Une équipe de chercheurs a développé un système LiDAR révolutionnaire capable d’acquérir des images 3D de haute résolution à partir de distances impressionnantes allant jusqu’à un kilomètre. Ce système à temps de vol à photon unique pourrait avoir des applications majeures dans des domaines comme la sécurité, la surveillance et la télédétection, notamment dans des environnements difficiles, comme lorsqu’un objet est masqué par des éléments comme du feuillage ou un filet de camouflage.
Qu’est-ce que le LiDAR et comment ça fonctionne ?
LiDAR (Light Detection and Ranging) est une technologie de télédétection qui utilise des impulsions laser pour mesurer des distances et créer des représentations détaillées en 3D des objets ou des paysages. Le principe de base repose sur l’émission d’un faisceau laser vers une cible. Ce faisceau se réfléchit sur l’objet ou la surface et retourne vers un détecteur. Le temps que met la lumière à revenir permet de calculer la distance entre le capteur et la cible, et ainsi de créer une carte en trois dimensions du terrain ou des objets analysés.
Cette technologie est utilisée dans une multitude de domaines tels que la cartographie, la géologie, l’archéologie, l’automobile (avec les voitures autonomes) ou encore la surveillance environnementale. LiDAR permet de capturer des informations avec une grande précision, même dans des conditions difficiles ou sur de grandes distances.
Cependant, la technologie classique rencontre certaines limitations en termes de portée et de résolution, surtout lorsqu’il s’agit de traverser des obstacles tels que la fumée, le brouillard ou des objets en camouflage.
Un nouveau système à photon unique
Des chercheurs ont récemment développé un système dont le principe fondamental du système reste similaire à celui du LiDAR classique, mais avec une grande amélioration : comme son nom l’indique, le système utilise un détecteur à photon unique. Un photon est la plus petite unité d’énergie lumineuse. En détectant un seul photon à la fois, le système peut donc fonctionner à une puissance beaucoup plus faible tout en maintenant une précision élevée.
Un tel système offre en effet une résolution spatiale et en profondeur bien plus élevée que celle des LiDAR traditionnels. Il peut détecter des objets aussi petits que 1 mm à 325 mètres de distance, ce qui permet de capter des détails invisibles avec d’autres technologies. Les tests ont également montré la capacité du système à générer des images 3D précises même dans des environnements encombrés comme la détection d’un visage humain à moins de 350 mètres. Une autre caractéristique remarquable de cette technologie est sa capacité à acquérir des images de haute qualité à travers des obstacles tels que la fumée, le brouillard, et même des filets de camouflage.
En termes de portée, bien que les premiers tests aient été réalisés à une distance maximale d’un kilomètre, les chercheurs visent à étendre cette portée à dix kilomètres. Cela pourrait rendre le système utile dans des domaines comme la surveillance aérienne ou les missions de sauvetage où l’accès direct est difficile.
Quelles applications potentielles ?
Le système LiDAR à photon unique pourrait révolutionner plusieurs secteurs où la précision et la portée sont cruciales. Dans le domaine de la sécurité et de la surveillance, il permettrait de surveiller des zones difficilement accessibles, comme les zones de guerre ou les environnements industriels, en offrant des détails fins pour détecter des anomalies ou des dangers potentiels.
Dans le secteur des automobiles autonomes, cette technologie pourrait améliorer la détection d’obstacles et de changements de terrain dans des conditions de faible visibilité, comme la nuit ou sous la pluie, en offrant une vision plus précise et fiable que les systèmes LiDAR actuels.
En télédétection et cartographie, elle serait idéale pour des applications de cartographie de haute précision, notamment dans l’étude des régions inaccessibles ou couvertes de végétation dense, permettant de mieux comprendre la topographie des terrains.
Enfin, dans la surveillance environnementale et la gestion des catastrophes, ce LiDAR pourrait être utilisé pour évaluer des risques d’affaissement sur des parois rocheuses ou des bâtiments, ou pour observer des forêts et des zones urbaines même à travers des obstacles tels que la fumée ou les débris, ce qui contribuerait ainsi à des interventions plus efficaces lors de catastrophes naturelles.
