Publié par : Claude Marchis | 29 août 2012

La photographie au trillionième de seconde

 Publié dans Tarn Libre du 24 aout 2012

La capacité à vouloir faire évoluer le monde est une des qualités principales de l’Homme, ce qui le distingue de l’animal. Surmontant les difficultés, les déviations au cours de son histoire qui faillirent écrouler tant de fois son œuvre, chacun, travailleurs, étudiants, penseurs, ceux qui attendent un emploi, apportent leur savoir-faire et leur savoir-être à l’édifice d’un monde meilleur. Dans ce fourmillement besogneux et inlassable une large part est réservée à ceux qui ont pour tâche de découvrir, à ces scientifiques dont le talent ouvre de nouveaux espaces de progrès techniques. L’époque du chercheur individuel travaillant chez lui dans son laboratoire personnel est révolue. De nos jours, on le trouve à la tête d’une équipe de scientifiques et de techniciens, au sein des laboratoires industriels ou universitaires de grande renommée dont les listes des projets témoignent d’une activité intense.

Bien que peu relayée par les média, l’une de ces recherches, menée par Ramesh Raskar et son équipe du Media Laboratoire de l’institut de technologie du Massachusetts, suscita l’enthousiasme de la communauté scientifique. Il s’agit de la « Femto Photography ». Celle-ci utilise des techniques de prises de vue excessivement rapides et des algorithmes sophistiqués de construction de l’image. Tout amateur de photographie connait le temps d’exposition d’un cliché, ce laps de temps qui permet à l’image de s’imprégner sur la pellicule ou de constituer une image numérique. Les progrès en ce domaine ont fait que du 1/100 de seconde, on est passé au 1/1000 pour capter des personnages ou des objets mobiles comme l’athlète en train de sauter ou une automobile négociant un virage. Puis, en 1964, une photo de Doc Edgerton prise au millionième de seconde montre une balle de fusil traversant une pomme.

Au millionnième de seconde ( Edgerton)

L’appareil que propose Ramesh Raskar ne permettra pas des instantanés au millionième, ni au milliardième mais au trillionième, soit à 1000 milliardièmes de seconde. Lors de sa conférence en mars 2012, une vidéo montrant la lumière qui se déplace à 3600 km par seconde fit une énorme sensation. Pour cela il projeta un film montrant un rayon laser intermittent traversant une bouteille en plastique. Le film est constitué de photos prises au trillionième. Ralenti 10 milliards de fois, nous voyons alors les traits de lumière traverser lentement la bouteille laissant des paquets de photons, ces particules qui composent la lumière, se dispersant après avoir rebondi contre la paroi. La lumière en mouvement prise en photo !

Photographier dans les coins

Nous faisons l’expérience des rebonds de paquets de lumière tous les jours. En effet, nous percevons la lumièrequi réfléchit contre un mur ou contre un objet situé dans notre champ de vision. Ramesh utilise ce phénomène de rebond dans son invention inédite qu’est la « photographie dans les coins ». Certes la finalité de cette expérience est quelque peu lointaine des préoccupations artistiques de Donatien Rousseau qui fait habituellement l’hommage de la photo dans nos colonnes. Supposons un mannequin caché dans une pièce d’un immeuble. On envoie un rayon laser par une des ouvertures. Les photons rebondissent sur le mur du fond et se dispersent comme un bouquet de feu d’artifice. Certains vont toucher le mannequin caché, rebondir vers le mur puis vers l’appareil fonctionnant au trillionième de seconde.

Au trillionième de seconde : capture des photons

A ce stade, l’enregistrement des photons dans l’appareil ne donne pas une image qui permette d’identifier le mannequin. Il faut recourir aux mathématiques. Un calculateur intégré opérant à la vitesse de l’ordre de la femto-seconde (un millième de trillionième), parviendra à reconstruire une image acceptable grâce à un algorithme sophistiqué. Ce n’est pas de la science-fiction, cela été réalisé en laboratoire.

Des applications à partir de cette découverte pourraient être développées au profit de la sécurité et la surveillance notamment pour l’exploration d’endroits inaccessibles comme un immeuble en feu. Elle appportera sa contribution également au développement de l’imagerie médicale, sans rayons X, pour les actes de bronchoscopies, coloscopie ou cardioscopie. Peut-être aurons-nous bientôt des systèmes embarqués dans nos voitures nous prévénant du risque de collision en virage ou aux carrefours?

La découverte du MIT Media Lab fut très appréciée et applaudie par la communauté scientifique non seulement pour les innovations techniques qu’elle promet mais aussi pour la qualité de communication de ce savant des temps modernes, né en Inde,. Un moment extraordinaire à savourer en se connectant sur l’internet et en composant « Imaging a trillion frames per second » sur son moteur de recherche préféré.

Claude Marchis

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