Télédétection
En télédétection, le dispositif utilisé pour acquérir les données, c’est-à-dire pour mesurer le rayonnement arrivant à l’instrument satellite, est généralement appelé “capteur”. Le mot “capteur” est préféré car il fait référence à un moyen plus large d’obtenir des informations qu’une caméra. Une caméra fait généralement référence à des informations qui ne peuvent être vues que par l’œil (et dans certains cas à l’infrarouge, en fonction du film et de la caméra utilisés), alors que la télédétection fait appel à de nombreux types de rayonnement différents dans le spectre électromagnétique.
En télédétection, on utilise de nombreux capteurs différents qui ont des sensibilités variables aux radiations à différentes longueurs d’onde du spectre électromagnétique. Par exemple, certains capteurs sont conçus pour recevoir toutes les longueurs d’onde “vertes”, tandis que d’autres sont plus ciblés sur les longueurs d’onde infrarouges. La visionneuse infrarouge, par exemple, est spécialement conçue pour “voir” les objets émettant un rayonnement infrarouge (même dans l’obscurité). En termes généraux, les capteurs qui utilisent des sources d’énergie externes pour “observer” un objet (par exemple, la lumière du soleil pour observer la Terre) sont appelés “capteurs passifs”.
Capteur radar actif
1.5 Capteurs passifs et actifs. Un capteur passif est un capteur qui ne nécessite pas d’alimentation externe, alors qu’un capteur actif nécessite une alimentation externe. Identifiez parmi les capteurs suivants ceux qui sont actifs et ceux qui sont passifs.
Le thermostat d’un moteur de voiture à refroidissement liquide bloque le flux de liquide de refroidissement vers le radiateur jusqu’à ce que le moteur soit chaud. Lorsque le moteur est froid, aucun liquide de refroidissement ne circule dans le moteur. En laissant le moteur se réchauffer le plus rapidement possible, le thermostat réduit l’usure du moteur, les dépôts et les émissions.
Le secret du thermostat réside dans le petit cylindre situé sur le côté moteur de l’appareil. Ce cylindre est rempli d’une cire qui commence à fondre à environ 180 degrés F (les différents thermostats s’ouvrent à des températures différentes, mais 180 F/82 C est une température courante). Une tige reliée à la valve s’enfonce dans cette cire. Lorsque la cire fond, elle se dilate considérablement et pousse la tige hors du cylindre, ouvrant ainsi la valve.
Le fonctionnement d’un pH-mètre d’aquarium typique consiste à utiliser une électrode de détection du pH qui, lorsqu’elle est introduite dans l’eau, crée une différence de potentiel électrique entre l’intérieur du verre et l’eau à pH élevé ou faible (en fonction de la quantité d’ions dans l’eau). Cette différence de potentiel peut être mesurée par un voltmètre. (Chimie de l’aquarium : mesurer le pH avec un voltmètre).
Capteurs actifs et passifs
Fig 1 : principe des capteurs passifs sans fil : un RADAR (interrogateur) émet des ondes électromagnétiques vers une cible coopérative dont la section transversale du RADAR ou les caractéristiques des impulsions renvoyées sont représentatives de son environnement, agissant ainsi comme un capteur. La physique de l’interaction de la cible coopérative avec l’onde électromagnétique – par l’intermédiaire du substrat piézoélectrique qui convertit l’onde entrante en une onde acoustique – est linéaire, ce qui supprime la limitation de seuil des dispositifs RFID à base de silicium.
Les résonateurs acoustiques à port unique sont bien adaptés aux applications visant à surveiller l’évolution de quantités physiques via une liaison sans fil. Dans ce type d’application, l’élément de détection, basé sur un substrat piézoélectrique monocristallin doté d’électrodes, n’est pas alimenté par une batterie locale mais à distance, en chargeant de l’énergie par une séquence d’interrogation de type RADAR (figure 1). Une impulsion électromagnétique entrante centrée sur une fréquence donnée charge de l’énergie dans la cavité du résonateur si les conditions de synchronisme sont réunies — à savoir si l’impulsion entrante présente un spectre chevauchant la fréquence de résonance du capteur. Contrairement aux étiquettes d’identification par radiofréquence (RFID) au silicium qui nécessitent une puissance entrante importante pour atteindre la tension de seuil d’une diode de redressement, tous les processus piézoélectriques sont linéaires et la portée d’interrogation n’est donc limitée que par le bruit du récepteur. Le matériel, fonctionnant selon les stratégies du RADAR monostatique à balayage d’impulsions en fréquence, est principalement contrôlé par l’électronique numérique pour une flexibilité maximale et la possibilité de mettre en œuvre des techniques adaptatives de génération de fréquences en fonction du signal renvoyé par le capteur.
Types de capteurs
Maintenant que nous avons une bonne compréhension de la télédétection passive et active, voyons-la en action pour les capteurs satellites. Dans le schéma ci-dessous, vous pouvez voir comment le soleil émet de la lumière. Tout d’abord, la lumière passe à travers la fenêtre atmosphérique. Ensuite, elle est réfléchie par la Terre vers un capteur satellite en orbite autour de la Terre.
Alors que les capteurs actifs illuminent leur cible. Dans cet exemple, c’est un capteur à visée latérale qui envoie sa propre impulsion à la surface de la Terre. D’abord, elle rebondit sur le sol. Puis, elle rebondit à nouveau sur un bâtiment. Enfin, elle revient à nouveau vers le capteur. En fait, ce type de rétrodiffusion est appelé rétrodiffusion à double rebond. Nous y reviendrons plus tard.
Ce qu’il est important de réaliser, c’est la façon dont elle met en valeur la végétation saine en rouge vif. Le moins que l’on puisse dire, c’est qu’il y en a beaucoup dans cette scène. Alors que le blanc brillant correspond aux zones bâties, la nuance la plus sombre correspond à l’eau. À l’est, il pourrait s’agir de l’emprise d’une ligne de transmission, car elle est toujours de la même largeur.
Enfin, vous pouvez voir le monde de manière beaucoup plus nette en utilisant la bande panchromatique. Si vous voulez rendre une image plus nette, c’est la bande spectrale que vous utilisez. Voici une liste des combinaisons de bandes pour Landsat 8 afin de voir le monde d’une toute nouvelle façon.