Appareils de vision nocturne

Les appareils de vision nocturne sont des amplificateurs de lumière résiduelle qui s’utilisent de nuit pour observer la nature et pour surveiller. Ils reposent sur différentes technologies.

Les appareils de vision nocturne sont des amplificateurs de lumière résiduelle utilisés pour pouvoir observer des objets de nuit également, presque comme on le fait de jour. Dans le passé, ils étaient surtout utilisés dans le domaine militaire mais, depuis un certain temps déjà, ils sont appréciés des particuliers pour observer la nature et à des fins de surveillance. Ces appareils étaient jadis fort peu abordables mais les choses ont aujourd’hui radicalement changé. Ainsi, un faible investissement permet déjà d’acquérir un bon appareil à des fins privées.

Différentes technologies sont utilisées pour les appareils de vision nocturne. On trouve ainsi d’une part des appareils avec tubes amplificateurs d’image : les amplificateurs de lumière résiduelle. Ces appareils sont proposés en trois niveaux de développement, mieux connus sous le nom de générations, et ils diffèrent en particulier au niveau de leur puissance lumineuse. Depuis quelques années, on trouve d’autre part également des appareils de vision nocturne numériques et des caméras thermiques.

Tous les appareils de vision nocturne avec tube amplificateur d’image comportent dans la zone avant une optique qui collecte la lumière et l’achemine vers un convertisseur d'image. Là se trouve une photocathode qui sous l'effet des photons (particules de lumière) entrants, génère de l’énergie sous forme d’électrons.

Ces électrons subissent une énorme accélération et ils sont projetés sur un écran de phosphore. De l’énergie est ainsi de nouveau libérée sous forme de lumière (c’est-à-dire de photons) qui est, cette fois, considérablement amplifiée. Les appareils de vision nocturne ne doivent en aucun cas être utilisés à la lumière du jour, car ils pourraient subir d’importants dommages.

La 1ère génération est la variante la plus simple et la moins coûteuse des appareils de vision nocturne. Ces appareils fonctionnent de la façon précédemment décrite et amplifient la lumière résiduelle. Ils comportent en outre un illuminateur infrarouge qui ne doit toutefois être utilisé que dans l'obscurité absolue. Celui-ci projette dans la nuit un rayon infrarouge que nous ne pouvons percevoir avec notre œil, dont la sensibilité se situe à 550 nanomètres.

Contrairement à l’œil, l’appareil de vision nocturne peut enregistrer la plage de longueurs d’onde de la lumière IR. On peut ainsi observer même dans l'obscurité absolue. L’inconvénient est toutefois que cet équipement n’est pas utilisable pour de très grandes distances. Les appareils de 1ère génération ont une amplification de luminosité de 1 000x environ.

Pourquoi voyons-nous une lumière verte ?

L’image apparaît verte parce que la partie bleue de la lumière est décalée dans le spectre vert et le rouge dans l’infrarouge. Lorsque l’on regarde dans l’appareil de vision nocturne, on observe une image bruitée par de fins grains. Après l’utilisation, l’impression d’une image verte ne se redécompose lentement que lorsque l’image est de nouveau entièrement noire. En général, les appareils de 1ère génération ont une durée de service de 2 000 heures.

La 2e génération fonctionne sur le même principe que la 1ère génération. La différence réside dans le fait que la lumière est intensifiée jusqu’à 20 000x. Le résultat est que cette génération permet de voir sur une distance sensiblement plus grande. Ceci est rendu possible par une galette de microcanaux placée derrière la photocathode et comportant d’innombrables petits tubes de verre. Les électrons générés sont ainsi une nouvelle fois extrêmement amplifiés. On peut aussi percevoir une image bein plus lumineuse, mais également plus nette.

Sur la 1ère génération, on remarque encore un manque de netteté dans les bords, ce qui n’est pratiquement plus le cas sur la 2e génération. La 2e génération est également équipée d’un illuminateur infrarouge.

La plupart des appareils de vision nocturne ont un grossissement d’environ 2x ou 2,5x. Mais il existe aussi des variantes particulières ayant des grossissements allant jusqu’à 10x.

Presque tous les appareils sont très compacts et ont une vision monoculaire, mais il y a aussi des appareils de vision nocturne (surtout en 2e génération) qui ont une vision binoculaire et ressemblent à des lunettes. Il existe en outre un support de tête permettant d’utiliser l’appareil sans les mains. En général, les appareils de 2e génération ont une durée de service de 4 000 heures.

Beaucoup d’appareils fonctionnent avec un tube amplificateur d’image donnant non pas une image en vert et blanc mais une image en noir et blanc. L’image est alors plus contrastée et plus agréable, lors des longues observations en particulier.

À l’encontre des appareils de vision nocturne avec tube amplificateur d’image, les appareils de vision nocturne numériques utilisent un capteur CMOS ou CCD à haute sensibilité et ajusté de façon très sensible. L'amplification de la lumière résiduelle est toutefois la même.

De jour et au crépuscule, bon nombre de ces appareils permettent même une présentation en couleur. De plus, les appareils peuvent être raccordés à un enregistreur de données externe ou bien les photos et les vidéos peuvent être enregistrées sur une carte mémoire. La qualité des appareils de vision nocturne numériques est très souvent comparable à celles des appareils de 1ère génération.

À l’encontre des appareils de vision nocturne de 1ère, 2e génération ou au-delà, et à l’encontre des appareils numériques, les caméras thermiques ne nécessitent pas de lumière résiduelle. Elles n’amplifient pas la lumière réfléchie par les objets, comme les autres modèles le font, mais elles reproduisent le rayonnement thermique. Elles peuvent ainsi être utilisées sous une obscurité absolue, par temps de brouillard ou même de pluie.

Utilisées dans le domaine militaire et par les autorités de sécurité, les caméras à imagerie thermique le sont également pour contrôler l’isolation thermique des bâtiments. Les pompiers et la police en ont besoin pour rechercher des personnes disparues ou détecter les feux couvants après des incendies. Les caméras thermiques permettent aussi aux chasseurs et aux agriculteurs de chercher les chevreaux aux froides températures matinales et de les sauver avant de faucher les prairies.

Pour l’industrie également, l’imagerie thermique est de plus en plus intéressante. Elle permet de découvrir rapidement et de façon ciblée les fuites d’eau et même de gaz des installations. Les caméras à imagerie thermique sont également utilisées pour de la maintenance prédictique de machines, afin de détecter par exemple une surchauffe.

Mais ces caméras sont bien sûr également utiles pour la chasse nocturne. Elles permettent, par ex., sur le chemin conduisant au mirador, de ratisser les champs et la lisière de la forêt à la recherche de gibier qui pourrait être chassé. Face à des échappatoires courts à la lisière de la forêt, la détection est plus rapide et donc les souffrances de l’animal sont abrégées, que lors d’une recherche à posteriori, à la lumière du jour.

La présentation de l’image s’écarte de celle d’un appareil de vision nocturne avec tube amplificateur d’image. Vous pouvez notamment choisir différentes représentations de couleur. Ainsi, le rayonnement thermique de l’homme ou de l’animal peut être présenté en blanc ou noir correspondant au réglage « White Hot » ou « Black Hot ». Dans ce choix, l’environnement est restitué en noir-blanc plus faible. Il est toutefois également possible d’afficher les différences de température dans différentes couleurs. Ceci aide surtout à rechercher les fuites thermiques des bâtiments ou les feux couvants après un incendie..

La possibilité d’un zoom numérique vous permet en outre de grossir une section d’image afin d’identifier plus de détails. La qualité de présentation n’est pas tout à fait celle d’un appareil de vision nocturne de 2e génération quant à la détectabilité des détails, mais vous pouvez aussi définir des sources de chaleur que vous ne détecteriez pas avec l'appareil de vision nocturne, p. ex. la horde de sangliers dans le champ de maïs.

Les appareils peuvent être différenciés d’après leur technologie mais également d’après leur type de construction. Il existe essentiellement la forme monoculaire et la forme binoculaire.

Les appareils de vision nocturne binoculaires peuvent être subdivisés en deux types. D’une part les appareils avec deux objectifs, qui sont également équipés de deux techniques d’intensification de la lumière. D’autre part, les appareils binoculaires qui comportent deux oculaires mais un seul objectif et, ainsi, une seule technologie d’intensification de la lumière. Ces appareils sont moins coûteux et rendent l’observation plus agréable que les monoculaires mais ils restituent une image moins plastique que les appareils à deux objectifs.

Illuminateur infrarouge

Avec les appareils de vision nocturne classiques et les appareils de vision nocturne numériques, on a toujours besoin de lumière résiduelle. Lorsque celle-ci disparaît ou qu’elle ne suffit plus, les nuits de dense couverture nuageuse ou de nouvelle Lune, un illuminateur IR permet d’accroître les performances. Des illuminateurs IR sont très souvent déjà intégrés aux boîtiers des appareils mais ils sont relativement peu puissants et n’éclairent qu’une partie du champ de vision. Un autre inconvénient de ces lampes IR intégrées est l’éblouissement qu’elles créent lorsque les rayons rencontrent une surface réfléchissante. On peut éviter ce phénomène en utilisant un illuminateur IR séparé.

Objectifs additionnels

Dans la zone de sécurité, les utilisateurs utilisent généralement des appareils ne comportant pas de grossissement ou un faible grossissement seulement. Une allée traversant un hall non éclairé nécessiterait sinon de l’habitude, vu que le champ de vision diminue lorsque le grossissement augmente et que la distance de réglage rapprochée repousse toujours plus la mise au point. Mais comme le grossissement fait défaut lorsque l’on surveille de grandes installations extérieures, par exemple, il existe très souvent, pour ces appareils, des objectifs additionnels permettant d’élargir leur spectre d’utilisation.

Adaptateurs pour appareils photo ou vidéo

Ces adaptateurs vous permettent de raccorder l’appareil de vision nocturne adéquat à un appareil photo ou caméra. Il peut s’agir de supports sur lesquels on monte l’appareil de vision nocturne et l’appareil photo ou caméra. Toutefois, ces bases ne conviennent le plus souvent que pour les appareils compacts. Pour les appareils reflex ou hybrides, il est conseillé de faire appel à des solutions d’adaptation se fixant sur l’oculaire de l’appareil de vision nocturne et se vissant sur le filetage du filtre de l’objectif, via un adaptateur fileté.