Voir les couleurs invisibles à l’œil grâce à une technologie de l’Université de Tel-Aviv

Une technologie révolutionnaire développée par les Dr. Michael Mrejen et Assaf Lebanon, le Prof. Haim Suchowski et le doctorant Yoni Erlich, du Département de physique de la matière condensée de la Faculté des sciences exactes de l’Université de Tel-Aviv va permettre d’identifier au moyen d’une caméra « normale » des couleurs que l’œil humain n’est pas capable de percevoir. Selon les chercheurs, la nouvelle méthode permettra notamment de photographier des gaz tels que l'hydrogène, le carbone et le sodium, possédant chacun une couleur spécifique, et d’aider à identifier les cellules cancéreuses. Elle sera en outre applicable à toute une gamme de domaines, des jeux vidéo aux satellites de télédétection, en passant par l’industrie de la sécurité.

CouleursLes résultats de l'étude ont été récemment publiés dans la revue Laser & Photonics Reviews .

La couleur d'une image revêt une grande importance, car de nombreux matériaux ont une signature de couleur unique notamment dans la gamme infrarouge. Ainsi, par exemple, les cellules cancéreuses présentent une concentration plus élevée de molécules d'un certain type. « L'œil humain capte des photons à des longueurs d'onde comprises entre 400 nanomètres pour la couleur bleue et 700 nanomètres pour la couleur rouge », explique le Dr. Mrejen. « Mais celles-ci ne constituent qu'une infime partie du spectre électromagnétique, qui recouvre également les ondes radio, les micro-ondes, les rayons X etc. Par exemple, en dessous de 400 nanomètres, on trouve le rayonnement ultraviolet, ou UV, et au-dessus de 700 nanomètres, le rayonnement ‘en-dessous du rouge’, ou infrarouge, lui-même divisé en infrarouge proche, moyen et lointain. Dans chacun de ces segments du spectre électromagnétique, il existe une grande quantité de couleurs qui échappent à la vue ».

Voir dans l'infra-rouge

Or, les technologies de détection infrarouge existantes sont coûteuses et surtout ont de la difficulté à refléter ces « couleurs ». Aussi en imagerie médicale, des expériences ont été réalisées pour convertir des images infrarouges en lumière visible notamment pour identifier les cellules cancéreuses selon les molécules. À ce jour, cette conversion se faisait couleur après couleur, ce qui nécessitait des caméras sophistiquées et très coûteuses, qui par ailleurs n'étaient pas facilement accessibles au public dans la vie de tous les jours.

Dans la présente étude, les chercheurs ont pu développer une technologie peu coûteuse et efficace qui se fixe sur une caméra standard et permet en fait pour la première fois de convertir d'un seul coup les photons de l'ensemble du domaine infrarouge moyen vers le domaine de la lumière visible, à des fréquences que l'homme peut capter. La nouvelle technologie permettra la vision et la photographie de couleurs que l'œil humain ne perçoit pas. Entre autres, elle permettra de photographier différentes substances biologiques présentes dans la nature mais non visibles à l'œil nu, comme des gaz tels que l'hydrogène, le carbone et le sodium, possédant chacun une couleur spécifique. Elle pourra en outre être appliquée dans de nombreux domaines de la vie quotidienne tels que les jeux et la photographie, et dans des industries importantes comme celles de la sécurité, la médecine et même pour les satellites de télédétection dans l'espace.

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L'empreinte digitale des matériaux

« Dans le domaine de l'infrarouge, il existe des informations sans équivoque sur les matériaux existant, en particulier les molécules organiques », explique à son tour le Prof. Suchowski. « Cela signifie que les différents matériaux ont une ‘empreinte digitale’ colorée qui leur est propre. Nous, les humains, voyons entre le rouge et le bleu. Si nous pouvions voir dans le domaine de l'infrarouge, nous verrions que des éléments comme l'hydrogène, le carbone et le sodium ont une couleur spécifique. Un satellite environnemental qui prendrait des photos dans l'infrarouge pourrait distinguer les polluants émis par les cheminées, et un satellite d'espionnage verrait où sont cachés les explosifs ou l'uranium. De plus, comme chaque objet émet de la chaleur dans le domaine de l'infrarouge, toutes ces informations sont visibles également la nuit ».

Après avoir déposé un brevet pour leur invention, les chercheurs développent à présent leur technologie grâce à une subvention du projet Kamin de l'Autorité israélienne pour l'Innovation, et un certain nombre d'entreprises israéliennes et internationales ont déjà manifesté leur intérêt. « A l'avenir, nous pourrons proposer toute une gamme de services basés sur la lentille que nous avons développée pour un coût de plusieurs centaines de dollars, et elle pourra également être facilement installée sur un téléphone portable. De cette façon, l'utilisateur pourra voir de nuit des couleurs qu'il ne connaissait pas auparavant et être exposé à de nouvelles richesses d'informations », conclut le Prof. Suchowski.

 

Photos 1 et 2 :

Voir de nouvelles couleurs. La technologie qui va changer la manière dont nous voyons le monde (Visualisation: Université de Tel Aviv).

 

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