La lumière infrarouge (IR) est une longueur d’onde d’énergie invisible à l’œil humain. La source la plus courante de cette énergie est la chaleur ; les objets peuvent avoir leurs températures relatives mesurées par la quantité de cette énergie qu’ils dégagent. Les longueurs d’onde inférieures ou « proche infrarouge » – les plus proches de la couleur rouge de la lumière visible – ne sont pas chaudes et sont souvent utilisées pour transmettre des données dans l’électronique. Une télécommande, par exemple, peut utiliser une longueur d’onde particulière du proche infrarouge pour communiquer avec un récepteur, envoyant des impulsions lumineuses qui transmettent un signal à l’appareil, lui indiquant quoi faire.
Description et mesure
Forme d’énergie, l’IR fait partie du spectre électromagnétique. Ce spectre est composé d’ondes radio ; micro-ondes; lumière infrarouge, visible et ultraviolette; rayons X; et les rayons gamma. Chaque forme d’énergie est ordonnée par longueur d’onde; l’infrarouge se situe entre les micro-ondes et les ondes lumineuses visibles car ses ondes sont plus courtes que les micro-ondes mais plus longues que celles de la lumière visible.
Le préfixe infra vient du mot latin qui signifie « en-dessous » ; le terme signifie « au-dessous du rouge », indiquant sa position dans le spectre électromagnétique. La lumière visible a une gamme de longueurs d’onde qui se manifestent dans les sept couleurs de l’arc-en-ciel ; le rouge a la longueur d’onde la plus longue et le violet a la plus courte. L’infrarouge, avec des longueurs d’onde plus longues que la couleur rouge, est invisible à l’œil humain.
Tout comme avec la lumière visible, il existe une gamme de longueurs d’onde de l’IR. La Commission internationale de l’éclairage l’a divisé en trois sections générales basées sur la longueur de l’onde et la densité. Ces groupes sont communément appelés infrarouges proches, moyens et lointains, le proche infrarouge étant le plus proche du côté de la lumière visible du spectre et le lointain, ou onde longue, étant proche de la zone des micro-ondes. Il y a des utilisations pour les longueurs d’onde IR dans chaque groupe, de la communication sans fil à la fonction de source de chaleur.
Applications
Presque tous les objets émettent de la chaleur ou de l’énergie, et l’une des formes d’énergie les plus facilement discernables est l’infrarouge. Lorsqu’un objet n’est pas assez chaud pour émettre de la lumière visible, il émet la majeure partie de son énergie dans le spectre IR. C’est cette chaleur qui offre à l’IR de nombreuses applications dans presque tous les secteurs de la vie, y compris la santé, la science, l’industrie, l’art et le divertissement.
La conversion de l’énergie infrarouge, également connue sous le nom de chaleur rayonnante, en une image que l’œil humain peut voir et comprendre se fait à l’aide d’un processus appelé imagerie thermique. Une caméra infrarouge est utilisée pour mesurer avec précision la température d’un objet, qui est ensuite traduite en couleur. Par exemple, l’imagerie infrarouge montre généralement les zones les plus chaudes d’un corps humain en rouge, suivies du jaune, du vert, du bleu et du violet lorsque la température diminue. En étudiant la répartition de la chaleur corporelle, l’imagerie thermique permet aux professionnels de la santé d’analyser les tissus et les fluides corporels afin de détecter une blessure ou une maladie.
La lumière infrarouge est utilisée dans les équipements de vision nocturne, permettant à l’utilisateur de voir dans l’obscurité. Deux types de vision nocturne utilisent tous deux l’IR : thermique et à intensification d’image. La vision nocturne thermique permet à l’utilisateur de reconnaître les personnes et les objets par le modèle de chaleur qu’ils émettent. Les amplificateurs de puissance amplifient la lumière existante, y compris l’infrarouge, pour permettre à l’utilisateur de voir.
En tant que moyen de mesurer la température, l’IR est utilisé dans de nombreux types d’applications. L’armée utilise des capteurs infrarouges pour localiser et suivre des cibles ou pour détecter des mines terrestres cachées ou des caches d’armes. Les capteurs des satellites sont utilisés pour la surveillance de l’environnement, en localisant les zones de pollution, d’incendie ou de déforestation. Les opérations de recherche et de sauvetage utilisent largement l’IR pour localiser les personnes disparues perdues dans la forêt ou la jungle, ainsi que dans les bâtiments effondrés ou sur le site d’autres catastrophes.
De nombreux dispositifs de télécommande dans les maisons utilisent l’infrarouge. Ces télécommandes utilisent ce type de lumière pour transmettre des signaux entre un émetteur de télécommande et l’appareil qu’il commande. L’émetteur envoie de la lumière par impulsions, qui sont traduites en codes binaires ayant des commandes correspondantes. Le récepteur est positionné sur la face avant de l’appareil, où il reçoit ces impulsions lumineuses et les décode en données binaires, qui sont comprises par le microprocesseur à l’intérieur de l’appareil.
De nombreux types de scientifiques utilisent l’infrarouge dans leur travail, des astronomes l’utilisent pour en savoir plus sur les galaxies à des années-lumière jusqu’aux archéologues qui l’utilisent pour étudier les anciennes colonies. L’infrarouge est également utilisé pour préserver, restaurer et conserver des œuvres historiques et artistiques de valeur ; les détails invisibles des fragments anciens et des images peintes sous les peintures sont mis en lumière grâce à l’utilisation de la technologie IR. Dans l’industrie, l’imagerie thermique est inestimable pour tester et surveiller les systèmes mécaniques.