Les appareils de vision nocturne sont devenus populaires parmi les chasseurs, les observateurs de la faune et les militaires. L'un des éléments importants de tout appareil de vision nocturne est la lunette. Il faut du bon matériel pour faire une bonne lunette.
L'objectif et l'oculaire de la fenêtre de sortie sont en verre optique spécial. L'élément principal de la lunette est le tube intensificateur d'image, en métal et en céramique. Après assemblage, le tube intensificateur d'image est placé dans un couvercle en plastique spécial résistant aux chocs. Tous les éléments sont solidement fixés et soudés.
Le principe de travail et la construction des dispositifs de vision nocturne sont assez complexes. Tout commence par l'objectif. Chaque objet réfléchit la lumière, visible et invisible à nos yeux. Les lentilles captent cette lumière, la rassemblent en un faisceau lumineux et la dirigent vers la photo-cathode. A ce stade se produit la transformation des photons en électrons. Les électrons sont envoyés dans une chambre spéciale avec la plaque à microcanaux. Cette plaque est en fibre de verre et comporte des centaines de microtubes à sa surface. La tâche de cet élément est d'augmenter le nombre d'électrons. Plus il y a de micro-trous sur la plaque, plus on peut obtenir d'électrons. Le diamètre de la plaque à microcanaux dans les appareils de vision nocturne Gen 3 ne dépasse pas 1 pouce.
Dans la dernière étape, les électrons rebondissent de la plaque et frappent l'écran au phosphore. Lorsqu'ils frappent, les électrons créent de petits éclairs de lumière. De cette façon, ils transmettent l'information sur les objets environnants et l'écran la rassemble en une seule image.
L'ensemble du processus de conversion des particules de lumière en une image claire, décrit ci-dessus, serait impossible sans une source d'énergie. Tous les appareils de vision nocturne ont besoin de bonnes batteries rechargeables. La source d'alimentation est située à peu près sous la chambre de la plaque à microcanaux.
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Une fois que les éléments de l'IIT sont prêts, ils doivent être placés avec précision dans le corps. L'assemblage commence dans une salle stérile spéciale sans poussière ni humidité. Les travailleurs placent d'abord la plaque à microcanaux et la batterie. Ensuite, le corps est placé dans la station d'échappement pour éliminer tout l'air. Ce n'est qu'après que la photo-cathode et l'écran au phosphore sont placés dans le tube et y sont fixés.
Les caméras thermiques produisent une image de l’intensité du rayonnement thermique détecté. Comme dit précédemment, les couleurs affichées à l’écran représentent seulement une intensité. Certaines caméras infrarouges disposent de plusieurs modes de colorisation.
Il est très souvent difficile de repérer une victime à l’œil nu lors d’interventions incendie par manque de visibilité. Les caméras thermiques portables sont également très utiles lors d’intervention sur accidents de la route en campagne et de nuit, pour repérer plus rapidement les victimes d'accident de la route qui ont été éjectées d'un véhicule en pleine nuit par exemple.
Les caméras infrarouges thermiques sont également très utiles aux secouristes lors de recherches de victimes coincées sous des décombres ou endroits difficiles d’accès. Les caméras thermiques Longues Distances sont également largement utilisées par les garde-côtes et le personnel de sauvetage, en particulier pour les recherches d’hommes à la mer.
A contrario, une caméra thermique destinée à la lutte incendie ne sera pas adaptée à la détection de fièvre. Pour la détection de fièvre, nous aurons besoin d’une caméra avec une sensibilité très élevée et qui pourra donc afficher la température de manière très précise (au dixième de degrés près). La plage de température d’une caméra incendie pouvant aller jusqu’à 1150 °C n’aura donc aucune utilité dans ce cas.
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L’utilisation de la caméra thermique se faisant le plus souvent avec ARI (Appareil Respiratoire Individuel), le binôme d’attaque devra donc utiliser des techniques de « scan » afin de collecter le maximum d’informations au cours de cette phase de reconnaissance.
La technique de scan est employée pour balayer visuellement à l’aide de la caméra thermique l’ensemble du volume dans lequel les sauveteurs progressent. La technique du « scan » qu’elle soit réalisée en bande, en Z, en X ou sur les 6 faces, doit être entrepris avec application et répété plusieurs fois au cours de la phase de reconnaissance, pour permettre la construction d’une image mentale de la progression.
L’utilisation de plusieurs modes couleur permet d’analyser avec plus de précision les scènes observées afin d’en faciliter la compréhension (niveau de température, propagation des fumées, axe de circulation, danger, etc.). C’est pourquoi, il est intéressant de changer de mode de colorisation, afin de mettre ainsi en évidence d’autres éléments.
LEADER propose jusqu’à 5 colorisations sur ses caméras : Feu, Recherche, Inverse, Froid et Multicolore. Il est donc indispensable de connaitre les spécificités de chaque mode afin de choisir le plus adapté selon la situation rencontrée.
Les lunettes de vision nocturne exploitent principalement deux technologies : l’intensification de lumière et l’imagerie thermique.
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Plusieurs capteurs microscopiques sont utilisés pour venir capter la lumière de manière optimale, même la plus infime (type étoile ou lune), dans une quantité bien supérieure à l’œil humain. C’est notamment le cas de la lumière infrarouge que nous ne pouvons pas discerner à l’œil nu.
La nuit, les variations de couleur n’apparaissent pas à l’œil humain. Il fallait donc choisir une couleur unique pour rendre compte des variations du paysage en vision nocturne.
Notre œil est plus sensible à la lumière verte que à d'autres couleurs dans des conditions de faible luminosité. Ainsi, en utilisant une lumière verte, les dispositifs de vision nocturne peuvent fournir une meilleure visibilité avec une faible intensité lumineuse, tout en minimisant la fatigue oculaire.
De plus, la lumière verte a tendance à mieux pénétrer dans l'obscurité que d'autres couleurs. Ainsi, les objets sont souvent plus visibles dans un environnement nocturne avec une lumière verte.
Les lunettes de vision nocturne thermiques détectent les différences de température entre les objets et leur environnement, pour venir créer une image. Capables de détecter la chaleur émise par les objets et les êtres vivants, ces lunettes de vision nocturne thermiques permettent une vision claire même dans l'obscurité totale.
Elles utilisent des capteurs thermiques sensibles aux radiations de chaleur infrarouge émises par les objets. Ensuite, elle les convertit en signal électrique. Celui-ci est ensuite traité électroniquement pour créer une image thermique. Les variations de température sont représentées par différentes couleurs ou niveaux de luminosité.
Les zones plus chaudes apparaissent généralement plus lumineuses ou dans des couleurs spécifiques et les zones plus froides sont plus sombres.
L'avantage principal des lunettes de vision nocturne thermiques est leur capacité à fonctionner dans l'obscurité totale, car elles ne dépendent pas de la lumière ambiante. Elles sont également très utiles pour identifier des objets dans l'obscurité.
En général, les lunettes de vision nocturne ne sont pas dangereuses pour les yeux lorsqu'elles sont utilisées correctement. Voici quelques aspects qu’il est préférable d’avoir à l’esprit :
Dans ce projet, je vais vous montrer brièvement comment j’ai réalisé ma propre caméra infrarouge. C’est un projet pas très compliqué parce que j’ai utilisé beaucoup d’éléments prêt à l’emploi :
Tout d’abord, occupons nous de la Raspberry PI. C’est une carte électronique embarquant tous les périphériques essentiels pour être une sorte d’ordinateur miniature, à l’exception d’une mémoire pour embarquer le système d’exploitation. C’est pour cette raison qu’il faut acheter une carte micro SD.
Pour l’installer, il faut tout d’abord télécharger l’image ici puis télécharger un logiciel pour l’exporter sur votre carte micro-SD. Il suffit d’ouvrir le logiciel, sélectionner votre carte micro-SD puis cliquer sur le bouton « Restore« . Et voilà !!!
Après avoir pris les dimensions des lentilles et capteurs de luminosité ainsi que de l’objectif de la caméra, j’ai dessiné à l’aide d’un logiciel de CAO puis FAO mon boitier à plat.
L’usinage va se dérouler en 2 étapes (obligé de changer d’outil). Il faudra faire très attention à la vitesse de rotation du « spindle » ou à la vitesse de passage.
Je tiens aussi à vous mettre en garde sur un point. La lumière infra-rouge n’est pas visible par les yeux (presque, si la longueur d’onde s’approche des 700um, vous verrez un léger rouge apparaître).
Lorsque vous regardez une lumière un peu forte de face votre pupille se rétracte pour laisser passer le moins de lumière possible et éviter d’endommager votre rétine. Il faut donc éviter de regarder les diodes infrarouges de face sous peine d’endommager votre rétine.
Au même titre que ces dispositifs optiques révolutionnaires, la caméra photo-thermique représente aujourd’hui pour les artistes contemporains un appareil extensif propice au développement de nouveaux langages et de méthodes alternatives d’observation du monde.
Si, comme le suggère le bioartiste Stelarc, « l’artiste peut être un guide dans l’évolution qui extrapole de nouvelles trajectoires, qui restructure et hypersensibilise le corps », la caméra photo-thermique s’annonce alors comme un outil de choix pour développer des discours critiques en prise avec les crises actuelles.
Richard Mosse est l’artiste qui a su donner ses lettres de noblesse au genre thermographique dans l’art contemporain. Dans ses projets les plus récents, Heat Maps (2016-2018) et Incoming, c’est la capacité de la vision infrarouge à révéler des aspects inédits des crises politiques et environnementales qui est au cœur de sa démarche.
Présentées sous forme d’ouvrage, de vidéos et de tirages monumentaux, les thermographies de Mosse ont été prises par une caméra photo-thermique spécifiquement conçue pour un usage militaire et montrent les conditions de vie des migrants durant leur exode et dans les camps de rétention européens.
Le détournement politique des caméras infrarouge en tant que machines de vision est également utilisé par l’artiste-chercheur Samuel Bianchini. Dans son œuvre Discontrol Party, la vision infrarouge est employée parmi d’autres technologies de pointe au sein d’un vaste dispositif évoquant le problème de la surveillance machinique et sa possible déprédation par un groupe humain.
Ici, l’usage de la caméra infrarouge intégrée à des systèmes de contrôle est mis en jeu pour sa qualité de machine de vision. Comme le rappelle Jean-Paul Fourmentraux, s’appuyant sur les propos de l’artiste, ces technologies liberticides appartiennent aussi au registre du spectacle vivant, ce qui dénote la « généralisation de la surveillance dans tous les domaines de la vie publique et privée ».
Antoine d’Agata s’est également appuyé sur la vision infrarouge pour lever le voile sur l’une des menaces les plus marquantes du XXIe siècle : la crise de la Covid-19. Passé au crible de la caméra photo-thermique, le contexte anxiogène de la pandémie est ainsi devenu le sujet du livre Virus.
Dans un entretien donné à AOC Média, il affirme : « Il y a aussi une certaine abstraction dans l’image thermique qui m’intéresse particulièrement : elle reste fidèle à la réalité, tout en nous ouvrant à une autre expérience de la réalité, comme si elle défaisait le tissu de nos sens ».
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