Grande Encyclopédie Larousse 1971-1976Éd. 1971-1976
P

photo-interprétation (suite)

 American Society of Photogrammetry, Manual of Photographic Interpretation (Washington, 1960) ; Manual of Color Aerial Photography (Falls Church, Virginie, 1968). / R. Chevallier, Photographie aérienne. Panorama intertechnique (Gauthier-Villars, 1965). / Manuel de photointerprétation (Technip, 1970). / La Télédétection des ressources naturelles (Centre national d’études spatiales, 1971).

photométrie

Partie de l’optique qui s’occupe de la mesure des quantités de lumière.



Source, rayonnements, récepteurs

Une expérience d’optique peut être représentée par la figure 1. Une source S émet des radiations ; une succession de milieux transparents transmet l’énergie et est agencée pour que cette énergie soit focalisée sur un détecteur de radiations D. La source S transforme en énergie électromagnétique l’énergie qui lui est fournie sous une forme différente : énergie électrique, thermique, chimique, etc. De même, le détecteur transforme l’énergie électromagnétique en une autre forme d’énergie utilisable pour faire des mesures : signal électrique aux bornes d’une cellule photo-électrique, influx nerveux à la sortie de la rétine... La photométrie étudie l’aspect quantitatif du transfert d’énergie.


Flux énergétique du rayonnement

Le faisceau d’ondes électromagnétiques issu d’une source ΔS, émis dans un cône limité par un diaphragme p est caractérisé par la quantité d’énergie qu’il transporte (fig. 2). Cette quantité mesurée par unité de temps est exprimée en watts. Par exemple, le Soleil au zénith envoie, par temps clair, un flux de 10 000 kilowatts environ.

La mesure la plus simple consiste à dégrader en chaleur l’énergie transportée par le faisceau.


Courbes spectrales d’énergie d’une source

Dans ce qui précède, nous avons considéré l’énergie totale transportée par le rayonnement sans établir de distinction entre les radiations simples qui le composent.


Rayonnement à spectre discontinu

La source émet un nombre fini de radiations quasi monochromatiques. L’énergie est répartie dans des régions étroites du spectre, et l’étude de l’énergie émise par la source se traduit par l’énumération des raies, éventuellement leur largeur à mi-hauteur, et le flux transporté par chacune de ces raies (fig. 3).


Rayonnement à spectre continu

La source émet un rayonnement continu entre les longueurs d’onde λ1 et λ2. L’analyse spectrale du flux émis par cette source est effectuée de la façon suivante : on mesure le flux d’énergie ΔF compris entre les longueurs d’onde λ et λ + Δλ ; on garde à Δλ une mesure petite, mais constante : on obtient une mesure de l’énergie ΔF émise par intervalle Δλ de longueur d’onde. La courbe est la courbe de répartition spectrale du flux (fig. 4).

Son aire est égale au flux transporté par le faisceau


Courbe de sensibilité spectrale des récepteurs

Un récepteur est non sélectif si, à un flux énergétique égal, il réagit de la même manière, quelle que soit la longueur d’onde du rayonnement considéré. Dans les cas les plus fréquents, il n’en est pas ainsi. À une énergie ΔW constante comprise entre les longueurs d’onde λ et λ + Δλ, le récepteur fait correspondre une réponse ΔR variable avec la longueur d’onde λ. La courbe est la source de réponse spectrale du détecteur (fig. 5).

Le détecteur considéré est aveugle pour les radiations de longueurs d’onde inférieures à λ1 et supérieures à λ2. La réponse au flux total est représentée par l’aire de la courbe

En prenant pour unité la valeur du maximum de la courbe précédente, on trace une nouvelle courbe représentant le facteur de visibilité relative V(λ) du détecteur ; sur la figure 6 est représenté le facteur de visibilité relative de l’œil.


Le problème de la photométrie

Pour effectuer des mesures photométriques, on est, par exemple, amené à établir l’égalité de deux flux lumineux, ou à mesurer la valeur de leur rapport à l’aide d’un détecteur de radiations. Ces opérations ne posent aucun problème si le détecteur n’est pas sélectif (calorimètre, thermopile). Comparons les flux émis par deux sources A et B à l’aide d’un détecteur sélectif (œil, émulsion photographique, etc.).

Une source émet entre les longueurs d’onde λi et λj.

Ei(λ) est sa courbe d’émission spectrale. Le flux total émis est

La réponse R d’un détecteur est caractérisée par une courbe de réponse spectrale

Le flux émis dans la bande dλ est E(λ) dλ, la réponse donnée par le détecteur est et la réponse au flux total est

Comparons les flux émis par la source A, qui émet entre λ1 et λ2,

et le flux émis entre les longueurs d’onde et par la source B,

Ces flux sont mesurés par le même détecteur sélectif ; les réponses obtenues sont

Le rapport des réponses est en général différent du rapport des flux  :

dès que les sources n’ont pas la même composition spectrale.

Le résultat de la mesure de ce rapport dépend du détecteur choisi. Chaque détecteur définit sa propre photométrie.


Grandeurs photométriques


Intensité d’une source ponctuelle

Une source ponctuelle A émet un faisceau de faible angle solide ΔΩ, de rayon moyen AA′, il se propage un flux ΔΦ (fig. 7). Par définition, l’intensité de la source dans la direction AA′ est le rapport

L’intensité est un flux émis par unité d’angle solide.