Des chercheurs de l’Institut national de la recherche scientifique (INRS) de Montréal (Canada) viennent de publier une étude détaillant une nouvelle approche de camouflage par invisibilité.

Image d’entête de l’artiste Cecilia Paredes, Paradise Hand. (Ruiz-Healy Art)

Leur dispositif, appelé manteau d’invisibilité spectrale, est le premier à manipuler la couleur (ou fréquence) des ondes lumineuses qui interagissent avec un objet, le rendant ainsi invisible.

Selon l’auteur de l’étude, José Azaña :

Notre travail représente une percée dans la quête de la dissimulation de l’invisibilité.

Détaillons cela, en commençant par la lumière. Il y a ce qu’on appelle le spectre électromagnétique. Il contient les différentes fréquences de rayonnement électromagnétique, un certain type d’énergie. Les rayons X, les rayons gamma, ultraviolets… se retrouvent tous quelque part sur ce spectre.

Bien que vous ne puissiez pas voir les rayons-X, vos yeux peuvent voir une petite gamme de fréquences sur le spectre électromagnétique. C’est ce que nous appelons la lumière ou rayonnement visible. Comme mentionné, il s’agit d’une gamme séparée de ce que nous percevons comme des couleurs, avec du violet à une extrémité et du rouge à l’autre. Certaines sources lumineuses contiennent plus d’une fréquence spécifique. Nous définissons ces sources comme étant à large bande, et la lumière du soleil en est un exemple avec son spectre d’émission continu large bande.

(Wikimedia)

Quand nous « voyons » quelque chose, ce que nous percevons vraiment, c’est l’interaction de ces fréquences lumineuses et de l’objet. Lorsque la lumière du soleil brille sur une voiture bleue, la voiture réfléchit la fréquence de la lumière bleue tandis que toutes les autres fréquences de couleur passent simplement à travers l’objet. Nos yeux détectent la lumière bleue réfléchie, ce qui nous permet de voir la voiture bleue.

Le dispositif d’occultation des chercheurs de l’INRS profite de cette interaction. Ils décrivent un objet qui ne réfléchit que la lumière verte. Pour rendre cet objet « invisible » à l’œil humain, ils utilisent un filtre spécialement conçu pour décaler temporairement les fréquences vertes du spectre large bande qui brillent sur l’objet vers le bleu. Ensuite, ils utilisent un autre filtre pour ramener ces fréquences au vert de l’autre côté de l’objet. Le résultat ? L’œil humain ne peut pas voir l’objet.

Une onde à large bande illumine un objet, qui réfléchit la lumière verte dans l’exemple montré, rendant l’objet détectable par un observateur qui surveille l’onde. Une cape d’invisibilité spectrale transforme la couleur bloquée (vert) en d’autres couleurs du spectre de l’onde. L’onde se propage inaltérée à travers l’objet, sans « voir sa couleur » et la cape inverse ensuite la transformation précédente, rendant l’objet invisible pour l’observateur. (Luis Romero Cortés/ José Azaña/ Institut National (Canada) de la Recherche Scientifique)

Actuellement, le dispositif d’occultation des chercheurs de l’INRS ne fonctionne que dans une seule direction, le regard du spectateur doit suivre la trajectoire de la lumière, en regardant vers l’objet à travers le premier filtre.

Cependant, Azaña affirme que la méthode pourrait théoriquement rendre un objet invisible dans toutes les directions.

Pour l’instant, le dispositif pourrait aider à sécuriser les télécommunications, qui utilisent des ondes à large bande pour transporter les données. Les entreprises de télécommunications pourraient rendre « invisibles » certaines fréquences le long de leurs réseaux de fibres optiques, ce qui empêcherait des tiers d’utiliser la lumière à large bande pour les espionner.

L’étude publiée dans la revue de l’OSA : Full-field broadband invisibility through reversible wave frequency-spectrum control et présentée sur ce même site : Spectral Cloaking Could Make Objects Invisible Under Realistic Conditions.