La Vision Nocturne

Comment fonctionne les différentes lunettes de vision nocturne ? Introduction Comment fonctionne les différentes lunettes de vision nocturne ? La Vision Nocturne

Sommaire I /Principe Général II /Explications détaillées 1)Photocathodes 2)Photomultiplicateur 3)Ecran phosphorescent III /Les différents dispositifs de visions nocturne 1)Les différentes générations 2)Caméra thermiques 3)Vision nocturne naturelle La Vision Nocturne

I /Principe Général La Vision Nocturne

I /Principe Général La Vision Nocturne

II /Explications détaillées 1)Photocathodes La Vision Nocturne

II /Explications détaillées 1)Photocathodes Considération de l’aspect corpusculaire de la lumière (Photon). Conversion de photons en électrons. Effet photoélectrique. «L'effet photoélectrique est l'émission d'électrons par un matériau, généralement métallique lorsque celui-ci est exposé à la lumière ou un rayonnement électromagnétique de fréquence suffisamment élevée, qui dépend du matériau. Dans l'effet photoélectrique, on éclaire une plaque de métal et celle-ci émet des électrons.» La Vision Nocturne

II /Explications détaillées 2)Photomultiplicateur La Vision Nocturne

II /Explications détaillées 2)Photomultiplicateur Photocathode Photomultiplicateur Le photomultiplicateur (PM) est un dispositif permettant la détection de photons. Il se présente sous la forme d'un tube électronique. Les principaux éléments d'un photomultiplicateur a vision nocturne sont le tube à vide, les dynodes, et l’écran phosphorescent La Vision Nocturne

II /Explications détaillées 2)Photomultiplicateur EFFET PHOTOELECTRIQUE La photocathode ayant un rendement d’environs 10 a 30% (Selon le rendement quantique), tous les photons reçus ne sont pas forcement convertis en électrons. De plus pour que les électrons puissent parcourir le photomultiplicateur celui-ci a besoin d’être sous vide. => D’où l’utilisation d’ un tube ! La Vision Nocturne

II /Explications détaillées 2)Photomultiplicateur Les électrons émis en faible nombre par la photocathode sont d’abord focalisés puis attirés vers des électrodes secondaires (dynodes) portées à un potentiel supérieur. Les électrons sont ensuite renvoyés vers un écran phosphorescent a la manière d’un oscilloscope La Vision Nocturne

II /Explications détaillées 2)Photomultiplicateur La dynode Les électrons atteignent la première dynode avec une énergie de quelques centaines d'électronvolts. Ils provoquent un mécanisme appelé émission secondaire. L’ électron qui arrive ainsi avec quelques centaines d'eV va générer quelques dizaines d'électrons de beaucoup plus faible énergie. On peut ainsi multiplier les quatre ou cinq premiers électrons émis par la photocathode en quelques millions. La Vision Nocturne

II /Explications détaillées 2)Photomultiplicateur …D’utiliser cet ingénieux système de Microchannel plate afin de combiner les effets avalanches produits par les dynodes ! Or le système a été conçu pour des rayons X (GRANDES ENERGIES) Alors que la lunette capte quelques phonons générés par la lumière de la lune. Avantage : Dans un usage militaire il n’est pas détectable par l’ennemi. Inconvénient : Il sont très peu rentables car il faut beaucoup d’énergie alimenter les dynodes. Il est très complexe, fragile, encombrant nécessite de la haute tension, et une chambre sous vide. Pour pallier ce problème de taille on aurait pu envisager… La Vision Nocturne

II /Explications détaillées 3)Ecran phosphorescent La Vision Nocturne

II /Explications détaillées 3)Ecran phosphorescent Semblable aux écrans cathodiques Constitué de pixels Un pixel fait d’un groupe de luminophores La Vision Nocturne

II /Explications détaillées 3)Ecran phosphorescent Luminophore= conversion d’électrons en photons. Electrode qui créé une décharge électrique car bombardé d’électrons. Formation de plasma. Création de photons et donc visionnable par l’œil. La Vision Nocturne

III /Les différents dispositifs de visions nocturne 1)Les différentes générations La 1ère GENERATION : Appareil le plus ancien et le plus répandu dans le monde. Amplification d’environ MILLE FOIS de la lueur nocturne. Une image fantôme (déformation géométrique) peut parfois être discernable sur les bords de l’écran. Prix très abordable cette technologie est parfaite pour la découverte de la vision nocturne. La Vision Nocturne

III /Les différents dispositifs de visions nocturne 1)Les différentes générations La 2ème GENERATION : Composant supplémentaire placé derrière le tube photocathodique, le MCP (Micro Channel Plate).  Travail avec des lumières beaucoup plus basses ou, dans des conditions identiques. Obtenir une image beaucoup plus lumineuse et avec un contraste plus précis. Le prix est plus élevé mais le résultat est incomparablement meilleur qu'avec la première génération. La Vision Nocturne

III /Les différents dispositifs de visions nocturne 1)Les différentes générations La 3ème GENERATION : Technologie la plus récente.  Tubes photocathodique intégrant des arsénites de gallium.  Image encore plus pure et aux détails également plus élevés.  Complexe et très couteuse technologie. A réserver donc à des applications vraiment spécifiques. La Vision Nocturne

III /Les différents dispositifs de visions nocturne 1)Les différentes générations La Vision Nocturne

III /Les différents dispositifs de visions nocturne 2)Caméra thermiques Tout objet ayant une température supérieure au 0 absolu émet un rayonnement dans la plage Infrarouge. Une camera infrarouge mesure le rayonnement thermique qui atteint son détecteur La Vision Nocturne

III /Les différents dispositifs de visions nocturne 2)Caméra thermiques Une camera infrarouge mesure le rayonnement thermique qui atteint son détecteur La Vision Nocturne

III /Les différents dispositifs de visions nocturne 2)Caméra thermiques L’imagerie thermique détecte l’énergie thermique émise. => Même sans lumière. ≠ Vision nocturne : photons amplifiés Vision thermique La Vision Nocturne

III /Les différents dispositifs de visions nocturne 2)Caméra thermiques Avantages : L’imagerie thermique permet de voir dans le brouillard, et il n’est pas détectable (pour l’armée). Inconvénients : Elle demande des objectifs très spéciaux germanium qui puissent laisser passer la plupart des longueurs d’ondes et elles sont très encombrantes. La Vision Nocturne

III /Les différents dispositifs de visions nocturne 3)Vision nocturne naturelle Chien et chat La Vision Nocturne

III /Les différents dispositifs de visions nocturne Plus de bâtonnets que de cônes membrane réflectrice Chat presbyte La Vision Nocturne

III /Les différents dispositifs de visions nocturne Les serpents Possède des fossettes thermosensibles Vision infrarouge Tout ça grâce à leur sang froid! Voient dans le noir total La Vision Nocturne

III /Les différents dispositifs de visions nocturne Plus de cellules bâtonnets Autant que de cônes Voient cent fois mieux que l'Homme Hiboux et chouettes La Vision Nocturne

Conclusion Les lunettes de visions nocturnes sont composées: D’une photocathode D’un photomultiplicateur D’un écran phosphorescent Le tube photocathodique étant le plus important. Autant au niveau qualité de l’image qu’au niveau taille. Il existe différent dispositif de vision nocturne dont différentes générations de lunettes dépendant de la qualité du tubes. Enfin, on peut penser que l’homme s’est inspiré de la nature pour créer les jumelles de vision nocturne et des caméras thermiques. La Vision Nocturne

Bibliographie Voici les sites que nous avons utilisé pour faire ce PowerPoint : http://pcml.univ-lyon1.fr/spip.php?article119  http://fr.wikipedia.org/wiki/Tube_cathodique  http://www.commentcamarche.net/contents/742-ecran-a-tube-cathodique-crt http://www.astrosurf.com/luxorion/photoamplificateur-vision-nuit.htm http://www.atn-optics.fr/PBCPPlayer.asp?ID=44130 http://www.flir.com/cs/emea/fr/view/?id=41536 http://fr.wikipedia.org/wiki/Vision_de_nuit http://fr.wikipedia.org/wiki/Jumelles_de_vision_nocturne http://ihea-www.cfa.harvard.edu/HRC/mcp/mcp.html http://fr.wikipedia.org/wiki/Photomultiplicateur tpe-la-vision.e-monsite.com/‎ La Vision Nocturne

Merci pour votre attention!