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Vision : d'où viennent les superpouvoirs de Superman ?

Vision nocturne, vision laser et microscopique... Superman peut-il réellement avoir ces pouvoirs ? La physique nous répond.

Page 3 / 8 - Voir la chaleur avec la thermographie Sommaire
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Roland Lehoucq Chercheur Astrophysique

Pour détecter la présence d'un corps chaud dans l'obscurité, il faut adapter le détecteur au rayonnement émis afin de capter le maximum d'énergie. Dans le cas du corps d'un mammifère, il faut non plus se contenter de la lumière visible, mais utiliser des capteurs sensibles à la lumière infrarouge comme le sont les caméras thermiques. L'intensité de la lumière infrarouge reçue permet ainsi de mesurer la température des différentes parties du corps.

Cette technique est utilisée en surveillance industrielle pour détecter des pannes. Par exemple, un mauvais contact ou un début de court-circuit dans une installation électrique crée un échauffement anormal immédiatement repéré. C'est aussi le cas d'un composant défectueux sur une carte électronique. En fournissant une image, la thermographie permet de localiser les pannes potentielles sur un appareil en fonctionnement.

Principe de la chambre noire, ou sténopé. Le trou percé dans la boîte est suffisamment petit de sorte qu'il ne passe qu'un seul rayon provenant d'un point donné de la source. L'image formée est inversée et toujours nette. La vision thermique de Superman est-elle vraiment efficace ? © EDP Sciences
Principe de la chambre noire, ou sténopé. Le trou percé dans la boîte est suffisamment petit de sorte qu'il ne passe qu'un seul rayon provenant d'un point donné de la source. L'image formée est inversée et toujours nette. La vision thermique de Superman est-elle vraiment efficace ? © EDP Sciences

Un moyen de thermographie très sensible consiste à mesurer l'échauffement d'un corps absorbant le rayonnement infrarouge émis par la source. Certains serpents utilisent ce procédé pour capturer leurs proies dans l'obscurité totale. La nuit, les petits mammifères émettent un rayonnement thermique plus intense que celui du sol, car leur température est plus élevée. Grâce à leurs fossettes loréales, situées entre les yeux et les narines, les crotales détectent le rayonnement thermique émis par leurs proies. Les parois de ces cavités creuses sont tapissées de cellules sensibles au réchauffement provoqué par l'absorption de rayonnement infrarouge. Leur sensibilité maximale est adaptée à un rayonnement d'une longueur d'onde voisine de 10 micromètres correspondant au maximum d'émission de proies dont la température est environ 30 degrés. La formation de l'image dans ces récepteurs est des plus rudimentaires. La lumière passant par un petit trou forme sur le fond de la cavité l'image inversée de l'animal observé. De même, dans une chambre noire, ou sténopé, un petit trou percé dans une boîte opaque trie les rayons lumineux incidents. L'image qui se forme au fond de la boîte, du côté opposé au trou, est parfaitement nette car, si le diamètre du trou est suffisamment petit, il n'y passe qu'un seul rayon issu d'un point donné de la source. Dans le cas du serpent, l'image obtenue par ce moyen est trop floue pour permettre au serpent de reconnaître sa cible, car les cellules réceptrices ne sont pas assez petites pour séparer tous les détails. Le prédateur identifie plutôt la proie grâce à son odorat mais cette image lui suffit pour l'atteindre à coup sûr.

Pour voir dans le noir, Superman pourrait donc être doté d'un dispositif similaire. Toutefois, comme nous allons le voir, ce n'est pas si simple, car la thermographie par échauffement, ou bolométrie, a ses limites. La première provient du rayonnement thermique émis par l'environnement proche du détecteur. Si celui-ci est trop important, le signal émis par la source est noyé dans un bruit de fond indésirable. Pour pallier cet inconvénient, les astronomes sont contraints de refroidir leurs détecteurs à infrarouges dans de l'azote liquide pour réduire leur rayonnement thermique propre et améliorer la sensibilité de leurs mesures. De même, seuls des animaux à sang froid comme les serpents peuvent utiliser une détection par thermographie : leur température étant plus froide que celle de leur proie, ils ne sont pas trop gênés par leur propre rayonnement. Dans le cas de Superman, son sang chaud perturbera certainement le fonctionnement de son système de vision infrarouge. La seconde limite provient de l'eau contenue dans les yeux : elle absorbera fortement le rayonnement infrarouge incident, réduisant d'autant la lumière reçue par sa super-rétine.

Le bilan de la vision thermique de Superman est plutôt mitigé. Rien ne s'oppose à ce qu'il puisse capter le rayonnement émis par un corps chaud, mais ses performances risquent d'être nettement moins spectaculaires que celles de ses autres pouvoirs. Pour voir dans l'obscurité, il semble plus raisonnable de le doter de cellules photosensibles dont la gamme de perception est légèrement plus étendue que les cônes humains et d'un tapetum lucidum pour recycler la lumière.

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