Des chercheurs de l’Institut national de la recherche scientifique de Montréal (INRS) viennent de publier une étude détaillant une nouvelle méthode de dissimulation optique, permettant de rendre un objet pratiquement invisible.

Leur dispositif a fait l’objet d’une publication dans le OSA Publishing, et il porte le nom de « cape d’invisibilité spectrale ». La première technologie du genre à baser son fonctionnement sur la manipulation de la couleur (ou la fréquence) des ondes lumineuses interagissant avec un objet. C’est cette manipulation qui permettrait de rendre l’objet invisible.

Le spectre électromagnétique est la description de l’ensemble des rayonnements électromagnétiques classés par fréquence, longueur d’onde ou énergie. Il s’étend de zéro à l’infini (théoriquement) en fréquence ou en longueur d’onde. Par exemple, les rayons gamma, les rayons X et les radars se situent tous quelque part sur ce spectre.

domaines spectre electromagnetique

Les domaines du spectre électromagnétique, en partant des rayons gamma (tout à gauche) en passant par le spectre visible (au milieu), jusqu’aux ondes radioélectriques TLF (tout à droite). Crédits : Wikimedia

« Notre travail représente une percée dans la quête de l’invisibilité », a déclaré l’auteur principal de l’étude, José Azaña, dans un communiqué de presse.

Nos yeux ne perçoivent qu’une petite gamme de fréquences du spectre électromagnétique. Il s’agit de la lumière visible, ou spectre visible. En effet, nous ne pouvons par exemple pas distinguer les rayons X. Le spectre visible n’est autre que la plage de longueurs d’ondes que nous percevons comme des couleurs, avec le violet à une extrémité et le rouge à l’autre. Certaines sources lumineuses (artificielles ou naturelles) contiennent plus d’une fréquence spécifique : on les appelles « sources à large bande ». La lumière du Soleil en est un très bon exemple.

Quand nous regardons quelque chose, ce que nous percevons réellement n’est autre que l’interaction de ces fréquences lumineuses avec l’objet. Lorsque la lumière du Soleil atteint un objet coloré, celui-ci reflète alors la fréquence de la lumière de sa couleur, tandis que toutes les autres fréquences de couleur passent simplement « à travers » l’objet. Nos yeux détectent la lumière réfléchie comme étant la véritable couleur de l’objet.

C’est cette interaction avec l’objet que le dispositif de camouflage développé par les chercheurs de l’INRS exploite.

« Nous avons rendu un objet cible totalement invisible à l’observation sous un éclairage large bande réaliste en propageant l’onde d’éclairage à travers l’objet sans distorsion détectable, exactement comme si l’objet n’était pas présent », a déclaré Azaña.

Pour rendre cet objet « invisible » à l’œil humain, les chercheurs utilisent un filtre spécialement conçu pour décaler temporairement les fréquences. Par exemple, pour un objet vert, les longueurs d’onde correspondant au vert au sein du spectre sont converties en longueurs d’ondes correspondant à une autre couleur grâce à un filtre. Cela a pour effet de rendre l’objet invisible à l’oeil humain.

Une fois que la lumière a traversé l’objet, le système restaure ensuite la lumière émise à son état d’origine. Ainsi, l’interférence causée n’est pas détectée.

Le dispositif possède deux principaux composants. Chacun de ces composants fonctionne en forçant en premier lieu les fréquences lumineuses à se déplacer à des vitesses différentes, puis en décalant la fréquence spécifique lorsque la lumière traverse l’objet. L’un de ces deux composants est placé devant l’objet et l’autre à l’arrière.

Lors d’un essai, les chercheurs ont utilisé le système pour rendre invisible un filtre optique lorsqu’il était éclairé par un faisceau de lumière laser. Un filtre optique a pour rôle de refléter certaines couleurs tout en en laissant passer d’autres. Résultat : le filtre optique a été rendu complètement invisible sous la lumière laser.

« La solution que nous proposons résout le problème de l’interférence en permettant à l’onde de se propager à travers l’objet cible, plutôt qu’autour de ce dernier, tout en évitant une interaction entre l’onde et l’objet », explique Luis Romero Cortes, un des chercheurs de l’étude.

Actuellement, le dispositif de camouflage réalisé par les chercheurs de l’INRS ne fonctionne que pour une seule direction (angle). Le regard de l’observateur doit se trouver sur la même ligne que la lumière émise, en regardant vers l’objet à travers le premier filtre. Cependant, Azaña prétend que la technique pourrait théoriquement rendre un objet invisible sous tous les angles.

Pour l’instant, le dispositif pourrait aider à sécuriser les télécommunications, qui exploitent des ondes à large bande pour transférer des données. Les compagnies de télécommunication pourraient rendre certaines fréquences le long de leurs réseaux de fibre optique « invisibles », empêchant d’éventuels espions d’intercepter les communications.

Il est donc encore trop tôt pour envisager de porter une cape d’invisibilité dans le but de jouer au super héros, ou pour quelconque autre but qui soit bon ou mauvais. Par contre, cette nouvelle technologie représente un pas de géant dans ce domaine, et nous pourrions bien être surpris de l’arrivée d’une véritable cape d’invisibilité d’ici quelques années ou décennies. Mais d’ici là, la technologie permettra de sécuriser davantage les télécommunications, ce qui est déjà un très bon début.

Source : OSA

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