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Demandez à Smithsonian: Comment fonctionne la vision nocturne?

La technologie de vision nocturne, qui était autrefois assez maladroite, est devenue si légère et puissante qu'elle modifie le paradigme de la bataille pour les forces américaines. La nuit est devenue le jour.

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La possibilité d'utiliser un télescope pour voir la nuit a été développée pour la première fois dans les années 1930 par l'armée allemande, mais les forces américaines l'ont rapidement suivie. Maintenant, la technologie de vision nocturne est considérée comme un outil essentiel dans l'équipement d'un soldat ou d'un aviateur, lui permettant de se déplacer en toute sécurité sans craindre une attaque surprise et de rechercher des cibles dans l'obscurité presque totale ou à travers de épais rideaux de fumée, de brouillard et de poussière pendant la journée.

«Cela améliore leur mobilité, leur capacité de survie et leur pouvoir meurtrier», explique le lieutenant-colonel Timothy Fuller, chef de produit pour les capteurs de manœuvre des soldats au programme Soldat du bureau de direction du programme de l'armée américaine (PEO Soldier), basé à Fort Lauderdale. Belvoir, Virginie.

Les lunettes de vision nocturne et les lunettes de protection sont utilisées 24 heures sur 24, dit Fuller.

La technologie n’a vraiment pris son envol que vers la fin des années 50, lorsque le soldat PEO avait un objectif simple, mais pas si facile: la «conquête de la noirceur», selon une histoire de l’armée.

Il existe deux manières d'augmenter ce que peut voir un humain dans l'obscurité ou dans des conditions obscures: l'amélioration de l'image (traditionnellement appelée vision nocturne) et l'imagerie thermique.

Avec l'amélioration de l'image, un oscilloscope utilise un objectif pour capturer la lumière réfléchie par la lune ou les étoiles et la transmet à travers un tube intensificateur d'image. Dans ce tube se trouve une photocathode qui, lorsqu'elle est frappée par une énergie lumineuse ou des photons, émet des électrons.

Recouvert d'un composé photosensible à l'intérieur, le tube transforme rapidement un seul électron en plusieurs milliers par un effet en cascade.

Au bout du tube, les électrons heurtent un écran recouvert de produits chimiques émetteurs de lumière appelés phosphores. Ces phosphores reconvertissent les électrons en photons, créant une image sur l'écran, généralement verte, car on pense que les humains traitent mieux l'image avec cette couleur. Une lentille oculaire permet à l'utilisateur d'agrandir et de faire la mise au point de l'image.

Le concept d'accélération des électrons pour atteindre un écran au phosphore, qui crée une lueur, fonctionne sur le même principe que les vieux téléviseurs et ordinateurs fonctionnant avec des tubes cathodiques, explique Tom Bowman, directeur de la division des systèmes de combat au sol de l'US Army Night Vision. Direction des capteurs électroniques.

Les appareils d'imagerie thermique utilisent un capteur appelé microbalomètre pour lire la différence de température entre un objet et son environnement, créant une image de l'objet. Les données du microbalomètre sont envoyées à un écran afin que l'utilisateur puisse ensuite voir l'objet. L'imagerie thermique peut détecter la chaleur émise par n'importe quel objet, qu'il s'agisse d'une pierre, d'un camion, d'un bâtiment ou d'un être humain, explique M. Bowman. L'image produite est similaire à celle d'un téléviseur noir et blanc.

Fréquemment, un imageur thermique est associé à une technologie d'amélioration de l'image. «Lorsque nous avons une obscurité totale, le canal thermique nous assiste», explique Fuller.

Les dispositifs de vision nocturne de première génération d'origine ont été utilisés à partir de la Seconde Guerre mondiale et du début de la guerre du Vietnam. Le premier instrument de vision nocturne pratique pour les soldats à pied était le Starlight Scope, introduit en 1964 et utilisé par l'infanterie pendant le conflit du Vietnam. Le dispositif de six livres, long (environ 18 pouces) - qui utilisait une batterie volumineuse et coûteuse spécifique à l’armée - ne permettait pas exactement une charge légère.

Au cours des 50 dernières années, la technologie de la vision nocturne a beaucoup progressé dans la création d’équipements plus portables et plus légers, bien que l’acuité visuelle ait également été améliorée. La technologie dite de deuxième génération donnait aux soldats une vision de 20/50. Cela a été amélioré avec la technologie actuelle de troisième génération à 20/20, ce qui signifie que les soldats peuvent voir aussi bien la nuit que le jour, explique Bowman.

Les lunettes montées sur le dessus des armes, comme les fusils, sont passées de huit livres à environ une livre, explique Bowman.

Les lunettes de protection ont été introduites sur le terrain en 1977. L’intensification de l’image a considérablement augmenté depuis et la dernière technologie associe vision nocturne et imagerie thermique dans un casque qui pèse environ une livre, y compris le bloc-batterie attaché à l’arrière du casque. contient quatre piles AA (permettant près de 8 heures d’utilisation). Dans les années 1970, les soldats utilisant des lunettes de protection pouvaient détecter une silhouette humaine à une centaine de mètres; maintenant, ils peuvent voir environ 1 000 pieds dans le noir.

Ces jours-ci, il existe des moniteurs pour vision nocturne, des jumelles, des lunettes de chasse et des caméras de surveillance.

Mais le citoyen moyen ne peut rien acheter avec les dernières avancées. «Vous n'achetez pas d'équipement militaire», déclare Bowman. Il dit que ce qui est disponible "est quelque chose qui ressemble à ce que nous aurions trouvé dans les années 70".

Et la dernière technologie est étroitement surveillée. «L'armée est vigilante, c'est le moins que l'on puisse dire», à propos du contrôle des stocks, a déclaré Fuller.

C'est à votre tour de demander à Smithsonian.

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