COMPRENDRE LES VISIONS NOCTURNES !
Que ce soit pour une utilisation militaire ou policière, les visions nocturnes sont devenues essentielles pour les missions et les observations de nuit. Elles ont aussi trouvé leur place dans le monde civil pour les naturaliste ou même professionnel avec les garde-chasses ou forestiers ! L’homme qui est à l’origine du concept de vision nocturne s’appelle Kàlman Tihanyi, physicien hongrois qui créa la première caméra sensible à l’infrarouge pour la défense anti-aérienne de l’armée britannique. On doit à ce monsieur de nombreuses autres inventions comme le drone, la caméra thermique, le concept d’écran plasma et… le premier écran plat !
D’accord… Mais la vision nocturne c’est quoi ?
Il existe deux types de vision nocturne : celle avec intensification de lumière et celle à imagerie thermique. Nous parlerons ici surtout des jumelles de vision nocturne (JVN) avec intensification de lumière, majoritairement utilisées sur les théâtres d’opération ! Celles-ci utilisent en fait la lumière ambiante et l’amplifient (jusqu’à 50000 fois pour les JVN dernière génération) pour que l’utilisateur puisse avoir une image de son environnement. L’utilisateur peut même utiliser une lampe infrarouge, que l’on trouvera sous différentes formes, afin de fournir un éclairage supplémentaire, indétectable sans lunettes IR. Certaines JVN fournissent même directement ce dispositif sur leur appareil !
Quel est la principale différence entre une JVN et une caméra thermique ?
Pour qu’un amplificateur de lumière fonctionne, il lui faut que son environnement soit composé de lumière. Cela peut être la lumière projetée par la lune ou une lampe infrarouge, bref, il lui faut une base lumineuse ! Par exemple, vous évoluez dans une grotte, sans lampe IR et avec un amplificateur de lumière : vous ne verrez absolument rien. La caméra thermique, elle, recrée une image avec des couleurs chaudes ou un effet gris/blanc. Cette image va, certes, dénaturer l’environnement observé par la caméra, mais permettra plus facilement de déceler les êtres vivants grâce à la chaleur du corps.
La technologie utilisée par les JVN est plus ou moins complexe en fonction des modèles, mais elles utilisent toutes une science commune: l’amplification de lumière. Le fonctionnement de l’amplification de lumière avec une JVN :
1. Une lentille, que l’on appellera objectif, capte la lumière ambiante et la lumière infrarouge.
2. La lumière ainsi collectée est envoyée dans le tube intensificateur.
3. Le tube intensificateur comporte une photocathode, qui est utilisée pour convertir les photons de la lumière collectée en électrons.
4. Les électrons se multiplient par milliers par rapport à ceux de bases en traversant le tube.
5. Les électrons finissent par frapper un écran luminophore et libèrent des photons. Ceux-ci restent dans le même alignement que les photons d’origine pour obtenir une image parfaite.
6. L’image verte de phosphore traverse une autre lentille que l’on appellera oculaire.
Il s’agit de la technologie de base, vulgarisée au possible. La technologie qu’utilisent désormais les visions nocturnes est infiniment plus complexe même si chaque génération fonctionne sur la même base d’amplification de lumière. En parlant de génération, nous parlerons ci dessous des quatre générations de JVN connues du public.
La première technologie militaire pour la vision nocturne remonte à 1935. Elle a été développée par AEG (Allgemeine Elektricitäts-Gesellshaft soit « entreprise d’électricité générale ») et introduite dans l’armée allemande dès 1939 sur 50 chars Panther. Cette même entreprise développe aussi le système « Vampir » pour fantassin, sorte de lunette de tir à vision nocturne pour fusil d’assaut Sturmgewehr 44. En parallèle, les américains développent un dispositif de visée infrarouge connu sous le nom de » sniperscope « , également introduit pendant la seconde guerre mondiale. L’armée américaine utilisera ultérieurement ce dispositif pendant la guerre de Corée pour aider les tireurs d’élite ! Ces dispositifs employaient une grande source de lumière infrarouge pour illuminer des cibles. Leurs tubes utilisaient une anode et une photocathode S-1, composée principalement d’argent, de césium et d’oxygène afin d’accélérer les électrons.
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| Visée nocturne "Vampir" BIWA ZG 1229, projecteur 10 cm de diamètre et d'une puissance de 36 watts, elle peut être utilisée pendant 3 à 5 heures et un poids 15 kg. |
Les JVN de première génération, introduites lors de la guerre du Vietnam, sont les premiers dispositifs à utiliser la technologie d’intensification de la lumière, principe que j’exposé plus bas. Nous avons donc là une technologie qui ne se repose plus uniquement sur une source de lumière IR mais sur la lumière ambiante. A l’époque les JVN utilisaient une photocathode S-20 qui produisait une intensification de la lumière d’environ 1000x. Malheureusement ces dispositifs étaient très encombrants et nécessitaient un clair de lune pour fonctionner correctement, comme le modèle AN/PVS-2 par exemple. Et comme de nombreuses autres technologies militaires, il aura fallu attendre plus de trente ans avant une avancée technologique significative. Preuve que ces technologies avancent donc au rythme des guerres que nous connaissons.
Les appareils de deuxième génération comportent un tube d’intensificateur d’image amélioré en une plaque à micro-canaux (MCP) avec une photocathode S-25. Cet ensemble produit ainsi une amplification considérable de la lumière ambiante d’environ 20000x (soit 200x plus que la génération 1). Plus aucun problème lors d’une nuit sans lune ! On notera aussi une amélioration significative de la résolution d’image et de la fiabilité. La génération 2 connait la première dénomination de « + » avec la GEN II+, afin de marquer la différence avec les modèles de JVN antérieurs. Ces dispositifs utilisent la même base que la GEN II mais sont équipés d’une meilleure optique et résolution, d’un tube nouvelle génération, ainsi qu’un rapport signal / bruit amélioré.
Les systèmes de vision nocturne de troisième génération utilisent la même technologie que la GEN II+. Cependant la photocathode est cette fois faite avec de l’arséniure de gallium, améliorant la résolution d’image. De plus la plaque à micro-canaux est désormais revêtue d’une barrière à film ionique pour ainsi améliorer sa durée de vie. L’amplification de la lumière ambiante est également améliorée jusqu’à 50000x.
La génération 3 + et la vérité sur la génération 4 :
Certains disent que les JVN de génération 4 (GEN IV) sont les plus avancées disponible sur le marché. C’est faux. Pour dissiper ce mythe, revenons aux bases. Il y a quatre générations de vision nocturne. Cependant on parle de la GEN 0 à la GEN III et non pas de la GEN I à la GEN IV. Historiquement, c’est l’U.S Army qui définit chaque génération de vision nocturne. A la fin des années 90, l’U.S Army fait définir la GEN IV comme un dispositif capable de retirer la barrière avec le film d’ions créant un tube nouvelle génération. Cette avancée devait augmenter la sensibilité au rapport signal / bruit et la résolution pour des performances globales améliorées. Malheureusement, l’absence d’une barrière d’ions dans les tubes des GEN IV a conduit à des taux élevés d’échec lors des tests, obligeant l’U.S. Army à abjurer l’existence même de la GEN IV.
Reconnaissant l’échec, les américains choisissent d’améliorer la technologie GEN III déjà existante. Ils créent un tube « à couche mince », réduisant grandement l’épaisseur de la barrière d’ions. De cette manière la fiabilité des tubes de génération 3 était préservée de même que les exigences de l’U.S Army pour la génération 4 ! Cette innovation a ainsi donné lieu à la production des technologies GEN III+ et Gen III Omni IV. Ces dernières sont donc les plus performantes existantes aujourd’hui.
Pour conclure sur les visions nocturnes, je vais vous présenter cinq modèles de JVN pour illustrer mes précédents articles. Mais avant de commencer, il faut aborder un point important : la législation !
La législation sur les dispositifs de vision nocturne en France
Le décret de loi N° 2005-1222 du 28 septembre 2005 stipule : » les équipements de vision nocturne à intensification de lumière de 1ère, 2ème et 3ème générations sont disponibles à la vente sous réserve que ces appareils ne puissent être mis en œuvre sans l’aide des mains « . Ce qu’il faut comprendre c’est que monter une lunette de vision nocturne sur une arme ou tout autre support y ressemblant est interdit, tout comme le port sur un casque d’un dispositif de vision nocturne qui serait maintenu devant les yeux. La loi autorise donc la possession ET l’utilisation de ces appareils du moment qu’ils se trouvent dans vos mains.
Les différentes vision nocturnes
Boblov 5x40mm HD Digital Night Vision monoculaire
Ce monoculaire de vision nocturne de GEN 2+ de la marque Boblove possède un grossiment de 5 x et d'un zoom numérique 1-5 x. Il a un objectif de 40mm de diamètre et, il est équipées de prises USB, AV OUT et DC IN. Il est intégré d'un illuminateur infrarouge pouvant aller jusqu'à 200 m de distance. Au niveau technique, il est composé d'un tube intensificateur d'image de 5Mega Pixels CMOS vs, l'on peu réaliser des photos en format JPG 2560 x 1920 px et des vidéos de 640 x 480 au format VGA, toutes les photos et les films sont enregistrés sur une carte SD interne de 4G, pour un rapport qualité/prix imbattable prix environ 135 euros. Pour info c'est celle que nous utilisons pour observer l'existe des blaireaux, nous la trouvons très bien lors de nos soirées blaireaulogiques et branché sur un moniteur cela apporte encore plus de confort visuelle et en plus plusieurs personnes à la fois peuvent regarder des comportements fabuleux sans que cette dernière passe d'une main à une autre. Émotions garantis ...
La Challenger GS 1 x 20 Pulsar
Le Challenger GS 1 x 20 de chez Pulsar. Cette monoculaire utilise un tube de première génération de JVN mais grandement amélioré pour une amplification de lumière plus importante. Officieusement on parlera de GEN I+ ! Il s’agit là d’une entrée de gamme avec un rapport qualité/prix imbattable si vous souhaitez investir dans une première vision nocturne. Elle conviendra parfaitement pour des activités outdoor comme la chasse ou l’airsoft mais aussi pour les professionnels de la sécurité ou les douaniers, par exemple. Prix : environ 280 euros.
L’AN/PVS 14 de chez ITT Industries
L’AN/PVS 14 est actuellement la meilleure monoculaire de vision nocturne sur le marché. Elle utilise un tube GEN III+ et possède de nombreuses fonctionnalités innovantes. La PVS 14 est actuellement la JVN en dotation pour toutes les forces armées américaines lors des missions de nuit. Elle est aussi utilisée dans de nombreux de pays de l’OTAN. Depuis peu cette monoculaire est aussi beaucoup utilisée dans le civil pour son prix accessible au grand public. Prix : environ 3000€, non disponible en France (ITAR).
L’AN/PVS 15 de chez L-3
L’AN/PVS 15 est la référence en matière de binoculaire et est actuellement utilisée par les membres de l’USSOCOM. C’est un dispositif autonome (la batterie est directement intégrée dans l’appareil), relativement léger et qui fait bénéficier à l’utilisateur de deux tubes GEN III+ pour un champ de vision élargi. Inutile de préciser que cette JVN dispose de toutes les dernières avancées technologiques en matière de vision nocturne. Elle est d’ailleurs majoritairement utilisée par les forces spéciales à travers le monde. C’est un peu l’AK-47 des visions nocturnes car elles ont beaucoup étés vues sur les photos d’opérateurs de l’USSOCOM pendant les guerres d’Irak et d’Afghanistan. Les PVS 15 sont aussi disponibles à la vente aux Etats-Unis mais restent très peu accessibles à cause de leur prix élevé. Prix : environ 12 500€, non disponible en France (ITAR).
Les GPNVG-18 de chez L-3
Les GPNVG-18 sont, à ce jour, une des plus grandes innovations chez dans les dispositifs GEN III+. Développées dans un premier temps pour les pilotes de l’U.S Air Force, les GPNVG-18 utilisent pas moins de quatre tubes GEN3+ qui offrent à son utilisateur une vue à 97°. Elles sont aujourd’hui utilisées majoritairement par les meilleures unités d’élite et ont d’ailleurs été utilisées par le DEVGRU la nuit de l’assassinat d’Oussama Ben Laden. Cette JVN n’est pas accessible à la vente au public mais uniquement aux forces de l’ordre et aux personnels militaires. Prix : Environ 40 000€ (estimation, le prix n’ayant jamais été dévoilé publiquement).
Des chercheurs développent des lentilles à vision nocturne
Vous connaissez déjà depuis longtemps les lunettes infrarouges qui permettent de se déplacer dans l’obscurité la plus totale. Des chercheurs de l’Université du Michigan sont cette fois-ci parvenus à...Vous connaissez déjà depuis longtemps les lunettes infrarouges qui permettent de se déplacer dans l’obscurité la plus totale. Des chercheurs de l’Université du Michigan sont cette fois-ci parvenus à mettre au point des lentilles de contact à vision nocturne, rendant ces lunettes totalement obsolètes.
On doit cette innovation aux scientifiques Andre Geim et Konstantin Novoselov qui ont obtenu le prix Nobel de physique en 2010. Comment ont-ils développé cette lentille ? Grâce au graphène, un matériau ultra fin et léger combiné à un spectre d’absorption photo couvrant l’ultraviolet jusqu’à l’infrarouge lointain.
En clair, le graphène va absorber une infime partie de la lumière, insuffisante pour produire un signal infrarouge utilisable. Cependant les chercheurs sont parvenus à augmenter le signal de manière significative en combinant deux couches de graphène avec un isolant. La lentille est donc en mesure de capter cette lumière infrarouge, mais aussi celle du spectre visible et ultraviolet. Dans un environnement peu éclairé, elles améliorent la lumière ambiante jusqu’à 200 pour cent.
D’après le docteur Zhong Zhaohui, professeur en ingénierie électrique et informatique qui a mené ces travaux : « Cela permettra une autre façon d’interagir avec notre environnement. Notre travail novateur marque le début d’une nouvelle façon de détecter la lumière ». Un prototype de la lentille de contact à vision nocturne est d’ores et déjà entre les mains des scientifiques, qui la mettront bientôt sur le marché pour une utilisation militaire et médicale.
Certaine partie de cette article sur les visions nocturnes sont la source de Thomas Spooner
visible sur le blog de My Welkit.
Pour en connaître plus, cliquez sur le logo pour parcourir le dossier original.
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