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INFRAROUGE

Les caméras pour l'infrarouge

Les caméras pour l'infrarouge ont un but qui paraissait encore sensationnel il y a vingt ans : voir dans l'obscurité, grâce aux radiations infrarouges, que les corps à température ordinaire ne manquent pas d'émettre d'après la loi de Planck, mais que l'œil ne peut voir. On dit que la détection est passive ; en effet, il n'est pas besoin d'éclairer l'objet pour le voir, comme le Soleil éclaire la Terre, nous permettant ainsi de distinguer les radiations diffusées ou réfléchies sélectivement par les objets. L'intérêt militaire des caméras pour l'infrarouge est ainsi évident : elles permettent d'observer l'ennemi en pleine nuit sans lui envoyer de radiations, faciles à détecter et qui trahissent l'observateur.

Il s'agissait alors de science-fiction et c'est à la suite de longs efforts que ce but semble désormais atteint. Ces caméras sont déjà suffisamment répandues pour que ceux qui n'ont pas vécu ce lent cheminement ne montrent souvent plus aucun étonnement à voir des images de télévision thermique avec une résolution temporelle et spatiale à peine inférieure à celle de la télévision dans le visible.

Procédés antérieurs

Cependant, en 1960, des caméras pour l'infrarouge existaient déjà. Il y avait l'évaporographie qui datait de plus de cinquante ans. C'est Czerny, en particulier, qui a montré qu'un film d'huile supporté par une membrane noire s'évapore plus ou moins lorsqu'on y projette une image infrarouge (évaporographie). Il en résulte des figures d'interférence qui traduisent l'image thermique. Les résolutions spatiale et temporelle sont médiocres. Plus tard, les performances ont été améliorées en utilisant l'effet Marangoni ; il s'agit du Panicon Gretag qui utilise aussi un film d'huile, cependant la variation d'épaisseur due encore à l'échauffement local ne provient pas de l'évaporation, mais de la diminution de la tension superficielle. La sensibilité a été encore augmentée par Loulergue et Lévy qui emploient une double couche liquide. La résolution devient un peu meilleure, et l'avantage principal reste celui de la simplicité. Il existe aussi des dispositifs plus récents mais dont la sensibilité n'est pas meilleure. Certains utilisent des semi-conducteurs, par exemple un film mince de sélénium dont la bande interdite est très sensible à la température. La projection d'une image thermique module la transmission à la lumière du sodium dont la fréquence correspond à la valeur de la bande interdite. D'autres utilisent des cathodes photo-émissives sensibles à la température et sur lesquelles on projette une image thermique qui change ici le pouvoir photo-émissif. On a aussi employé des films fluorescents sensibles à la température. En effet, l'image infrarouge modifie le rendement de la fluorescence que l'on observe dans le visible et qui est excitée par irradiation aux rayons ultraviolets. Vers 1978, Westinghouse a mis en œuvre certains cristaux liquides avec succès. Toutefois, tous ces dispositifs, et bien d'autres, n'ont ni la résolution spatiale, ni la résolution temporelle des deux types de caméras que nous allons décrire : caméras à balayage mécanique sur un récepteur unique, et tubes vidicons pyroélectriques.

Caméras à balayage mécanique

Un miroir plan mobile, associé à un miroir parabolique fixe, permet, par un balayage approprié à deux dimensions, de conjuguer tous les points d'un paysage donné avec un récepteur unique.

Ce récepteur peut être constitué par de l'antimoniure d'indium InSb à 80 K dont on connaît la bonne sensibilité dans le proche infrarouge jusqu'à 4,5 μm environ. En outre, il a permis de construire la caméra infrarouge la plus répandue à ce jour. Elle peut balayer 200[...]

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Écrit par

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

. In Encyclopædia Universalis []. Disponible sur : (consulté le )

Médias

Absorption de l'atmosphère - crédits : Encyclopædia Universalis France

Absorption de l'atmosphère

Lame de germanium - crédits : Encyclopædia Universalis France

Lame de germanium

Cristaux : réfraction et longueur d'onde - crédits : Encyclopædia Universalis France

Cristaux : réfraction et longueur d'onde

Autres références

  • ANALYTIQUE CHIMIE

    • Écrit par Alain BERTHOD, Jérôme RANDON
    • 8 885 mots
    • 4 médias
    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...
  • ASTROCHIMIE

    • Écrit par David FOSSÉ, Maryvonne GERIN
    • 4 388 mots
    • 3 médias
    ...basse énergie (qui correspondent au mouvement de rotation des molécules sur elles-mêmes) se placent dans le domaine des longueurs d'onde millimétriques. Le domaine infrarouge, de plus haute énergie (mouvement de vibration des molécules), a été exploité par le satellite I.S.O. (Infrared Space Observatory)...
  • BENZÉNOÏDES

    • Écrit par Jacques METZGER
    • 5 520 mots
    • 6 médias
    La nature particulière des liaisons des squelettes benzénoïdes entraîne pour ces derniersl'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...
  • CLIMATOLOGIE

    • Écrit par Frédéric FLUTEAU, Guillaume LE HIR
    • 3 656 mots
    • 4 médias
    ...dont la longueur d'onde dominante est fonction de la température de la planète. La Terre, dont la température globale moyenne est de 15 0C, émet un rayonnement infrarouge dont la puissance est égale à STe4, où Te est la température d'équilibre du système Terre et σ une constante. Une partie du...
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Voir aussi