Le principe de l’intensification de lumière
Comme son nom l’indique, l’intensification de lumière utilise et amplifie la lumière résiduelle existante pour recréer une image exploitable par l’œil humain, dans des conditions lumineuses faibles.
Ce postulat casse un mythe auquel beaucoup de personnes croient avant de se lancer dans la vision nocturne "On peut voir dans le noir".
En effet, on peut voir dans l'obscurité avec un appareil de vision nocturne, mais pas dans le noir absolu, tout simplement parce que si le tube, quel qu'il soit, n’a aucune lumière résiduelle à amplifier, il ne pourra rien restituer.
Revenons aux principes de fonctionnement d’un tube. Comme nous le montre l’image ci-dessous on retrouve les trois éléments qui composent un tube (en dehors de l’alimentation électrique du tube non représentée ici) : La Photocathode, La MicroChannel Plate (MCP) et l’écran au phosphore.
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L’amplification de l’image s’effectue alors en 3 étapes :
Etape 1 : La lumière résiduelle est captée sous forme de photons (particules lumineuses) par la photocathode et transformée en électrons (particules électriques).
Etape 2 : Les électrons passent dans la MCP et sont multipliés (par un facteur qui dépend du tube) par passage dans des micro-canaux qui constituent la MCP.
Etape 3 : Les électrons une fois multipliés vont frapper l’écran de phosphore (qui peut être vert ou blanc) qui va alors générer des photons (de la lumière donc) qui représente l’image exacte de ce que le tube observe, et qui est cette fois-ci exploitable par l’œil humain.
L’histoire de la vision nocturne
La technologie d’intensification de la lumière est née pour des besoins militaires lors de la Seconde Guerre Mondiale et s'est développée dans les années 60 avec l’arrivée de la génération 1 de tubes intensificateurs de lumière (que nous appellerons dans la suite « tube »).
Il faudra attendre les années 70 pour qu'apparaissent les tubes de deuxième génération. La génération 3 arrivera dans les années 80, principalement aux états Unis.
Tous ces tubes étaient principalement utilisés d’abord par les forces armées pour la navigation de nuit dans les chars ou hélicoptères qui intégraient des périscopes avec des modes de vision nocturne.
Les différentes générations
La Gen0
Développée au cours de la Seconde Guerre Mondiale et peu utilisée, cette génération n'a jamais été définie officiellement car elle et ne fonctionnait pas par amplification de lumière.
Les appareils conçus sous gen 0 étaient simplement des lunettes sensibles à la lumière proche de l’infrarouge. Ils nécessitaient donc en permanence un apport lumineux infrarouge (IR) pour fonctionner, ce qui veut dire un équipement conséquent (Gros module d’alimentation, gros phare infrarouge, et grosse lunette) comme on peut le voir sur la photo ci-dessous.
La Gen1 (durée de vie 1000 heures)
La première génération à utiliser le principe d’amplification de la lumière pour fonctionner et par conséquent ne nécessitant pas tout le temps l’utilisation d’une source lumineuse IR. Les appareils de cette génération sont passifs et ont dans la majorité des cas un centre de l’image net et une vision périphérique déformée.
Aujourd’hui toujours disponible, cette génération à beaucoup évoluée et s’est modernisé notamment avec l’arrivée des Gen1 Core (marque déposée Armasight), qui permet d’avoir une meilleure résolution et une diminution de la déformation périphérique.
La Gen2 - durée de vie de 2000 heures à 5000 heures
La gen2 apporte un changement majeur en terme de technologie en utilisant une "Micro Channel Plate" pour augmenter de manière significative le gain des tubes (voir plus bas le rôle de cette MCP).
En plus de cela, elle s'affranchit de la distorsion optique des Gen1 et reproduit une image parfaitement fidèle.
La désignation Gen2+ : est une désignation commerciale, indiquera souvent des tubes avec une photocathode S20 ou S25 “extended red” qui permettent une meilleure utilisation sous un ciel étoilé.
Attention sans cette mention spécifique sur une fiche technique, le tube n’aura pas les performances attendues de ce qu’on considère comme une Gen2+.
Super Second Gen (SSG) - durée de vie 15000 heures : appelé aussi SHP hypergen supergen, désigne des tubes de deuxième génération avec une photocathode à très forte sensibilité. Ces tubes haut de gamme concurrencent directement les derniers tubes de troisième générations et utilisé entre autre aujourd'hui par l’armée française.
Exemple de la vue depuis un tube SSG (tube Echo de Photonis).
La Gen3 - durée de vie 15000 heures
Utilisant la même architecture et principe de fonctionnement que les tubes de génération 2, la Gen 3 se différencie de la génération 2 par l’utilisation d’une photocathode (le capteur physique de lumière) en Arsenide de Gallium (GaAs).
Cette photocathode a permis aux premières Gen3 de se démarquer par rapport à la Gen2 de par sa sensibilité et son gain plus élevé mais a un impact négatif dans certaines conditions en créant un Halo lumineux autour d’une source intense de lumière, empêchant de voir ce qu’il y a derrière cette source lumineuse.
La Gen4 : Est une génération qui n'est pas encore réellement définie. Il s'agit de tube de 3eme génération n’ayant plus de film de barrière aux ions positif. Le groupe L3 (anciennement Litton) est précurseur dans ce domaine, mais il n’est pas certain que les tubes aient une durée de vie suffisantes pour répondre aux spécifications de la gen4.