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Popularisée par le cinéma et en particulier les films de guerre et d’espionnage, la vision thermique est de plus en plus accessible au grand public. Elle repose sur des principes de détection et de conversion du rayonnement infrarouge en images visibles. Comme vous allez le voir dans ce guide, le principe n’est pas très compliqué à comprendre.

Principes de Base de la Vision Thermique

Tout objet dont la température est supérieure à -273,15°C émet un rayonnement infrarouge. Plus un objet est chaud, plus il émet d'infrarouge, en raison des vibrations et des mouvements moléculaires. La chaleur d'un objet est diffusée vers l'extérieur sous forme de rayonnement infrarouge et est capturée par la caméra thermique.

La lumière visible et le rayonnement infrarouge sont tous deux des composantes du spectre électromagnétique, mais ils se situent dans des bandes différentes. La lumière infrarouge est une onde électromagnétique invisible à l’œil humain. Ce type de rayonnement, invisible à l'œil nu, se situe juste après le rouge visible sur le spectre électromagnétique. On ne peut pas voir la lumière infrarouge.

Le spectre électro-magnétique se traduit en fréquence et en longueur d’onde. 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. L’infrarouge proche, dont la longueur d’onde évolue à des ordres de grandeurs de 0,7 à 1,3 microns. C’est cette fréquence qu’utilise la majorité des ALR grand public. L’infrarouge moyen, avec une longueur d’onde de 1,3 à 3 microns. L’infrarouge thermique, plus élevé et plus large qui évolue entre 3 microns et 30 microns.

Fonctionnement des Caméras Thermiques

L'imagerie thermique convertit le rayonnement infrarouge en valeur de gris, puis une image est générée par la différence de valeur de gris de chaque objet. Les caméras thermiques doivent convertir l'énergie infrarouge détectée en images visibles par l'œil humain, et utiliser différentes couleurs pour représenter les différentes températures. Bien qu'invisible à l'œil humain, le rayonnement thermique ne peut être détecté que par des caméras thermiques qui produiront des images en utilisant les différences de température. Les pseudo-couleurs ont de nombreux styles, et les différentes pseudo-couleurs ont des expressions différentes. Comme la chaleur blanche : plus la température est élevée, plus l'image grise est brillante.

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Une caméra thermique est composée de :

  • Une lentille en germanium
  • Un détecteur infrarouge
  • Un circuit de traitement du signal
  • Une puce de traitement de l'image
  • Une coque métallique

La longueur d'onde des IR (rayonnement infrarouge) étant beaucoup plus grande que celle de la lumière visible, une taille de pixel plus grande est nécessaire pour recevoir l'énergie correspondante. Par conséquent, dans le volume physique général, la résolution des détecteurs est beaucoup plus faible que celle des détecteurs de lumière visible.

Limitations et Précautions

Dans de nombreux films, les agents utilisent des caméras thermiques pour "voir ce qui se passe derrière le mur", ce qui est un malentendu typique des caméras thermiques. En fait, les murs bloquent le rayonnement infrarouge. Si nous dirigeons la caméra thermique vers le mur, nous obtenons la chaleur du mur au lieu de la chaleur derrière le mur. Bien sûr, si un objet à haute température à l'intérieur ou derrière le mur provoque une différence de température dans le mur, la caméra thermique peut le détecter.

À travers la fenêtre en verre, nous pouvons voir le paysage à l'extérieur de la fenêtre, car la lumière visible peut facilement traverser le verre. Mais l'infrarouge ne peut pas fonctionner. Lorsque l'infrarouge rencontre le verre, il est réfléchi comme un miroir.

Remarque : La lumière infrarouge ne peut pas traverser le verre de silice ordinaire.

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Paramètres Techniques Importants

  • Résolution: Désigne le nombre de pixels dans le détecteur. Les caméras thermiques courantes ont des résolutions de 160x120, 256x192, 400x300 et 650x512. Une résolution plus élevée signifie que chaque image contient plus d'informations et une meilleure qualité d'image avec plus de détails. La résolution thermique est le nombre d'éléments sensibles (pixels) constituant le détecteur. Il indique le détail capturé par le détecteur thermique. Par exemple, 640 × 512 signifie que la caméra thermique dispose d'un ensemble de capteurs ou pixels de 640 × 512 qui créent son image thermique de base. La résolution est aussi une mesure utilisée pour décrire la netteté et la clarté d'une image.
  • Taille du pixel: La taille d'un seul pixel. La taille des pixels d'imagerie thermique était autrefois de 35 microns, 25 microns et 20 microns.
  • NETD (Noise Equivalent Temperature Difference): Il s'agit d'une mesure de la capacité d'un détecteur d'imagerie thermique à distinguer les très petites différences de rayonnement thermique dans l'image. La NETD est généralement exprimée en milli-Kelvin (mK). Afin de mesurer la NETD d'un détecteur, la caméra doit être dirigée vers un corps noir à température contrôlée.
  • Champ de vision (FoV): Lorsque l'objet à observer est proche ou que la plage de surveillance est large, vous pouvez choisir un produit avec un grand FoV.
  • Sensibilité thermique: La sensibilité thermique définit la différence de température minimale qu'une caméra infrarouge peut détecter. On l’appelle également Noise Equivalent Temperature Difference (NETD).

Correction du Champ Plat

La correction du champ plat est également appelée étalonnage de l'obturateur. Lorsque la caméra surveille une certaine zone pendant une longue période, les limites de l'image peuvent s'afficher de manière anormale. Dans ce cas, la calibrage de l'obturateur est utile. Pendant ce processus, l'écran de la caméra thermique se fige pendant un court instant.

Distance de Détection

Lors du choix d'une caméra thermique, les gens demandent souvent : "Jusqu'où la caméra peut-elle voir ?" Il s'agit d'une question très important, mais aussi une question difficile à clarifier. La distance à laquelle la caméra peut voir est étroitement liée à la taille de l'objet observé, à l'environnement où se trouve l'équipement d'observation et au jugement subjectif de l'observateur. Par conséquent, nous devons introduire une norme de jugement et de calcul pour répondre à cette question, qui est le critère de Johnson.

Critère de Johnson

Le critère de Johnson définit la résolution minimale de la frange équivalente de la cible, qui est basée sur une probabilité de discrimination de 50% pour un observateur, afin de déterminer la capacité de reconnaissance de la caméra thermique infrarouge sur la cible.

  • Détection : Trouver une cible dans le champ de vision.
  • Reconnaissance : La cible peut être classée, c'est-à-dire que l'on peut reconnaître que la cible est un char, un camion ou une personne.
  • Identification : Le modèle et les autres caractéristiques qui permettent de distinguer la cible, par exemple de distinguer un ami ou une ennemi.

Vision Nocturne vs. Vision Thermique

Les appareils dits de “vision nocturne” sont dépendants de la luminosité extérieure. Autrement dit, ils ont besoin d’un apport de lumière, naturelle ou artificielle, pour fonctionner. En effet, ils vont amplifier cette dernière pour permettre d’avoir une image visible, généralement rendue en nuances de verts et de noir. Ces appareils nécessitent donc d’avoir une certaine quantité de lumière extérieure de nuit (étoiles, lune, lumière infrarouge etc) pour fonctionner. A contrario, les appareils dits “thermiques” peuvent fonctionner dans l'obscurité totale, car ils marchent grâce à la détection de la chaleur émise par les objets et les êtres vivants, et ce, sans aucune source de lumière. Parfois la technologie thermique permet de déceler d’infimes détails qui ont leur importance.

Les appareils de vision nocturne comme les appareils thermiques sont en capacité, l’un comme l’autre, de détecter le rayonnement infrarouge d’un objet ou d’un être. En ce qui concerne la vision nocturne, les appareils amplificateurs de lumière, pour fonctionner efficacement en absence de lumière naturelle, peuvent être équipés d'une source lumineuse infrarouge, souvent un illuminateur IR, qui projette une lumière infrarouge invisible à l'œil nu mais détectable par l'appareil. Cela permet de "voir" dans l'obscurité en utilisant cette source IR comme éclairage artificiel.

Lire aussi: Viseur infrarouge : guide complet

Ainsi, bien que les appareils de vision nocturne ne détectent pas la chaleur comme les appareils de vision thermiques, ils utilisent bien l'infrarouge dans le cadre de leur fonctionnement pour améliorer la visibilité là où il y a peu ou pas de lumière résiduelle.

Types d'Appareils de Vision Thermique

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.

Applications dans l'Airsoft et Autres Domaines

Les amateurs en plein air, les experts en animaux et en plantes dans l'exploration de la nature, à la recherche d'animaux sauvages, en raison de la densité des plantes dans le champ et les animaux qui ont une plus grande capacité de mimétisme de dissimulation, seul avec l'œil nu ou la lumière visible télescope est difficile de trouver les animaux.

Le monoculaire de la série M adopte une structure ergonomique, avec une sensation de main appropriée. En tant que caméra thermique, la série M offre également une détection automatique des incendies. Le personnel chargé de la gestion des forêts peut l'utiliser pour effectuer des inspections, afin de détecter rapidement les incendies et d'organiser le personnel pour y faire face à temps. Il prend en charge la fonction de mesure de la distance.

Jouer une partie d’airsoft c’est pouvoir viser des ennemis et leur tirer dessus. Il faut donc avoir la meilleure précision possible pour toucher ses adversaires. Découvrez les différents viseurs qui sont disponibles pour une réplique d’airsoft.

La visée d’une arme d’airsoft

En achetant une réplique d’airsoft, vous allez découvrir la mire. C’es un système de visée mécanique qui est installé au départ. Mais pour une arme d’airsoft, la mire n’offre pas assez d’efficacité, de précision et de possibilité de réglage.

C’est pour cette raison que les marques ont développé des systèmes pour augmenter la visée. En airsoft, il est essentiel de faire mouche rapidement car votre adversaire ne vous laissera pas le temps de vous ajuster. C’est pourquoi il est fortement conseillé d’en placer un sur son arme.

Evidemment, l’ajout d’un viseur ne rendra pas pareil pour un fusil d’assaut airsoft que pour un sniper. Dans le cas de fusils de précision, on parle d’ailleurs de lunettes.

Le viseur point rouge

Parmi tous les viseurs qui existent, le viseur point rouge est l’un des plus populaires. Appelé red dot en anglais, il est conseillé pour chaque joueur d’airsoft. Si vous êtes un débutant, ce viseur vous offrira davantage de précision, un accessoire airsoft unique. Pour améliorer vos performances ainsi que votre style de jeu, vous devez installer un viseur point rouge sur votre arme.

Pour les joueurs confirmés, le viseur red dot est également toujours d’actualité. Il offre une grande précision et un certain design pour l’arme que vous avez. Cet équipement est aussi appelé viseur à réticule.

A l’origine, il a été développé pour le tir sportif, afin d’atteindre la cible plus rapidement tout en gardant un certain niveau de précision. Ce petit système a été tellement performant que les forces spéciales américaines ont décidé de s’en équiper. Le viseur point rouge est très utile lors des missions nocturnes notamment.

Les armées du monde ont vite compris que cet équipement allait se révéler être indispensable sur une arme. Forcément, il est ensuite apparu dans l’airsoft. La visée laser airsoft est d’ailleurs repérable par les adversaires alors que le réticule, dans les armées notamment, est assez discret pour que seul le tireur puisse le voir.

Les différents types de viseurs point rouge

Plusieurs modèles de viseurs point rouge sont disponibles sur Internet. Les répliques les moins chères n’offrent d’ailleurs pas le meilleur rendu. Découvrez ce que vous pouvez prendre pour votre arme.

Viseur holographique

Le viseur holographique est un système de visée qui a été développé pour avoir un bon tir réflexe. Forcément, en airsoft ce type de viseur sera très utile car il arrive fréquemment de tomber sur un ennemi par surprise. Un point rond est présent au milieu du viseur pour assurer de tirer dans le mile.

Celui qu’on appelle holosight peut d’ailleurs être complété par d’autres appareils. Pour avoir un grossissement de vue plus élevé, vous pouvez équiper votre réplique d’un magnifier airsoft. C’est finalement un zoom pour repérer les adversaires de plus loin. Cet équipement devra se situer derrière le viseur holographique.

Le système holographique est assez imposant sur une arme, ce qui peut rebuter ceux qui apprécient avoir une belle arme. Vous pourrez trouver des modèles à partir de 49 euros sur le net. Des camouflages sont d’ailleurs disponibles pour jouer dans le désert ou bien dans la forêt. N’hésitez pas à en profiter !

Viseur reflex

Comme son nom l’indique, le viseur reflex sert lui aussi dans les situations où ajuster correctement sa cible n’est pas possible. Le tireur d’une arme airsoft à viseur reflex peut viser sa cible sans avoir à aligner parfaitement les éléments de visée de son arme. Il n’a pas non plus besoin de fermer un œil.

Le réticule doit être superposé sur l’ennemi pour le toucher rapidement. Cela est donc très intéressant dans le cas où vous êtes surpris par un adversaire. Ce réticule peut d’ailleurs prendre des formes diverses. En fonction de vos envies, vous pouvez décider de placer un triangle, un cercle ou un point tout simplement.

Un viseur reflex offre une conception d’arme assez sobre. En effet, la mire de celui-ci est moins épaisse que celle qui est présente sur un viseur holographique. Pour du combat en toute situation, le viseur reflex airsoft est bien utile ! Vous pourrez en trouver au même prix que le modèle holographique.

Viseur ACOG

Pour les puristes, il y a le viseur ACOG. Celui-ci conviendra à des joueurs plus expérimentés dans l’airsoft. L’ACOG embarque un viseur point rouge, mais avec un fonctionnement différent de l’holographique ou du reflex. Un zoom est directement intégré dans le viseur, permettant de tirer plus loin qu’avec un modèle plus classique.

C’est pour cela que les joueurs débutants peuvent avoir des difficultés en utilisant le viseur ACOG. Le zoom est déstabilisant au début. Concernant le réticule, tout est identique. Les habitués de l’airsoft n’auront pas à apprendre une nouvelle technique en changeant de viseur sur leur arme. Il est même possible de changer de type de viseur point rouge selon vos envies.

La technologie ACOG peut coûter plus cher que les équipements précédant. Sur votre réplique, elle prendra plus de place qu’un simple viseur reflex. Il faut le prendre en compte si vous n’aimez pas avoir un gros viseur.

Que dire du viseur laser ?

Le viseur point rouge airsoft n’est pas le seul à pouvoir être ajouté sur les répliques. Dans les armées et dans ce loisir, le viseur laser est présent. Il embarque un pointeur laser qui peut résister au recul des armes. Ce type de visée peut être réglée sur la réplique airsoft afin d’aligner plus facilement la cible qui se trouve face à vous.

Malheureusement, cet équipement présente certains désavantages. Tout d’abord, la visibilité du laser est limitée par la distance. Il ne sera donc pas possible de toucher quelqu’un très loin devant. De plus, les éléments naturels ont une incidence.

Législation

La règlementation est assez simple sur le sujet. Il est possible d’acheter et d’utiliser un appareil de vision nocturne de génération 1, 2, 3 ou 4 sans autorisation préalable. La seule règle est relative à l’utilisation qui est faite de l’équipement.

En France, l'achat, la détention et l'utilisation de dispositifs de vision nocturne est autorisé. Attention, dans le cadre des loisirs, il est néanmoins strictement interdit de monter l'appareil en mains libres, sur un casque par exemple. Seuls les militaires et les forces de l'ordre (RAID, GIGN, …) peuvent monter les NVG en mains libres.

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