Des scientifiques chinois ont mis au point un système d’imagerie révolutionnaire inspiré des capacités de détection de la chaleur des serpents, ouvrant potentiellement la voie à la vision infrarouge dans les smartphones et les caméras de tous les jours. La nouvelle technologie capture des images infrarouges à ultra haute résolution (4K) sans avoir recours à un refroidissement cryogénique coûteux, ce qui représente un progrès significatif dans le domaine de l’imagerie thermique. Cette avancée exploite les mécanismes biologiques utilisés par les vipères pour « voir » la chaleur, la traduisant ainsi en un dispositif pratique et évolutif.
Comment les serpents voient la chaleur
Les vipères et autres espèces de serpents possèdent des organes spécialisés en « fosse » : des chambres creuses avec de fines membranes près de leurs narines. Ces organes détectent le rayonnement infrarouge émis par les proies à sang chaud. Lorsque les ondes infrarouges frappent la membrane, elles créent une image thermique envoyée au cerveau via les nerfs. Ce processus biologique est incroyablement efficace, permettant aux serpents de chasser dans l’obscurité totale.
Le système artificiel imite cela en superposant des matériaux sur un disque de 8 pouces. Cette configuration capture le rayonnement infrarouge et le convertit en une image visible de haute qualité. Le cœur de la technologie réside dans sa capacité à détecter le rayonnement infrarouge à température ambiante, réduisant ainsi le besoin de systèmes de refroidissement encombrants et coûteux.
La technologie derrière la percée
Le système d’imagerie se compose de plusieurs couches clés :
* Couche de détection IR : Les points quantiques colloïdaux (nanoparticules de mercure et de tellure) libèrent des charges électriques lorsqu’ils absorbent le rayonnement infrarouge.
* Couches de réduction du bruit : Ces couches filtrent les interférences, garantissant un signal propre.
* Convertisseur élévateur (LED organique) : Les électrons rencontrent des « trous » (absences d’électrons) et libèrent de l’énergie, qui est ensuite convertie en lumière verte visible.
* Couche CMOS : Convertit la lumière visible en une image numérique.
En empilant ces couches directement les unes sur les autres, le système minimise le bruit et permet une imagerie haute résolution, même avec des signaux infrarouges plus faibles.
Pourquoi c’est important : au-delà de la vision du serpent
La capacité de voir le rayonnement infrarouge étend la vision humaine de plus de 14 fois le spectre normal. Cela a des implications bien au-delà de la simple vision dans le noir :
* Visibilité améliorée : Les caméras peuvent détecter des objets chauds dans des conditions de faible luminosité comme le brouillard, la fumée ou la nuit.
* Applications industrielles : L’inspection des machines, la détection des fuites de gaz et le contrôle qualité dans la fabrication deviennent plus efficaces.
* Sécurité alimentaire : Détection des anomalies de température lors du stockage ou de la transformation des aliments.
* Conduite autonome : Détection améliorée des obstacles dans des conditions météorologiques défavorables.
* Évolutivité et coût : Le système utilise des matériaux compatibles avec les capteurs CMOS existants, ce qui le rend potentiellement abordable pour les appareils grand public.
Les chercheurs estiment que des dizaines de millions de pixels peuvent être obtenus à faible coût, ce qui rendrait cette technologie réalisable pour les smartphones et les appareils photo du futur.
L’avenir de l’imagerie infrarouge
Le développement de ce système d’imagerie infrarouge 4K marque une étape majeure vers l’intégration de la vision thermique dans la technologie quotidienne. En apprenant du monde naturel – en particulier des ingénieuses capacités de détection de la chaleur des serpents – les scientifiques ont créé une nouvelle forme de vision artificielle pratique, évolutive et potentiellement omniprésente. Les implications sont vastes et couvrent aussi bien les secteurs industriels que les applications grand public.
