Popularisée par le cinéma, les technologies de vision nocturne sont de plus en plus accessibles pour le grand public. L'œil humain ne voit pas bien dans le noir car il capte la réflexion de la lumière sur les surfaces environnantes. Les rayons qui atteignent l’œil traversent la cornée, l’iris pour atteindre la rétine. Celle-ci capte la lumière pour la transformer en signaux électriques envoyés au cerveau.
Pour cela, la rétine dispose de cônes et de batônnets. Les cônes permettent de voir les détails et les couleurs. En raison de notre mode de vie diurne notre corps est conçu pour bien performer en journée, sous le soleil. La nuit, il n’y a tout simplement pas assez de lumière pour qu’on puisse y voir clair.
La vision nocturne est une propriété naturelle dont bénéficie de nombreuses espèces animales. Certaines passent par des voies détournées, comme les chauves-souris qui utilisent l’écholocation, un système de sonar qui passe par les ultrasons. La vision nocturne infrarouge fonctionne un peu comme les yeux de ces animaux et vient amplifier la lumière environnante pour en envoyer suffisamment à nos yeux. Ceux, qui fonctionne dans le spectre infrarouge, appelés lunette de vision infrarouge.
La lumière peut être considérée comme de l’énergie qui nous provient des atomes sous la forme de photons. L’œil humain n’est conçu pour ne voir qu’une partie du spectre lumineux. On appelle cela la lumière visible. En réalité, l’ensemble des couleurs existantes est beaucoup plus vaste, allant jusqu’au domaine des ondes radios.
La majorité des dispositifs de vision nocturne sont des appareils passifs. On retrouve tout d’abord un objectif. Comme dans un appareil photo ou une jumelle classique, l’objectif est un ensemble de lentilles qui sont ordonnées pour capter une partie des rayons lumineux et la canaliser vers un foyer. Dans une lunette de vision nocturne, les photons qui pénètrent dans l’objectif vont rencontrer un tube amplificateur d’image composé tout d’abord d’une photocathode faite d’un morceau de métal.
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Le rôle de celle-ci est de libérer des électrons chaque fois qu’un rayon lumineux la touche. Tout cette opération se déroule dans une chambre à vide. Le système de micro-canaux est conçu pour permettre un processus d’émission secondaire en cascade. Chaque micro-canal est 45 fois plus gros que le précédent, entraînant une libération toujours plus importante des électrons, un peu comme dans une réaction en chaîne nucléaire. Pour exciter la plaque de métal, un courant électrique est appliqué.
Les électrons, qui transmettent le signal de l’information lumineuse, sont ensuite propulsé vers une plaque de Phosphore. Les premiers ALR ont été utilisé durant la 2nde Guerre Mondiale. Les jumelles de vision nocturne renvoient une couleur verte à l’utilisateur car c’est ce qu’émet le phosphore. Il n’est pas possible de renvoyer une image colorée en raison de l’étape de traduction des photons aux électrons puis à nouveau aux photons.
Ce matériau a été choisi car l’œil humain peut y distinguer une large nuance de formes. Les ALR passifs ne fonctionnent donc que si une scène est un minimum éclairé. Développés depuis la Seconde Guerre Mondiale, les jumelles de vision nocturne ont fait l’objet d’amélioration dans le but d’améliorer leur précision et leur durée de vie.
Les appareils de vision nocturne ont connu plusieurs générations d'améliorations, chacune apportant son lot d'innovations en termes de clarté, de portée et de durabilité.
La première génération a été en premier lieu utilisée dans les véhicules militaires durant la Seconde Guerre Mondiale. La plupart des appareils de vision nocturne grand public proposés aujourd’hui sont de génération 1. C’est cette génération qui introduit le microcanal (MCP) qui vient amplifier les électrons. Mais cela fait doubler les prix des équipements. On passe alors à un taux d’amplification lumineux de x50000.
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La génération la plus récente des amplificateurs de lumière résiduelle, les ALR Omni-VII fonctionnent sur la même base que la 3ème génération. Depuis quelques années, grâce à l’avènement de la photo numérique, des fabricants se sont mis à utiliser des solutions d’amplification de lumière numérique. Au lieu d’utiliser un tube amplificateur de lumière, le monoculaire de vision nocturne numérique dispose d’un capteur similaire à ceux qu’on retrouve dans les appareils photos numérique ou dans votre smartphone. Il peut s’agri d’un CCD ou CMOS.
La deuxième grande famille de d’appareils à vision nocturne sont les équipements infrarouges thermiques. La caractéristique de ce rayonnement est qu’il n’est pas simplement réfléchi sur les objets, il est également émis par les corps sous la forme d’un rayonnement radioactif qui transformer la chaleur en énergie lumineuse.
Les lunettes de vision nocturne exploitent principalement deux technologies : l’intensification de lumière et l’imagerie thermique. L’optimisation d’image (intensificateur de lumière) : 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.
L’imagerie thermique : 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. 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.
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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.
En général, les lunettes de vision nocturne ne sont pas dangereuses pour les yeux lorsqu'elles sont utilisées correctement. Il est préférable d’avoir à l’esprit que certaines lunettes de vision nocturne peuvent occasionner un éblouissement si elles sont exposées à des sources de lumière extrêmement lumineuses, comme les phares de voitures. La fatigue oculaire peut être générée par certaines lunettes de vision nocturne en cas d'utilisation, de la même manière que le port prolongé de lunettes ou de lentilles de contact ordinaires. Il est recommandé de faire des pauses régulières pour reposer les yeux.
En général, le premier équipement qui nous vient à l’esprit lorsqu’on parle d’équipement de vision nocturne, ce sont les lunettes qui équipent les armes des militaires pour le combat de nuit. Un des appareils les plus diffusé est la jumelle de vision nocturne. De même, de nombreux modèles de jumelles à vision nocturne ne contiennent qu’un tube amplificateur (binoculaires non symétriques) et n’offrent pas de réelle vision binoculaire, ce qui aplatit l’image.
Les caméras de surveillances sont de plus en plus souvent équipées d’une optique à vision nocturne active, donc avec un projecteur infrarouge. De plus, la plupart des appareils de vision nocturnes analogiques ne peuvent pas être utilisés en plein jour au risque de dégrader fortement l’équipement. Pour réduire le risque, ils disposent généralement d’un filtre permettant de réduire les hauts flux lumineux.
Les lunettes de vision nocturnes, utilisées à des fins militaires, de surveillance et de sauvetage, sont pour le moment plutôt réservées à certains usages professionnels. Cependant, la technologie continue de faire des progrès, apportant des améliorations aux capteurs, aux lentilles et aux algorithmes de traitement d'image, pour une optimisation de la résolution et de la clarté des images. En haut : vision thermique. En bas : vision nocturne.
La chasse de nuit est une pratique encadrée en France, principalement autorisée pour la régulation des espèces nuisibles comme le sanglier ou le renard. Pour maximiser l’efficacité et la sécurité de cette chasse spécifique, l’utilisation de dispositifs de vision nocturne et thermique s’est largement démocratisée ces dernières années. Ces technologies offrent un avantage considérable en permettant de repérer le gibier dans l’obscurité, d’améliorer la précision du tir et de limiter les risques de confusion avec d’autres espèces.
Trois grandes catégories de dispositifs optiques sont aujourd’hui utilisées par les chasseurs français : la vision nocturne, qui amplifie la lumière ambiante pour offrir une image claire en faible luminosité, la vision thermique, qui détecte la chaleur corporelle des animaux et permet une détection efficace même en milieu boisé, et enfin l’optique multi-spectre, qui combine les avantages des deux premières pour une visibilité optimale en toutes conditions.
Toutefois, la réglementation française est stricte quant à l’usage de ces technologies. L’emploi des lunettes de vision nocturne et thermique est interdit pour la chasse traditionnelle, mais il peut être autorisé sous dérogation préfectorale, notamment pour le prélèvement des espèces classées nuisibles. Il est donc essentiel de bien se renseigner sur la législation en vigueur dans son département avant d’investir dans un équipement de ce type.
La vision nocturne repose sur un principe simple : elle amplifie la lumière ambiante (lumière des étoiles, de la lune ou infrarouge résiduel) pour offrir une image plus claire dans des conditions de faible luminosité. Grâce à un tube intensificateur d’image, les photons sont transformés en électrons, puis réamplifiés et reconvertis en photons lumineux. L’image obtenue est généralement en nuances de vert ou en noir et blanc, avec une netteté permettant d’identifier les formes et les reliefs.
Même si les chercheurs ont étudié la vision nocturne des animaux pour développer des lunettes de vision nocturnes qui s’en rapprochent, ils n’ont toutefois pas réussi à reproduire totalement ce phénomène naturel. En effet, certaines créatures nocturnes bien connues comme les chats et les hiboux, possèdent des yeux qui s’adaptent à la vision de nuit. Ils ont dans leur rétine une grande quantité de cellules sensibles à la lumière qui leur permettent d’avoir une vision fine dans l’obscurité.
La compréhension de ces mécanismes biologiques a cependant certainement contribué à l'élaboration de technologies de vision nocturne plus avancées comme l’amplification de la lumière ou l’imagerie thermique. Une réponse scientifique intelligente pour se substituer aux super-pouvoirs des animaux !
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