|  | Le spectre électromagnétique | |
Introduction
Par télédétection, il faut entendre la mesure d’un objet à distance, sans contact physique. La vue est une forme de télédétection. Lorsque l’œil voit un objet, les rayonnements électromagnétiques (la lumière réfléchie) émis par la surface de l’objet, sont enregistrés. Ceux-ci contiennent des informations concernant la surface, qui nous permettent de voir la couleur et la forme de l’objet. Un scanner embarqué à bord d’un satellite enregistre également les rayonnements électromagnétiques.
Une surface blanche réfléchit la même quantité de rayonnements pour toutes les longueurs d’onde de lumière visible, tandis qu’une feuille verte réfléchit moins de rayonnements dans les plages rouge et bleue du spectre visible.
Il en résulte un surcroît de lumière verte (par rapport à la lumière rouge ou bleue), ce qui explique pourquoi la feuille nous paraît verte. Donc, la composition du réfléchissement électromagnétique, appelée signature spectrale, nous informe sur la surface qui émet ou réfléchit les rayonnements.
La capacité des satellites à distinguer les différentes signatures spectrales est critique pour leur exploitation en cartographie, où la distinction entre différents types de surfaces et de zones est absolument essentielle.
L’œil humain ne perçoit les rayons que dans une plage limitée du spectre électromagnétique. Par conséquent, les instruments de télédétection qui opèrent en-dehors des longueurs d’ondes visibles représentent en fait une extension de notre champ visuel et nous permettent d’accéder à des informations complémentaires concernant le monde physique qui nous entoure.
Les rayonnements électromagnétiques émis par une surface sont soit un réfléchissement (lumière réfléchie), soit une émission (des rayons émis par la surface proprement dite). Pour des raisons évidentes, la lumière solaire réfléchie est mesurable uniquement à la lumière du jour, tandis que la lumière émise peut être mesurée à tout moment.
La thermodynamique nous apprend qu’un corps qui a une température supérieure à 0 degré Kelvin (par exemple un objet sur la Terre) émet un rayonnement proportionnel à sa température.
La température de surface est un facteur essentiel pour l’émission. Le soleil a une température de surface de 6 000 degrés Kelvin (K) et une émission maximale dans la plage de lumière visible. Une surface dont la température se situe aux environs de 1 000 K, par exemple un feu dans la forêt amazonienne, émet son maximum de rayons dans le spectre infrarouge moyen.
La température de surface de la Terre est d’environ 290 K, avec une émission maximale aux alentours de 14 micromètres. C’est ce qu’on appelle la plage de l’infrarouge thermique (voir illustration). Il existe une relation directe entre température de surface et degré d’émission à une longueur d’ondes donnée. La température de surface peut se calculer sur la base de la télédétection de l’émission d’infrarouge thermique.
| | | Rayonnement et température |
Rayonnement et température
Des surfaces de températures différentes ont leur émission maximale à différentes longueurs d’ondes.
L’émission maximale du soleil se situe à une longueur d’ondes de 0,483 micromètres, tandis que celle de la Terre se situe à 14 micromètres.
Ce qu’émet une surface est fonction de la température de cette dernière. Autrement dit, la température d’une surface peut se calculer à partir de la télédétection de ce qu’elle émet.
La Terre rayonne seulement de petites quantités d’énergie à la lumière visible. Celle-ci est visible uniquement parce qu’elle réfléchit la lumière visible émise par le soleil. Les rayons solaires qui frappent la Terre peuvent être absorbés et ainsi contribuer à réchauffer la Terre, ou être réfléchis et vus par l’œil humain ou détectés par un satellite. La valeur d’albédo d’une surface indique le pourcentage de lumière solaire réfléchie.
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