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Avez-vous déjà eu envie de vous promener sans être vu grâce à une cape d’invisibilité, comme dans Harry Potter ? Sachez que grâce aux progrès de la technologie, des spécialistes ont réussi à développer de vraies capes d’invisibilité. Explications.
Leur fonctionnement
« La visibilité dépend de l’action des corps visibles sur la lumière. Soit un corps absorbe la lumière, soit il la réfléchit ou la réfracte, soit il fait toutes ces choses. S’il ne réfléchit ni ne réfracte ni n’absorbe la lumière, il ne peut pas être visible par lui-même », a écrit H. G. Wells dans L’Homme invisible.
À l’origine, la technologie de l’invisibilité s’appuie sur la manipulation des ondes lumineuses, responsables de notre perception visuelle. Des chercheurs ont développé des approches innovantes qui permettent de rediriger la lumière et de cacher les objets de la vue. Toutefois, obtenir une cape d’invisibilité complète est un immense défi et nécessite une ingénierie très développée.
Lorsque la lumière est en contact avec un objet, elle est soit absorbée soit réfléchie, ce qui rend l’objet visible. Une vraie transparence nécessiterait que la lumière traverse un objet sans être perturbé. Pour cela, un dispositif de camouflage pourrait rediriger la lumière dans toutes les directions autour de l’objet, pour qu’il apparaisse invisible sous tous les angles.
Par ailleurs, les métamatériaux, des matériaux d’ingénierie, peuvent être utiles pour créer des capes d’invisibilité. Les scientifiques peuvent contrôler le comportement des ondes lumineuses, en concevant des matériaux avec des nanostructures. Ce principe, appelé optique de transformation, permet la manipulation de la lumière autour d’un objet, le faisant devenir invisible à l’oeil nu.
Plusieurs méthodes
Au cours des années, les chercheurs ont réussi à créer plusieurs mécanismes de camouflage pour atteindre l’invisibilité. Une de leurs approches consiste à courber la lumière autour d’un objet, formant ainsi une enveloppe qui le rend optiquement transparent.
Une autre méthode utilise la redirection de la lumière qui fait apparaître une objet comme s’il n’était pas là. Ces différentes techniques nécessitent un contrôle précis de la vitesse, de la direction et de l’intensité des ondes lumineuses pour obtenir de la transparence.
Des exemples de prototypes notables
Alors que les vraies capes d’invisibilité ne sont encore que dans le domaine de la recherche et du développement scientifiques, il y a eu des prototypes notables. L’un des plus grands a été créé par HyperStealth Biotechnology, un fabricant canadien d’uniformes de camouflage militaires. En 2019, la société a présenté Quantum Stealth, un matériau fin comme du papier qui plie la lumière autour d’une cible de toute taille, autrement dit des soldats, des chars ou encore des navires. De plus, le camouflage fonctionne pour la lumière visible, mais aussi contre la lumière infrarouge et infrarouge à ondes courtes, faisant de ce prototype une cape d’invisibilité à large bande. Toutes ces fonctionnalités sont possibles grâce à l’utilisation de lentilles lenticulaires, généralement présentes dans les signets 3D ou les cartes à collectionner.
Il existe aussi un prototype de la cape de Rochester, qui utilise un système de lentilles pour faire disparaître des petits objets. Développé en 2014 à l’université de Rochester, ce dispositif de camouflage utilise quatre lentilles standards. Le résultat : un masquage tridimensionnel et multidirectionnel continu, qui fonctionne sur tout le spectre visible. L’appareil peut ainsi masquer un objet quelle que soit la position du spectateur par rapport à lui.
Par ailleurs, les ingénieurs de l’université Duke sont à l’origine du premier dispositif de camouflage fonctionnel au monde, qu’ils ont dévoilé en 2006. Toutefois, ce dispositif avait un problème lié aux réflexions, ce qui réduisait son efficacité. En 2012, les chercheurs ont conçu une version améliorée. L’un des principaux défis rencontrés lors du développement de la cape originale était la perte d’ondes due aux réflexions aux limites de l’appareil. Ces reflets, semblables à ceux observés sur du verre clair, perturbaient l’effet de camouflage. La cape améliorée conserve la conception ligne par ligne de l’original et intègre des bandes de cuivre supplémentaires pour créer un métamatériau plus complexe et plus performant.
Les capes d’invisibilité de demain
À l’avenir, les capes d’invisibilité devraient révolutionner notamment le domaine militaire pour les opérations furtives, rendant les ressources militaires invisibles aux radars et aux systèmes de surveillance.
Les capes d’invisibilité pourraient de surcroît être très utiles dans le domaine de l’optique. Les techniques d’invisibilité peuvent effectivement améliorer l’efficacité des télescopes, des microscopes et d’autres dispositifs d’imagerie.