Photographie/Techniques scientifiques/Photographie dans l'infrarouge
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[modifier] Généralités
Le domaine de l'infrarouge est beaucoup plus étendu que celui de la lumière visible puisqu'il s'étend de 780 nm à 300.000 nm environ. Tout au long de ce spectre, les propriétés sont fort différentes mais aucune de ces radiations ne peut agir sur les surfaces sensibles argentiques « normales ».
L'infrarouge constitue une partie très importante du rayonnement solaire et de la lumière émise par les sources lumineuses à incandescence et les arcs électriques. Pendant très longtemps, la photographie dans le domaine de l'infrarouge n'a pas été possible, pas plus d'ailleurs que celle du rouge.
Dans certaines conditions, des émulsions spéciales peuvent être utilisées pour enregistrer une partie de ce spectre invisible, du côté des plus courtes longueurs d'onde, c'est-à-dire dand le domaine qu'il est convenu d'appeler « proche infrarouge ». La sensibilisation de ces émulsions se fait grâce à des colorants de synthèse spéciaux tels que les néocyanines et les cryptocyanines qui permettent d'atteindre 800 à 900 nm. D'autres produits comme les tétra et pentacarbocyanines permettent d'atteindre 1.000 nm mais la manipulation des émulsions devient très délicate et la conservation doit se faire à la température de la neige carbonique, soit environ -70 °C. Ces émulsions « extrêmes » doivent parfois être hypersensibilisées avant usage dans une solution froide d'ammoniaque diluée.
[modifier] Les films du commerce
On trouve actuellement un très petit nombre d'émulsions en noir et blanc et une seule émulsion en couleurs, car dans ce domaine aussi la photographie argentique est aujourd'hui supplantée par les techniques numériques.
[modifier] Les films noirs et blanc
[modifier] Les films couleurs
Le film Kodak Ektachrome Aéro Infrarouge 8443. Ce film est conçu pour la photographie aérienne est sensible jusqu'à 950 nm, ce qui interdit de l'utiliser en thermographie. L'infrarouge est traduit par du rouge, le rouge par du vert et le vert par du bleu. Le bleu est obligatoirement éliminé par un filtre jaune.
[modifier] Nécessité de filtres spéciaux
Les films sensibles à l'infrarouge sont également sensibles aux radiations visibles et ces dernières doivent le plus souvent être éliminées par des filtres appropriés. Les filtres Wratten 87, 87 C, 88 A et 89 B semblent pratiquement opaques en lumière visible mais coupent les radiations respectivement à 740, 800, 730 et 680 nm. Naturellement la sensibilité apparente des émulsions aux lumières ainsi filtrées est très variable et des essais sont nécessaires pour déterminer les bons réglages en vue d'une aplication donnée.
[modifier] Matériel de prise de vues
Des substances apparemment opaques, comme le bois, le cuir, l'ébonite, peuvent laisser passer des quantités notables d'infrarouge. Seuls les appareils dont la chambre est entièrement métallique peuvent apporter une sécurité absolue pour éviter que le film soit voilé. Les appareils dotés d'une mesure de l'avancement du film par diode infrarouge sont évidemment inutilisables.
[modifier] Mise au point
Les objectifs ne sont presque jamais corrigés pour l'infrarouge, même ceux dits « apochromatiques », et l'œil n'est d'aucun secours pour la mise au point puisqu'il ne perçoit pas ces radiations. En pratique l'image infrarouge se forme un peu plus loin que l'image visible par rapport à l'objectif qui se comporte donc comme s'il avait une distance focale légèrement plus longue (environ 0,5 %) que celle indiquée. Certains objectifs possèdent un repère spécial sur la bague de mise au point. Avec les appareils dotés d'une mise au point automatique, celle-ci devient inutilisable et il faut au moins pouvoir la débrayer ; à défaut, on tâchera de diaphragmer très fortement pour limiter les dégâts.
[modifier] Détermination de l'exposition
L'emploi de filtres très denses, qui éliminent presque entièrement le spectre visible, provoque évidemment une augmentation considérable des temps de pose. Par ailleurs, dans la mesure où l'infrarouge n'est pas perçu par l'œil, aucune évaluation visuelle n'est possible. Pour compliquer le tout, la proportion d'infrarouge contenue dans la lumière naturelle est extrêmement variable, en fonction de l'heure, de la présence de nuages ou de brume, etc. Faute de moyens de mesure appropriés, la seule solution consiste à faire des essais ou à multiplier les poses, que l'on fera comme d'habitude varier en progression géométrique de raison 2, par exemple 1 s, 2 s, 4 s, 8 s, etc.
L'idée qui consisterait à munir de filtres destinés à l'infrarouge (Wratten 89 par exemple) un appareil argentique ou un appareil numérique, dans le but de faire des comparaisons ou d'établir des proportions, mérite d'être oubliée définitivement car les caractéristiques des divers systèmes sont bien trop différentes.
[modifier] Traitement des films
Les fabricants préconisent généralement des produits appropriés au développement mais pour les films négatifs noir et blanc tous les révélateurs classiques peuvent a priori convenir. On peut également pratiquer une désensibilisation avant le traitement. Le fixage et le lavage n'appellent aucune remarque particulière.
[modifier] Photographie de paysages et vues aériennes
Les émulsions sensibles à l'infrarouge permettent de diminuer dans une large mesure les effets du voile atmosphérique dû aux poussières et aux minuscules gouttelettes d'eau présentes dans les atmosphères brumeuses. Ceci s'explique par le fait que la diffraction et la diffusion de la lumière par ces particules sont d'autant plus intenses que la longueur d'onde est plus courte. Cet effet déjà visible en photographiant à travers un filtre orangé ou un filtre jaune est nettement accentué grâce aux filtres «noirs» qui autorisent parfois l'enregistrement de montagnes situées à plusieurs centaines de km.
Le bleu du ciel ne diffusant que très peu d'infrarouge apparaît très sombre ou presque noir, de sorte que certains photographies semblent faites au clair de Lune. Le rendu des nuages, en revanche, devient très vigoureux. La lumière diffusée par le ciel étant également éliminée, les ombres deviennent très denses. Les étendues d'eau deviennent également très sombres, mais la végétation est très éclaircie, comme givrée, car la chlorophylle renvoie une très forte proportion de la lumière infrarouge qu'elle reçoit.
[modifier] Photographie dans l'obscurité
Il est possible d'éclairer une pièce obscure à l'aide d'un rayonnement infrarouge et les prises de vues peuvent alors être faites sans aucun filtre, ce qui permet d'obtenir une sensibilité apparente plus élevée qu'en plein jour. Des lampes spéciales peuvent être utilisées mais des objets suffisamment chauds, comme des fers à repasser électriques, font parfaitement l'affaire à condition d'opérer en pose longue. Les lampes-éclair magnésiques enfermées dans une enceinte munie d'un filtre donnaient de très bons résultats mais les flashes électroniques n'émettent que très peu de proche infrarouge et ne sont donc pas recommandés.
La photographie des portraits et des nus pose des problèmes car tous les défauts de la peau et les tracés des vaisseaux sanguins superficiels apparaissent exagérés. Les peaux noires paraissent blanches.
[modifier] Applications diverses
- Astronomie : la photographie et la spectroscopie dans l'infrarouge ont permis de nombreuses découvertes, en particulier on a pu ainsi mettre en évidence des astres invisibles autrement.
- Photomicrographie : certaines structures normalement invisibles sont mises en évidence grâce aux radiations infrarouges.
- Médecine : certaines maladies de peau peuvent être diagnostiquées, la structure du système veineux devient apparente sous l'épiderme.
- Reproduction des documents : les taches et le jaunissement des papiers sont atténués ou disparaissent parfois complètement. On peut parfois faire réapparaître des textes écrits sur des papiers carbonisés.
- Authentification des œuvres d'art : on peut déterminer la nature des pigments utilisés et découvrir des structures dissimulées par des couches de vernis jaunis.
- Expertises judiciaires : la photographie en infrarouge est souvent associée à la photographie en ultraviolet et à la radiographie.
[modifier] Procédés électroniques et thermographie infrarouge
Les progrès de l'électronique ont permis de réaliser des capteurs capables d'enregistrer les images de corps chauds émettant largement au-delà de 1 000 nm.
[modifier] Utilisation des appareils numériques
En 2006 le seul appareil utilisable directement en photographie infrarouge est le Fuji FinePix S3 Pro UVIR.
[modifier] Bibliographie
- AUVILLAIN, Robert .- Photographie en infrarouge. In : Photo-Revue, mai 1961, pp. 117-120.
[modifier] Galerie d'images
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Photographie IR d'une chauve-souris Plecotus auritus : Le réseau des vaisseaux sanguins apparaît dans la membrane alaire. |
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Image infrarouge d'un chien : L'infrarouge étant normalement invisible, il est impossible de lui attribuer autre chose que des couleurs conventionnelles mais évidemment fausses. Ici la gamme des couleurs correspond à la gamme des températures, de sorte qu'une mesure, ou tout au moins une évaluation, devient possible. Les zones les mieux irriguées par la circulation sanguine et les moins masquées par le pelage apparaissent logiquement plus chaudes que les autres. |
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Image infrarouge de la Voie Lactée : |
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Le centre de la Voie Lactée en infrarouge : |
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La nébuleuse d'Orion : On voit ici en parallèle une image en lumière visible et une image IR obtenues grâce au télescope Hubble. |
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Pleine Lune en infrarouge : |
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