Tout savoir sur le rayonnement infrarouge

Le rayonnement infrarouge (IR) est un rayonnement électromagnétique d’une longueur d’onde supérieure à celle de la lumière visible mais inférieure à celle des micro-ondes.

Le nom signifie « au-dessous du rouge » (du latin infra : « au-dessous »), le rouge étant la couleur de longueur d’onde la plus longue de la lumière visible. Cette longueur d’onde est comprise entre 700 nm et 1 mm.

L’infrarouge est souvent subdivisé en IR proche (0,7-5 μm), IR moyen (5-30 μm) et IR lointain (30-1000 μm). Toutefois, cette classification n’est pas précise, car chaque domaine d’utilisation a sa propre idée de la frontière entre les différents types.

L’infrarouge est souvent associé à la chaleur car, à température normale, les objets émettent spontanément un rayonnement dans le domaine infrarouge, la relation exacte étant donnée par la loi du rayonnement du corps noir ; de plus, le rayonnement infrarouge fait vibrer les atomes du corps qui les absorbe et augmente ainsi sa température (transfert thermique par rayonnement). En première approximation, la longueur d’onde de l’émission maximale d’un corps noir porté à une température absolue T est de 3670/T. Cela signifie qu’à température ambiante (T autour de 300 K), l’émission maximale est d’environ 10 micromètres. Cela pose des problèmes spécifiques à l’astronomie en particulier, en raison du fond thermique qu’elle provoque.

Utilisations de rayonnement infrarouge

irdastackL’infrarouge est utilisé dans les équipements de vision nocturne lorsque la quantité de lumière visible est insuffisante pour voir des objets. Le rayonnement est détecté et affiché sur un écran, les objets les plus chauds devenant également les plus lumineux. En plus de la vision nocturne, l’utilisation de la thermographie infrarouge pour la mesure à distance et sans contact de la température des objets cibles devrait également être ajoutée.

L’infrarouge est également utilisé dans le domaine militaire pour guider les missiles air-air ou antiaériens : un détecteur infrarouge guide ensuite le missile vers la source de chaleur du ou des moteurs de l’avion cible. De tels missiles peuvent être évités par des manœuvres spéciales (alignement avec le soleil) ou par l’utilisation de leurres thermiques.

Une utilisation plus courante est leur utilisation dans les télécommandes (télécommandes), où elles sont préférées aux ondes radio, car elles n’interfèrent pas avec d’autres signaux électromagnétiques tels que les signaux de télévision. Dans ce champ, il existe plusieurs codages d’informations (RC5 pour Philips, SIRSC pour Sony, etc.). L’infrarouge est également utilisé pour les communications à courte portée entre les ordinateurs et leurs périphériques. Les appareils qui utilisent ce type de communication sont généralement conformes aux normes publiées par le

Association des données infrarouges (IrDA)

La lumière utilisée dans les fibres optiques est généralement infrarouge. Pour cette application, nous utilisons des longueurs d’onde où l’absorption correcte du matériau constituant la fibre est minimale : 1,3 µm et 1,55 µm.

Ils sont largement utilisés en robotique ou dans les appareils nécessitant une transmission de données à courte distance sans obstacles.

De plus, la spectroscopie infrarouge est l’une des méthodes les plus efficaces (et les plus répandues) pour identifier les molécules organiques et inorganiques en fonction de leurs propriétés vibratoires. En effet, le rayonnement infrarouge excite des modes de vibration spécifiques (déformation, allongement) des liaisons chimiques. La comparaison entre le rayonnement incident et le rayonnement transmis à travers l’échantillon est donc suffisante pour déterminer les principales fonctions chimiques présentes dans l’échantillon.

L’astronomie infrarouge est difficile à cause de l’atmosphère terrestre. C’est pourquoi les astronomes envoient des satellites infrarouges : IRAS (1983 ; NASA, Royaume-Uni, Pays-Bas), ISO (1995 ; ESA), Wire (1999 ; USA, lancement raté), Spitzer (2003 ; ex-SIRTF, USA), ASTRO-F (2006 ; Japon) et le futur Herschel (2007? ; ESA).

Histoire  du rayonnement infrarouge

L’infrarouge a été découvert en 1800 par William Herschel, un astronome anglais d’origine allemande.

Herschel a placé un thermomètre à mercure dans le spectre obtenu par un prisme de verre pour mesurer la chaleur spécifique à chaque couleur. Il a constaté que la chaleur était la plus forte du côté rouge du spectre, même là où il n’y avait plus de lumière. C’était la première expérience à montrer que la chaleur pouvait être transmise par une forme invisible de lumière.