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La détection infrarouge s'affranchit du refroidissement

A. C.
Les détecteurs infrarouges trouvent de plus en plus d'applications dans les appareils grand public. Cela est possible grâce au perfectionnement des bolomètres, qui fonctionnent sans avoir besoin d'être refroidis.

L'INNOVATION

Les bolomètres sont des récepteurs thermiques mettant la détection infrarouge à la portée d'applications grand public. Capteurs de rayonnement infrarouge émis par tout objet en fonction de sa chaleur, ils peuvent être utilisés en thermographie pour détecter une surchauffe dans une installation électrique ou analyser l'isolation thermique d'un bâtiment. On en trouve même dans certaines voitures haut de gamme, pour alerter le conducteur d'un éventuel danger invisible de nuit ou en cas de brouillard.

- Issus du militaire, ces détecteurs sont constitués d'une matrice de pixels. Chaque pixel est une membrane sensible à l'énergie du rayonnement infrarouge. Un thermomètre, relié à chacune d'entre elles, en mesure l'échauffement. La matrice forme ainsi une image. Depuis la création de cette technique, dans les années 80, les détecteurs n'ont cessé de gagner en taille et en précision.

LES AVANTAGES

Leur atout principal est de ne pas nécessiter de système de refroidissement, au contraire des capteurs infrarouges à base de diodes utilisés dans le militaire. Les diodes produisent un courant par effet photoélectrique en détectant les photons du rayonnement infrarouge. Ce système est environ vingt fois plus sensible que la détection thermique, mais doit être refroidi jusqu'à 100 K afin de limiter les signaux parasites. Moins complexes, les bolomètres sont moins chers à fabriquer et consomment moins d'énergie. Ils sont donc plus indiqués pour les applications grand public.

LES DÉFIS À RELEVER

L'axe principal de recherche sur les bolomètres est la réduction de la taille des pixels, afin d'obtenir des capteurs plus petits, ou, à taille équivalente, des images de meilleure résolution. Les pixels, de 50 micromètres à l'origine, mesurent aujourd'hui 17 micromètres. La prochaine génération n'en fera plus que 12. Pour rendre cela possible, les chercheurs doivent améliorer le procédé de fabrication des capsules de vide recouvrant les pixels pour les isoler thermiquement. Le dégazage, inévitable, est d'autant plus gênant que ces boîtes sont petites : une faible quantité de gaz dans une capsule suffirait à rendre un pixel inopérant. Il est donc nécessaire d'obtenir des surfaces plus propres pour mieux les sceller, et garantir au produit une durée de vie d'une quinzaine d'années. Autre aspect des travaux : l'intelligence associée aux capteurs. Le but est d'adapter en direct le fonctionnement des pixels au signal reçu, pour éviter la saturation de l'image.

LES PIONNIERS

Ulis, filiale de Sofradir, en est le principal fabricant en France. Il concurrence l'américain Flir Systems. Le CEA-Leti est présent sur le sujet en recherche. Il prévoit un démonstrateur doté de pixels de 12 micromètres à la fin 2011.

COMMERCIALISATION

2012 - 2013

vous lisez un article d'Industries & Technologies N°0933

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