Transmission de l’atmosphère
Détection de gaz par imagerie infrarouge

L’atmosphère terrestre n’est pas transparente pour toutes les longueurs d’onde. La transmission du rayonnement optique à travers l’atmosphère dépend de deux phénomènes essentiels :

• l’absorption propre des constituants gazeux de l’atmosphère, en particulier l’eau (H₂O) et le dioxyde de carbone (CO₂) ;

• l’absorption par diffusion due à la présence des particules qu’elle contient, molécules ou aérosols.

Lorsque le rayonnement traverse l’atmosphère, il apparaît des bandes d’absorption dues à la présence de vapeur d’eau (figure 2). C’est ce constituant qui détermine l’absorption la plus importante dans l’infrarouge ; d’autres gaz, comme le dioxyde de carbone et les gaz à « effet de serre », interviennent avec moins d’intensité.

Nous constatons l’existence d’un certain nombre d’intervalles transparents, les fenêtres de transmission : ce sont des bandes spectrales à l’intérieur desquelles l’absorption est très faible. Ces fenêtres sont situées aux intervalles de longueurs d’onde :

• 0,4 à 1,0 µm : bande visible ;

• 1,2 à 2,5 µm : bande IR I ;

• 3,0 à 5,0 µm : bande IR II ;

• 8,0 à 14,0 µm : bande IR III.

Cette dernière fenêtre présente une grande importance, car elle correspond, on l’a vu, aux longueurs d’onde du maximum d’émission thermique du corps noir à la température ambiante. C’est donc ici que devront fonctionner les systèmes destinés à détecter les objets par leur émission propre. Il est souvent intéressant d’utiliser aussi la fenêtre 3 à 5 µm (IR II) pour la mise en évidence de corps plus chauds.