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Auteur(s)
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Jean-Louis MEYZONNETTE : Ingénieur de l’École Supérieure d’Optique - Professeur à l’École Supérieure d’Optique
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Lire l’articleINTRODUCTION
Cet article a pour objet de présenter les procédures les[nbsp ]plus couramment utilisées pour concevoir un système optronique et évaluer ses caractéristiques.
Pour cela, on rappelle tout d’abord le problème général de la détection de signaux, que l’on trouve non seulement en optique, mais aussi dans beaucoup d’autres domaines tels que le radar, les télécommunications et les transmissions, la mesure automatique, la reconnaissance de forme, etc. Le paragraphe 2 illustre qualitativement le problème de la détection optique par l’exemple classique de l’observation d’une scène.
En fonction du traitement de signal, on distingue deux classes de systèmes optroniques : d’une part, les systèmes dits « à détection automatique » c’est-à-dire sans aucune intervention humaine dans le fonctionnement de l’appareil, et, d’autre part, les systèmes dits à visualisation, dans lesquels un opérateur intervient et observe un écran.
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2. Exemple : observation d’une scène
Pour illustrer les idées générales précédentes, en particulier sur la notion de signal optique, considérons de façon plus ou moins qualitative le cas, courant en optronique, de l’imagerie ou de l’observation d’une scène, qui peut être représentatif d’une des situations ci-après :
-
imagerie télévision ou infrarouge, avec observation sur moniteur ;
-
système d’observation de la terre depuis un satellite (spot)…
Dans chaque cas, la scène est caractérisée par un ensemble d’objets, parmi lesquels celui (ou ceux) que l’on cherche à détecter (à reconnaître,…), les fonds sur lesquels apparaissent ces objets, les sources qui éclairent la scène (soleil, ciel…), le ou les milieux de propagation, etc.
Le calcul du rayonnement des sources et des objets peut se faire au niveau de chaque émetteur grâce aux résultats de la radiométrie, par exemple au moyen de la décomposition, en émission propre et réflexion de l’éclairement ambiant. À partir de là, il convient de tenir compte des propriétés du milieu de propagation tel que l’atmosphère qui, sur des distances d’observation importantes, joue plusieurs rôles perturbateurs sur la performance du système optique :
-
atténuation du rayonnement utile recherché, par absorption et diffusion des photons par les atomes, molécules et particules (aérosols) en suspension ;
-
émission de rayonnements parasites par diffusion de la lumière ambiante et émission propre par ces mêmes molécules et particules ;
-
dans certains cas, déformation des rayons vis-à-vis de la propagation rectiligne de la lumière, à cause des inhomogénéités d’indices rencontrés (influence de la turbulence, citée ici pour mémoire).
Ainsi, tout système optronique destiné à l’observation d’une scène au travers de l’atmosphère perçoit, le long de chaque direction observée, une luminance apparente de scène (c’est-à-dire mesurée au niveau de sa pupille), qui est généralement la superposition de plusieurs termes et en particulier (figure 1)
-
la luminance apparente L u du rayonnement à détecter (rayonnement « utile » ou de signal) ;
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la...
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