Le spectre électromagnétique

Le spectre électromagnétique s'étend des courtes longueurs d'onde (dont font partie les rayons gamma et les rayons X) aux grandes longueurs d'onde (micro-ondes et ondes radio). La télédétection utilise plusieurs régions du spectre électromagnétique.

Spectre électromagnétique
[Version textuelle - figure 1]

Les plus petites longueurs d'onde utilisées pour la télédétection se situent dans l'ultraviolet. Ce rayonnement se situe au-delà du violet de la partie du spectre visible. Certains matériaux de la surface terrestre, surtout des roches et minéraux, entrent en fluorescence ou émettent de la lumière visible quand ils sont illuminés par un rayonnement ultraviolet.

Ultraviolet (UV)
[Version Textuelle - figure 2]

La lumière que nos yeux (nos tout premiers "capteurs de télédétection") peuvent déceler se trouve dans ce qui s'appelle le "spectre visible". Il est important de constater que le spectre visible représente un bien petite partie de l'ensemble du spectre. Une grande partie du rayonnement électromagnétique qui nous entoure est invisible à l'oeil nu, mais il peut cependant être capté par d'autres dispositifs de télédétection. Les longueurs d'onde visibles s'étendent de 0,4 à 0,7 µm. La couleur qui possède la plus grande longueur d'onde est le rouge, alors que le violet a la plus courte. Les longueurs d'onde du spectre visible que nous percevons comme des couleurs communes sont énumérées ci-dessous. Il est important de noter que c'est la seule portion du spectre que nous pouvons associer à la notion de couleurs.

Spectre visible
[Version Textuelle - figure 3]

Couleurs : longueur d'onde

Violet: 04 - 0,446 µm
Bleu: 0,446 - 0,500 µm
Vert: 0,500 - 0,578 µm
Jaune: 0,578 - 0,592 µm
Orange: 0,592 - 0,620 µm
Rouge: 0,620 - 0,7 µm

SpectreLe bleu, le vert et le rouge sont les couleurs (ou les longueurs d'onde) primaires du spectre visible. Une couleur primaire ne peut être créée par deux autres couleurs, mais toutes les autres couleurs peuvent être créées en combinant les couleurs primaires. Même si nous voyons la lumière du Soleil comme ayant une couleur uniforme ou homogène, en réalité, elle est composée d'une variété de longueurs d'onde dans les parties de l'ultraviolet, du visible, et de l'infrarouge du spectre. La portion visible de ce rayonnement se décompose en ses couleurs composantes lorsqu'elle traverse un prisme. Le prisme réfracte la lumière de façon différente en fonction de la longueur d'onde.

Infrarouge
[Version Textuelle - figure 4]

Examinons maintenant la partie de l'infrarouge (IR) du spectre. L'infrarouge s'étend approximativement de 0,7 à 100 µm, ce qui est un intervalle environ 100 fois plus large que le spectre visible. L'infrarouge se divise en deux catégories: IR réfléchi et IR émis ou thermique. Le rayonnement dans la région de l'infrarouge réfléchi est utilisé en télédétection de la même façon que le rayonnement visible. L'infrarouge réfléchi s'étend approximativement de 0,7 à 3 µm. L'infrarouge thermique est très différent du spectre visible et de l'infrarouge réfléchi. Cette énergie est essentiellement le rayonnement qui est émis sous forme de chaleur par la surface de la Terre et s'étend approximativement de 3 à 100 µm.

Hyperfréquences
[Version Textuelle - figure 5]

Depuis quelques temps, la région des hyperfréquences suscite beaucoup d'intérêt en télédétection. Cette région comprend les plus grandes longueurs d'onde utilisées en télédétection et s'étend approximativement de 1 mm à 1 m. Les longueurs d'onde les plus courtes possèdent des propriétés semblables à celles de l'infrarouge thermique, tandis que les longueurs d'onde les plus grandes ressemblent aux ondes radio. La nature particulière des hyperfréquences et l'importance qu'elles revêtent pour la télédétection au Canada, nous ont incités à leur consacrer un chapitre entier du présent cours.

Le saviez-vous?

La teinte et la saturation

La « teinte » et la « saturation » sont deux caractéristiques indépendantes de la couleur. La « teinte » réfère à la longueur d'onde de la lumière, ce que nous appelons habituellement la couleur. La « saturation » est une mesure de la pureté de la couleur et indique la quantité de blanc mélangée à la couleur. Par exemple, la couleur « rose » peut être considérée comme de la couleur « rouge » qui n'est pas saturée.

Question éclair

La partie infrarouge du spectre électromagnétique est divisée en une partie dite de réflexion et une partie d'émission. Est-il possible de prendre des photographies dans ces longueurs d'ondes?     La réponse est ...

 

Question éclair - réponse

Oui et non ! Il existe des pellicules noir et blanc et des pellicules couleurs qui sont sensibles à la partie réfléchie de la partie infrarouge du spectre. Ces pellicules sont utilisées à des fins de recherche scientifique et aussi pour la photographie artistique. Toutefois, il n'existe aucune pellicule permettant d'enregistrer la partie émise du rayonnement infrarouge (la chaleur). Si elles étaient disponibles, ces pellicules devraient être conservées en permanence à des températures très basses, ce qui ne serait pas très pratique. Heureusement, il existe de nombreux appareils électroniques qui permettent de détecter et d'enregistrer des images de la partie émise du rayonnement électromagnétique.