE - Physiothérapie
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 tissulaire suffisant. En deçà ou au-delà, le rayonnement est ar […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/therapeutique-physiotherapie/#i_20475
UNIVERS (notions de base)
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VERRE
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VISION - Optique oculaire et optométrie
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Voir aussi
Pour citer l’article
Armand HADNI, Pierre BARCHEWITZ, Pierre PINSON, « INFRAROUGE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 16 octobre 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/infrarouge/