Quelle est la différence entre l’imagerie thermique et la vision nocturne?

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Commençons par un peu de contexte. Nos yeux voient la lumière réfléchie. Les caméras diurnes, les appareils de vision nocturne et l’œil humain fonctionnent tous sur le même principe de base : l’énergie lumineuse visible frappe quelque chose et rebondit, un détecteur la reçoit ensuite et la transforme en image.

Qu’il s’agisse d’un globe oculaire ou d’une caméra, ces détecteurs doivent recevoir suffisamment de lumière; sinon, ils ne peuvent pas produire une image. Évidemment, il n’y a pas de lumière solaire pour rebondir sur quoi que ce soit la nuit; donc, ils sont limités à la lumière fournie par les étoiles, la lune et les lumières artificielles. S’il n’y en a pas assez, ils ne serviront à rien pour vous aider à voir.

Caméras d’imagerie thermique

Les caméras thermiques sont complètement différentes. En fait, nous les appelons des « caméras », mais ce sont en réalité des capteurs. Pour comprendre comment elles fonctionnent, la première chose que vous devez faire est d’oublier tout ce que vous pensiez savoir sur la façon dont les caméras prennent des photos.

Les caméras FLIR prennent des photos à partir de la chaleur et non de la lumière visible. La chaleur (également appelée énergie infrarouge ou thermique) et la lumière sont toutes deux des parties du spectre électromagnétique, mais une caméra qui peut détecter la lumière visible ne verra pas l’énergie thermique et vice versa.

Les caméras thermiques détectent plus que la chaleur; elles détectent de minuscules différences de chaleur, aussi petites que 0,01 °C, et les affichent sous forme d’ombres de gris ou de couleurs différentes. Il peut s’agir d’une idée difficile à saisir et beaucoup de gens ne comprennent tout simplement pas le concept; alors, nous allons consacrer un peu de temps à l’expliquer.

Tout ce que nous rencontrons dans notre vie quotidienne dégage de l’énergie thermique, même la glace. Plus il fait chaud, plus il y a d’énergie thermique émise. Cette énergie thermique émise est appelée une « signature thermique ». Lorsque deux objets côte à côte ont des signatures thermiques uniformes subtilement différentes, ils se voient assez clairement à l’aide d’une FLIR, peu importe les conditions d’éclairage.

L’énergie thermique provient d’une combinaison de sources, selon ce que vous voyez à ce moment-là. Certaines choses, comme les animaux à sang chaud (y compris les gens!), les moteurs et les machines, créent leur propre chaleur, biologiquement ou mécaniquement. D’autres choses, comme la terre, les rochers, les bouées, la végétation, absorbent la chaleur du soleil pendant la journée et l’irradient pendant la nuit.

Étant donné que différents matériaux absorbent et émettent l’énergie thermique à des degrés différents, une zone que nous pensons être une seule température est en fait une mosaïque de températures subtilement différentes. C’est pourquoi une bûche qui est dans l’eau depuis des jours, au bout du compte, semblera avoir une température différente de celle de l’eau et est donc visible pour une caméra thermique. Les caméras FLIR détectent ces différences de température et les traduisent en détails d’image.

Bien que tout cela puisse sembler plutôt complexe, la réalité est que les caméras thermiques modernes sont extrêmement faciles à utiliser. Leur imagerie est claire et facile à comprendre, ne nécessitant aucune formation ni interprétation. Si vous pouvez regarder la télévision, vous pouvez utiliser une caméra thermique FLIR.

Appareils de vision nocturne

Ces images verdoyantes que nous voyons dans les films et à la télévision proviennent de lunettes de vision nocturne (LVN) ou d’autres appareils qui utilisent les mêmes technologies de base. Les LVN captent de petites quantités de lumière visible, la grossissent considérablement et la projettent sur un écran.

Les caméras fabriquées à partir de la technologie LVN ont les mêmes limites que l’œil nu : s’il n’y a pas assez de lumière visible, elles ne peuvent pas bien voir. La performance d’imagerie de tout ce qui dépend de la lumière réfléchie est limitée par la quantité et la puissance de la lumière réfléchie.

Les caméras LVN et autres caméras à faible luminosité ne sont pas très utiles au crépuscule, lorsqu’il y a trop de lumière pour qu’elles fonctionnent efficacement, mais pas assez de lumière pour que vous puissiez voir à l’œil nu. Les caméras thermiques ne sont pas affectées par la lumière visible; elles peuvent donc vous donner des images claires même lorsque vous regardez le soleil couchant. En fait, vous pouvez diriger un projecteur vers une caméra FLIR tout en obtenant une image parfaite.

Caméras illuminées par infrarouge (I2)

Les caméras I2 tentent de générer leur propre lumière réfléchie en projetant un faisceau d’énergie proche infrarouge que leur imageur peut voir lorsqu’il rebondit sur un objet. Cela fonctionne jusqu’à un certain point, mais les caméras I2 comptent toujours sur la lumière réfléchie pour créer une image, de sorte qu’elles ont les mêmes limites que toute autre caméra de vision nocturne qui dépend de l’énergie lumineuse réfléchie : courte portée et mauvais contraste.

Contraste

Toutes ces caméras à lumière visible – caméras diurnes, caméras LVN et caméras I2 – fonctionnent en détectant l’énergie lumineuse réfléchie. Mais la quantité de lumière réfléchie qu’elles reçoivent n’est pas le seul facteur qui détermine si vous serez en mesure de voir avec ces caméras : le contraste d’image compte également.

Si vous regardez quelque chose ayant beaucoup de contraste par rapport à son environnement, vous aurez une meilleure chance de la voir avec une caméra à lumière visible. Si elle n’a pas un bon contraste, vous ne la verrez pas bien, peu importe la luminosité du soleil. Un objet blanc vu sur un arrière-plan sombre a beaucoup de contraste. Cependant, un objet plus sombre sera difficile à voir sur un fond sombre pour ces caméras. C’est ce qu’on appelle avoir un mauvais contraste. La nuit, lorsque l’absence de lumière visible diminue naturellement le contraste de l’image, la performance de la caméra à lumière visible empire encore davantage.

Les caméras thermiques n’ont aucune de ces lacunes. Tout d’abord, elles n’ont rien à voir avec l’énergie lumineuse réfléchie : elles voient la chaleur. Tout ce que vous voyez dans la vie quotidienne normale a une signature thermique. C’est pourquoi vous avez beaucoup plus de chance de voir quelque chose la nuit avec une caméra thermique qu’avec une caméra à lumière visible, même une caméra à vision nocturne.

En fait, bon nombre des objets que vous pourriez rechercher, comme des gens, génèrent leur propre contraste parce qu’ils génèrent leur propre chaleur. Les caméras thermiques peuvent bien les détecter parce qu’elles ne font pas que des images à partir de la chaleur; elles font des images à partir des différences de chaleur entre les objets.

Les appareils de vision nocturne ont les mêmes inconvénients que les caméras diurnes et de faible luminosité : ils ont besoin de suffisamment de lumière et de contraste pour créer des images utilisables. Les caméras thermiques, quant à elles, voient clairement le jour comme la nuit, tout en créant leur propre contraste. Sans aucun doute, les caméras thermiques sont la meilleure option d’imagerie 24 heures.