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Technologie
Jumelles infra rouges
Guerre
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Les allemands avaient développés un projecteur infra rouge à utiliser avec des jumelles infra-rouges. Il y avait une version qui pouvait être portée par les soldats, mais la version la plus efficace était montée sur un char de combat. Il s'agissait d'un système inventé en 1931 aux Etats Unis, mais qui a été utilisé pour la première fois par les soldats allemands à la fin de la seconde guerre mondiale.

ZG 1229 Vampir

La version portable se composait d'un projecteur infra-rouge, en fait une grosse lampe incandescente équipée d'un filtre infra-rouge pour rendre la lumière invisible. Un viseur spécial pouvait voir le rayonnement infra-rouge. Le projecteur et la jumelles pesaient 2.25 kg (ce qui était acceptable), mais il fallait également porter un pack de batteries de 13.5 kg sur le dos. Le nom de l'appareil était ZG 1229 (Zielgerät).

Il s'agissait de systèmes actifs qui émettaient de la lumière infra-rouge. le rayonnement était de l'infra-rouge proche, les viseurs ne pouvant pas détecter la lumière infra-rouge émise par des corps, des véhicules ou des maisons chauffées. On appellait à cette époque le rayonnement infra-rouge de la lumière noire, mais ce terme sera utilisé plus tard pour la lumière ultra-violette (black light).

Les appareils portatifs ont été utilisés à la fin de la seconde guerre mondiale par les allemands dès février 1945, mais les tests ont commencé en début de 1944.

Sperber FG 1250

C'est la version montée sur les chars de combat. La source lumineuse était une lampe incandescente de 200W qui avait une portée de 600m. Le char était également équipé d'un générateur auxiliaire pour alimenter la lampe et la lunette.

Les rayons émis par les projecteurs auraient pu être détectés par les alliés, mais ils n'avaient pas de détecteurs infra-rouges. Comme la portée était limitée à 600 mètres, les allemands avaient des plans pour illuminer les champs de bataille par de grands projecteurs montés sur camions.

La technologie a été améliorée par les américains, qui l'ont utilisée à grande échelle pendant la guerre de Corée. Les américains ont également utilisé la technologie tout à la fin de la guerre pendant les derbiers combats avec les japonnais.

Il ne s'agissait pas d'appareils électroniques, mais les allemands avaient déjà la technologie pour capter les images et les envoyer à un écran (la télévision existait déjà avant la seconde guerre mondiale). Une telle installation était trop complexe pour être utilisée sur le champ de bataille.

Ci-dessous une représentation schématique d'une jumelle infra-rouge du type utilisé sur le champ de bataille par les allemands.

  • La lunette de visée ou jumelle se compose d'une optique assez classique (mais très lumineuse pour capter le plus possible de lumière, et donc avec un objectif de grand diamètre). Comme on travaille ici avec des infra-rouges proches de la lumière visible, il n'est pas nécessaire d'utiliser du verre spécial.

  • L'image réelle est formée sur une photo-cathode. Le rendement quantique de l'appareil dépend très fortement des caractéristiques de la couche sensible utilisée: la photo-cathode des lunettes utilisées à la fin de la seconde guerre mondiale avaient un rendement de 1%, c.à.d. qu'il fallait 100 photons pour libérer un seul électron.

  • Là où elle est frappée par la lumière, la photo-cathode libère des électrons qui sont accélérés par la différence de potentiel. Les électrons frappent la surface phosphorescente qui donne une faible lueur verte. On a continué à utiliser très longtemps de la lumière verte, car nos yeux sont le plus sensible au vert.

  • Un oculaire permet de voir nettement l'écran phosphorescent. La photo-cathode et l'écran fluorescent forment un tout, les deux surfaces sont appliquées sur l'intérieur d'un cylindre en verre de faible épaisseur où on a fait le vide poussé.

Plus tard on utilisera des photo-cathodes avec un meilleur rendement, permettant d'utiliser des lampes infra-rouges de moindre intensité. Mais la jumelle n'amplifie pas la lumière et il faut toujours utiliser un projecteur infra-rouge pour éclairer la scène.

Une avancée importante, c'est l'utilisation d'une grille multiplicatrice (en rouge sur l'image). La tension entre la photo-cathode et la grille est très élevée. Les électrons qui frappent la grille libèrent à leur tour plusieurs électrons par émission secondaire. Les électrons secondaires sont alors captés par l'écran fluorescent.

Ce type de jumelle est tellements ensible qu'elle permet de voir la scène grâce à la lumière des étoiles. La jumelle amplifie non seulement la lumière infra-rouge, mais surtout la lumière visible. Il n'est plus nécessaire d'utiliser un projecteur infra-rouge, ce qui est un très grand avantage.

Ce type de jumelles était très sensible à l'éblouissement et la photo-cathode pouvait être détruite si on tentait d'utiliser la jumelle en lumière du jour.

Les appareils de vision nocture utilisent maintenant des capteurs comme dans les camescopes, mais avec un temps de pose plus élevé et des circuits adaptés. L'optique n'a pas de filtre infra-rouge pour capter le plus de lumière possible.

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