Comment Fonctionne Les Jumelles De Vision Nocturne?

Amplification de la lumière disponible

Les jumelles vision nocturne sont conçues pour capter la lumière ambiante, y compris la lumière infrarouge, et l'amplifier pour produire une image visible dans l'obscurité.

Les appareils de vision nocturne amplifient la lumière disponible dans l’environnement, ce qui permet à l’utilisateur de voir dans l’obscurité. Ces appareils captent les photons dans la lumière disponible, même très faible, et les amplifient afin de générer une image visible pour l’utilisateur.

En fonctionnement, les particules lumineuses de la lumière ambiante et résiduelle des étoiles ou de la lune traversent l’objectif pour venir frapper le tube photocathodique. Ces photons capturés sont alors transformés en électrons dont le signal est amplifié avant d’être envoyé vers l’écran phosphorique qui reconstitue, dans cette lumière verdâtre et caractéristique, la scène que votre œil observe par l’oculaire.

Cette image est donc une re-création précise de celle qui se déroule en avant de l’appareil.

• À l’avant du dispositif, une série de lentilles formant un objectif réglable.
• À l’arrière, un occulaire de vision permettant le rattrapage des dioptries pour ceux ayant besoin d’une correction optique.
• Entre les deux, une alimentation électrique assurant le fonctionnement d’un tube d’amplification photocathodique et d’un écran phosphorique.
• Amplification de la lumière : les jumelles vision nocturne amplifient la faible lumière disponible, permettant de voir clairement dans l'obscurité.
• Résolution élevée : une haute résolution assure une image claire et détaillée, essentielle pour identifier des objets ou des animaux à distance.

Au début du XXe siècle, l’humanité, mue par la nécessité d’améliorer la visibilité dans des conditions de faible luminosité, cherche à développer une technologie de vision nocturne. Les premiers projets se concentraient sur l’intensification de l’image, un processus consistant à collecter et à amplifier la lumière disponible pour générer des images visibles.

Lumière résiduelle et éclairage infrarouge

Tous les appareils de vision nocturne ont besoin de lumière pour fonctionner, c'est selon leur sensibilité et leur performance.

Pour certains, la lumière résiduelle des étoiles à travers une couche nuageuse peut suffire ; pour d'autres, il faudra une nuit de pleine lune pour offrir une image acceptable.

Les appareils les moins performants sont donc équipés d'une torche infrarouge intégrée pour fournir un appoint de lumière en cas de conditions très sombres. Mais cet illuminateur d’appoint fonctionne comme une lampe de poche et la distance de sa portée est donc limitée.

Pour les appareils les moins performants, ou dans le cas d’une obscurité trop profonde, une torche infrarouge, dont le faisceau est presque invisible à l’œil, vient au secours du dispositif en fournissant l’éclairage nécessaire.

• Certains appareils de vision nocturne éclairent l’environnement à l’aide d’émetteurs infrarouges.
• Ces émetteurs produisent de la lumière infrarouge imperceptible pour l’œil humain, mais perceptible par les capteurs de l’appareil de vision nocturne.
• L’image obtenue est nette, même dans l’obscurité la plus totale.
• La lumière infrarouge utilisée pour la vision nocturne rend perceptibles des environnements dépourvus de lumière visible.
• Vision infrarouge : certaines jumelles intègrent une vision infrarouge qui émet une lumière invisible à l'œil nu mais captée par les capteurs des jumelles.

Les jumelles à infrarouge utilisent la lumière infrarouge pour éclairer les objets et créer une image visible. Elles sont particulièrement utiles dans l'obscurité totale où il n'y a pas de lumière ambiante à amplifier.

Les LEDs infrarouges intégrées fournissent de la lumière invisible pour une vision claire la nuit. Vous pouvez ainsi voir des détails même sans lumière résiduelle.

Il est à noter que certains animaux sont effrayés par cette lumière pourtant invisible à l'œil humain.

Conversion des photons et image verte

La teinte verte des lunettes de vision nocturne s’explique par la conversion de la lumière par les tubes amplificateurs de lumière. Les photons lumineux sont convertis en électrons, lesquels sont ensuite amplifiés.

La teinte verte découle de la conversion de ces électrons en photons lumineux visibles. La couleur verte offre un contraste élevé et garantit une bonne perception des détails dans l’obscurité, un atout de taille dans des conditions de faible luminosité.

Quand la lumière diminue

Seuls les bâtonnets, bien plus sensibles que les cônes, réagissent.

Vision nocturne humaine

Nous voyons en noir et blanc dans l’obscurité.

Transmission des signaux

Nous avons une vision floue des objets, car la transmission des signaux entre les bâtonnets et le nerf optique est moins performante que depuis les cônes.

Capacité limitée

La pupille se dilate et stimule les bâtonnets afin d’activer la vision nocturne et de laisser passer la faible lumière résiduelle. Cette capacité est toutefois limitée ; notre vision nocturne manque d’efficacité.

Les humains sont conçus pour vivre le jour et dormir lorsqu’il fait nuit. La rétine, la partie de nos yeux sensible à la lumière, comporte des cellules appelées cônes pour voir la lumière colorée et bâtonnets pour détecter les mouvements et la lumière faible.

Nous avons 20 fois plus de bâtonnets que de cônes, mais les capacités humaines de vision nocturne restent médiocres.

Les humains ne peuvent utiliser aucune de ces astuces. Nos pupilles s'ouvrent plus largement en cas de faible luminosité, mais pas suffisamment pour nous aider à y voir clair de nuit. Nos yeux n'ont pas assez de bâtonnets et nous n'avons pas de tapetum.

Imagerie thermique et détection de chaleur

Les jumelles thermiques fonctionnent différemment des jumelles vision nocturne traditionnelles. Elles détectent la chaleur émise par les objets et les êtres vivants, créant une image basée sur les différences de température.

Elles détectent les rayonnements thermiques émis par les corps chauds, humains, animaux, machines, et les convertissent en image visible sur un écran intégré.

1. L'amplification de lumière résiduelle nécessite un minimum de luminosité.
2. L'imagerie thermique fonctionne en obscurité absolue.
3. Les modèles à imagerie thermique fonctionnent aussi bien de jour que de nuit.
4. Les modèles à amplification de lumière résiduelle sont optimisés pour les conditions nocturnes ou crépusculaires, et peuvent être éblouis en plein soleil.

Cela les rend extrêmement efficaces pour repérer des animaux ou des personnes, même à travers la végétation dense ou dans des conditions de visibilité nulle.

Un appareil de vision nocturne, selon le type, est capable d'amplifier la lumière faible existante, de visualiser le rayonnement thermique des objets ou de convertir le rayonnement infrarouge non visible en lumière visible.

Les monoculaires thermiques permettent de détecter les signatures thermiques, un complément utile à la vision nocturne.

Générations des tubes d’amplification

Les dispositifs de vision nocturne peuvent être de 1ère génération, 2ème génération ou 3ème génération, cela dépend du type de tube d’amplification qu’on utilise : ce tube est le cœur et l'âme du système.

• 1ère génération : c’est le type d’appareil le plus ancien et le plus répandu dans le monde.
• Les tubes de 1ère génération amplifient environ mille fois la lueur nocturne.
• L’image obtenue dépend beaucoup des conditions d'observation mais, avec une bonne luminosité on obtient une image claire et assez précise.
• Une image fantôme, déformation géométrique, peut parfois être discernable sur les bords de l’écran.
• 2ème génération : la principale différence technique de ces appareils provient de l’utilisation d’un composant supplémentaire placé derrière le tube photocathodique, le MCP, micro channel plate.
• Cet élément fonctionne comme un amplificateur secondaire.
• Le résultat est une possibilité de travail avec des lumières beaucoup plus basses ou, dans des conditions identiques, d'obtenir une image beaucoup plus lumineuse et avec un contraste plus précis.
• 3ème génération : c’est la technologie la plus récente.
• On obtient une image encore plus pure et aux détails également plus élevés.

La sensibilité lumineuse des tubes de génération 3 est, en effet, 3 fois supérieure à celle des tubes de génération 2+.

Mais il faut noter que, dans des conditions de nuit habituelles, 1/4 de lune ou ciel étoilé, le gain est finalement assez peu perceptible par rapport aux générations 2+.

Portée, grossissement et conditions d’observation

La distance de détection, définie comme la perception du mouvement sans précision sur les détails, ou la distance de reconnaissance caractérisée par le discernement de ces détails sera en premier variable selon la grosseur et l’environnement du sujet observé.

Les conditions d’éclairage seront, de toute façon, prépondérantes. Plus il y aura de lumière, d'étoiles, de lune, d'infrarouge, plus vous verrez loin et précis.

L’objectif de tous les appareils dispose d’une magnitude de grossissement mais beaucoup de paramètres influenceront ce que vous pourrez voir dans votre appareil de vision nocturne et votre satisfaction sera en fonction du choix initial de l’appareil et de l’objet de votre recherche.

• Plus le grossissement sera important et plus le nombre de lentilles et de loupes de l'objectif arrêtera la lumière avant qu'elle ne pénètre dans votre appareil.
• Le résultat risque d'être une image bien sombre et très peu utilisable.
• Le but des appareils de vision nocturne est de voir dans l’obscurité, pas nécessairement sur de grandes distances comme on peut le faire de jour avec des jumelles.
• Adopter un appareil disposant d'un grossissement de 3x à 5x garantira un bon compromis entre grossissement et qualité d'image.
• Zoom optique plus zoom numérique pour rapprocher les objets.
• La vue binoculaire permet d’obtenir une image plus stable et moins de fatigue.

Les jumelles de vision nocturne et thermique sont des outils essentiels pour diverses activités nocturnes telles que la chasse, l'observation de la faune, la surveillance et la navigation.

Leur capacité à fournir une vision claire dans des conditions de faible luminosité en fait un équipement indispensable pour les amateurs de plein air et les professionnels.