Popularisées par le cinéma, notamment dans les films de guerre et d'espionnage, les technologies de vision nocturne sont de plus en plus accessibles au grand public. Ce guide explique le principe de ces technologies, qui n'est pas très compliqué à comprendre.
Pourquoi avons-nous besoin de la vision nocturne ?
L'être humain ne voit pas bien dans le noir. L'œil capte la réflexion de la lumière sur les surfaces environnantes. Les rayons lumineux traversent la cornée et l'iris pour atteindre la rétine. La rétine transforme la lumière en signaux électriques envoyés au cerveau grâce à des cellules appelées cônes et bâtonnets. Les cônes permettent de voir les détails et les couleurs. Le problème réside dans la quantité de lumière nécessaire au bon fonctionnement de l'œil. Notre corps est conçu pour fonctionner en journée, sous le soleil, en raison de notre mode de vie diurne. La nuit, la quantité de lumière est insuffisante pour une vision claire.
La vision nocturne est une propriété naturelle de nombreuses espèces animales. Certaines, comme les chauves-souris, utilisent l'écholocation, un système de sonar à ultrasons. La vision nocturne infrarouge amplifie la lumière environnante pour en envoyer suffisamment à nos yeux. Ceux qui fonctionnent dans le spectre infrarouge sont appelés lunettes de vision infrarouge. Les solutions de vision thermique s'appuient sur les rayonnements émis par la chaleur du sujet.
Le Spectre Lumineux et l'Infrarouge
La lumière est une forme d'énergie émise par les atomes sous forme de photons. L'œil humain ne perçoit qu'une partie du spectre lumineux, appelée lumière visible. L'ensemble des couleurs existantes est beaucoup plus vaste, allant jusqu'aux ondes radio.
On distingue différents types d'infrarouge :
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- Infrarouge proche : longueur d'onde de 0,7 à 1,3 microns. Utilisé par la majorité des appareils grand public.
- Infrarouge moyen : longueur d'onde de 1,3 à 3 microns.
- Infrarouge thermique : longueur d'onde de 3 à 30 microns.
Fonctionnement des Appareils de Vision Nocturne Infrarouge
La majorité des dispositifs de vision nocturne sont des appareils passifs. Ils comprennent un objectif, similaire à celui d'un appareil photo ou d'une jumelle, qui capte et canalise les rayons lumineux vers un foyer. Dans une lunette de vision nocturne, les photons rencontrent un tube amplificateur d'image composé d'une photocathode en métal.
La photocathode libère des électrons lorsqu'elle est touchée par un rayon lumineux. Cette opération se déroule dans une chambre à vide. Un système de micro-canaux permet un processus d'émission secondaire en cascade. Chaque micro-canal est 45 fois plus gros que le précédent, entraînant une libération croissante d'électrons, similaire à une réaction en chaîne nucléaire. Un courant électrique est appliqué pour exciter la plaque de métal.
Les électrons, qui transmettent le signal de l'information lumineuse, sont ensuite propulsés vers une plaque de phosphore. Les premiers ALR (Appareils de Lumière Résiduelle) ont été utilisés durant la Seconde Guerre mondiale. Les jumelles de vision nocturne renvoient une couleur verte car c'est la couleur émise par le phosphore. Il n'est pas possible de renvoyer une image colorée en raison de l'étape de traduction des photons en électrons, puis à nouveau en photons. Le phosphore vert a été choisi car l'œil humain peut y distinguer une large nuance de formes.
Les ALR passifs ne fonctionnent que si la scène est un minimum éclairée. Les ALR actifs émettent un faisceau infrarouge pour éclairer la scène. Cependant, cette solution est peu utilisée par les militaires, car le flux infrarouge émis est facile à détecter.
Évolution des Générations de Vision Nocturne
Développées depuis la Seconde Guerre mondiale, les jumelles de vision nocturne ont été améliorées pour augmenter leur précision et leur durée de vie.
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- Génération 0 (Gen 0) : Introduite en 1939, utilisée pendant la Seconde Guerre mondiale. Fonctionnait par conversion d'image, nécessitant une source de lumière infrarouge active. Performances limitées.
- Génération 1 (Gen I) : Années 1960, guerre du Vietnam. Utilisait une série de trois tubes intensificateurs d'image. Volumineux et lourds. Image claire au centre, mais distorsion sur les bords.
- Génération 2 (Gen II) : Années 1970. Introduction de la plaque à microcanaux (MCP) pour amplifier les électrons. Appareils plus compacts, adaptés à une utilisation manuelle ou sur casque.
- Génération 3 (Gen III) : Années 1980. Amélioration de la photocathode et ajout d'un film de barrière ionique. Meilleure performance en faible luminosité et durée de vie prolongée.
- ALR Omni-VII : La génération la plus récente, fonctionnant sur la même base que la 3ème génération.
Depuis quelques années, des fabricants utilisent des solutions d'amplification de lumière numérique grâce à l'avènement de la photo numérique. Au lieu d'un tube amplificateur de lumière, le monoculaire de vision nocturne numérique dispose d'un capteur similaire à ceux des appareils photo numériques ou des smartphones (CCD ou CMOS).
Vision Thermique
La deuxième grande famille d'appareils de vision nocturne sont les équipements infrarouges thermiques. Ces équipements captent le rayonnement émis par les corps sous forme d'un rayonnement radioactif qui transforme la chaleur en énergie lumineuse. La caractéristique de ce rayonnement est qu'il n'est pas simplement réfléchi sur les objets.
Comment la Vision Thermique Capte la Chaleur
La vision thermique repose sur des découvertes fondamentales du 19ᵉ siècle. John Herschel a été le premier à expérimenter une méthode pour visualiser l'invisible, en capturant les rayonnements infrarouges à l’aide d’un procédé photographique qu’il appelait la thermographie infrarouge primitive. En 1840, il démontra que ces rayonnements, bien que non perceptibles par l’œil humain, pouvaient produire des effets tangibles, comme la chaleur, et être enregistrés avec des instruments sensibles. Herschel introduisit également l'utilisation de solutions chimiques pour révéler ces empreintes thermiques, un précurseur des capteurs modernes qui traduisent les rayonnements infrarouges en images.
Aujourd’hui, les optiques thermiques permettent aux chasseurs de "voir" la chaleur émise par les animaux, exploitant ce que Herschel a démontré il y a près de deux siècles : la chaleur et la lumière invisibles peuvent être détectées et transformées en données visuelles.
Avantages et Limites de la Vision Thermique
La vision thermique offre des avantages considérables dans de nombreux domaines, allant de la sécurité à la chasse, en passant par les applications industrielles et militaires. L’un des principaux atouts de cette technologie réside dans sa capacité à fonctionner dans l’obscurité totale, indépendamment de la lumière ambiante. Elle permet de visualiser clairement les différences de chaleur, même dans des conditions météorologiques difficiles comme le brouillard, la pluie ou la fumée.
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Contrairement à la vision nocturne, qui peut être affectée par des lumières vives ou par l’absence totale de lumière, la vision thermique reste fiable et cohérente dans presque tous les environnements. Elle est particulièrement utile pour repérer des cibles dissimulées, telles que des animaux dans des broussailles denses, ou pour localiser des objets qui émettent une signature thermique.
Cependant, cette technologie a aussi ses limites. Bien qu’elle excelle dans la détection des sources de chaleur, elle ne fournit pas les détails précis d’une scène, contrairement à la vision nocturne. L’image produite par un dispositif thermique est souvent moins claire, avec des contours approximatifs et des teintes de couleur (noir, blanc ou spectre coloré) qui ne permettent pas une identification visuelle fine. En outre, le coût des appareils thermiques est généralement plus élevé que celui des dispositifs de vision nocturne, ce qui peut représenter une barrière pour certains utilisateurs.
Vision Thermique dans le Contexte de la Chasse
Pour les chasseurs, la vision thermique représente une avancée technologique révolutionnaire. Elle permet de localiser des animaux même dans des environnements où ils seraient autrement invisibles, comme dans des sous-bois denses, derrière des feuillages ou à longue distance, de nuit comme de jour. Cela en fait un outil particulièrement utile pour la chasse aux nuisibles, tels que les sangliers, qui sont souvent actifs la nuit et difficiles à repérer avec d’autres méthodes.
Cependant, la précision relative des images thermiques peut compliquer l’identification d’un animal, notamment pour déterminer son espèce ou son sexe, ce qui est essentiel dans certaines pratiques de chasse. De plus, le coût élevé des équipements thermiques, ainsi que leur consommation énergétique plus importante, peut décourager les chasseurs amateurs ou occasionnels.
Optiques Multi-Spectres
Les optiques multi-spectres représentent une avancée majeure dans l’équipement des chasseurs et des tireurs sportifs, en combinant différentes technologies de vision dans un seul dispositif. Contrairement aux équipements classiques qui reposent sur une seule technologie, ces optiques permettent de basculer instantanément entre plusieurs modes d’observation, s’adaptant ainsi aux conditions changeantes du terrain et de la luminosité.
Types d'Appareils de Vision Nocturne
Parmi les appareils de vision nocturne, on retrouve :
- Lunettes de visée : montées sur les armes pour le combat de nuit.
- Jumelles de vision nocturne : un des appareils les plus diffusés. De nombreux modèles ne contiennent qu'un tube amplificateur (binoculaires non symétriques) et n'offrent pas de réelle vision binoculaire, ce qui aplatit l'image.
- Caméras de surveillance : de plus en plus souvent équipées d'une optique à vision nocturne active, avec un projecteur infrarouge.
- Monoculaires : Permettant de voir dans l'obscurité, ils sont équipés d'un tube de première génération (GEN1) ou un appareil numérique.
Conseils d'Utilisation et Précautions
- 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.
- Lors de l'achat d'une lunette d'occasion, privilégiez les vendeurs bien notés et les annonces détaillées. Vérifiez l'état technique de la lunette (signes d'usures, défauts internes, état de l'écran pour les modèles numériques). N'hésitez pas à poser des questions au vendeur sur l'historique de l'appareil.
Législation
La règlementation est assez simple à ce 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, toute lunette de visée nocturne utilisée sur une arme nécessite une autorisation.
Applications
Les lunettes infrarouges ont radicalement changé notre manière d'interagir avec l'environnement nocturne. Elles sont utilisées pour :
- Observer dans l'obscurité totale.
- Traquer la chaleur dans la nuit.
- Se déplacer sans frontale.
- Les forces armées utilisent intensivement cette technologie pour leurs opérations nocturnes : navigation, repérage thermique de l'ennemi, anti-sniping, progression silencieuse dans des zones difficiles.
- Observer la faune sans la perturber.
- Traquer le gibier grâce à la chaleur corporelle (chasse nocturne encadrée en France, principalement autorisée pour la régulation des espèces nuisibles).
- Manœuvres maritimes, gestion de la faune, identification des espèces ou surveillance des troupeaux.
Les optiques de vision thermique et nocturne offrent de nombreux avantages pour les chasseurs et les passionnés d'observation, elles permettent de voir les animaux dans leur environnement naturel sans les perturber, ce qui est bénéfique pour les animaux et pour la qualité des observations.
Choisir le Bon Équipement
Choisir le bon équipement de vision pour la chasse est essentiel pour améliorer vos performances. Avant tout, il est important de définir vos besoins. Si vous chassez principalement de nuit, les lunettes de vision nocturne sont indispensables, tandis que les optiques thermiques sont polyvalentes et fonctionnent bien en toutes conditions de lumière. Pensez aussi à l'environnement dans lequel vous chassez : les zones boisées, les champs ou les terrains montagneux peuvent influencer votre choix.
La portée de détection est un critère clé, surtout si vous devez repérer des cibles à longue distance. La résolution et la qualité d'image sont également importantes. Une résolution élevée assure des images claires et détaillées, ce qui est crucial pour identifier les cibles avec précision. Choisissez des dispositifs dotés de capteurs et de lentilles de qualité pour garantir une bonne clarté d'image.
L'autonomie de la batterie est un autre aspect à considérer, surtout pour les longues sessions de chasse. Le poids et la portabilité de l'équipement sont des critères à ne pas négliger. Un équipement léger réduit la fatigue lors de longues sorties, et des dispositifs portables sont plus faciles à transporter et à monter sur vos armes ou jumelles.
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Bushnell et Hikmicro sont reconnues pour leur expertise dans le développement d'optiques de vision nocturne et thermique.
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