Figure 1. Un chien vu dans le spectre infrarouge.

Le rayonnement infrarouge (IR) est un type d’énergie radiante, avec des longueurs d’onde plus grandes que la lumière visible que les humains peuvent voir, mais des longueurs d’onde plus courtes que les ondes radio. Sa gamme s’étend d’assez petites longueurs d’onde proches de la couleur rouge, 700×10-9 m, à près d’un millimètre, 3×10-4 m.

Effet des IR

Même si le rayonnement infrarouge ne peut pas être vu par l’œil humain, il peut certainement être ressenti. L’énergie infrarouge est ressentie comme de la chaleur car elle interagit avec les molécules en les excitant, ce qui les fait se déplacer plus rapidement, ce qui augmente la température interne de l’objet absorbant l’énergie infrarouge. Bien que toutes les longueurs d’onde de l’énergie rayonnante chauffent les surfaces qui les absorbent, le rayonnement infrarouge est plus courant dans la vie quotidienne en raison des objets « ordinaires » qui l’émettent sous forme de chaleur rayonnante (voir le rayonnement du corps noir et la loi de Wien pour plus d’informations à ce sujet). Par exemple, les humains à une température de 37°C émettent la plupart de leur chaleur rayonnante dans le domaine infrarouge, comme on peut le voir sur la figure 1.

Figure 2. Le dioxyde de carbone est capable d’interagir avec le rayonnement infrarouge, ce qui entraîne un déséquilibre du rayonnement entrant et sortant de l’atmosphère.

Environ 50% de l’énergie du Soleil sur la Terre est sous forme d’infrarouge, donc l’équilibre de ce rayonnement dans l’atmosphère est crucial pour garder une température et un climat stables. Le dioxyde de carbone présent dans l’atmosphère produit un effet de serre, car le CO2 est capable d’absorber et de réémettre le rayonnement infrarouge, comme le montre la figure 2, contrairement aux gaz qui composent la majeure partie de l’atmosphère (oxygène moléculaire, O2, environ 21 % et azote, N2, environ 78 %). Cet effet de serre est nécessaire pour assurer des températures vivables sur la Terre, mais l’augmentation du niveau des gaz à effet de serre contribue à un réchauffement instable de la Terre, ce qui est très préoccupant. Pour en savoir plus sur ce déséquilibre, cliquez ici.

Comme le spectre infrarouge est de plus faible énergie que la lumière visible, cela limite la quantité d’énergie solaire qui peut être exploitée avec des cellules photovoltaïques standard.

Utilisation des IR

Figure 3. La vision nocturne transforme le rayonnement infrarouge émis par les objets en lumière visible, perceptible par l’œil humain.

Le rayonnement infrarouge a de nombreuses applications, dont certaines sont :

• Chauffage (cuisine, saunas, industriel)
• Vision nocturne (lunettes, caméras)
• Imagerie (biologique, minérale, défense, astronomie)
• Climatologie et météorologie

Pour plus de lecture

• Rayonnement électromagnétique
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