Par : Jesse Rogerson, Ph.D.
Ingenium – Musées des sciences et de l’innovation du Canada
L’histoire inédite de l’appareil photo de votre téléphone intelligent
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Ce capteur DCC a été installé sur le télescope spatial Hubble
[Une version abrégée de cet article a initialement été rédigée pour Space Matters]
L’être humain prend beaucoup de photos. Et par beaucoup, on entend VRAIMENT beaucoup.
Selon les estimations, on atteint la marque de mille milliards par année et la grande majorité de ces photos sont prises à l’aide d’un téléphone intelligent. Chaque jour, des millions de personnes prennent des photos avec une aisance sans précédent, une aisance qu’on ne connaissait pas il y a à peine 20 ans. L’une des principales raisons pour lesquelles le processus est maintenant aussi simple s’explique par le fait que les spatiologues ont investi dans la technologie du dispositif à couplage de charge (DCC) il y a des dizaines d’années de cela. Mais comment cette histoire a-t-elle commencé? Et en quoi vous concerne-t-elle? Remontons à il y a 50 ans.
En 1969, les ingénieurs Willard Boyle et George Smith ont créé le DCC. À cette époque, ils cherchaient des moyens de stocker et de consulter les données en appliquant des méthodes meilleures et plus rapides. Cependant, après l’invention du DCC, ils n’ont pas tardé à constater que leur nouvelle technologie serait aussi extrêmement utile dans le domaine de l’imagerie*. Jusque-là, tous les appareils photo utilisaient une pellicule. Il s’agit d’un matériau photosensible qui, une fois exposé à la lumière, provoque une réaction chimique et laisse ensuite une image de la lumière. Plus la lumière incidente est forte, plus la réaction chimique est intense, ce qui rend l’image plus lumineuse. Les télescopes les plus grands et les plus productifs sur la planète utilisaient des plaques photographiques de grand format pour enregistrer les images captées.
Cependant, la technologie du DCC permettrait le stockage électronique de la puissance de la lumière, puis sa lecture sous forme de photo numérique. Ce procédé était révolutionnaire pour de nombreuses raisons, notamment parce que cela signifiait qu’il ne serait plus nécessaire de changer les plaques photographiques pour chaque image à prendre du ciel!
À l’époque de l’invention du DCC, la communauté astronomique et la NASA avaient déjà commencé à parler d’un grand observatoire spatial qui deviendrait ensuite le télescope spatial Hubble. L’idée d’un télescope spatial est intéressante, car la lumière qui traverse l’atmosphère de la Terre est déformée par la turbulence de l’air. Essayer d’effectuer une observation à travers l’atmosphère est comme tenter de discerner une petite pièce de monnaie dans le fond d’une piscine. Même si l’eau de la piscine est très calme, l’image de la pièce sera tout de même quelque peu déformée. Le télescope est installé dans l’espace parce qu’en étant ainsi placé au-dessus de l’atmosphère, la lumière stellaire n’est pas déformée.
CEPENDANT, si vous placez un télescope dans l’espace et que vous ne disposez que de l’équivalent d’une pellicule d’appareil photo pour prendre des photos, comment récupérerez-vous les images captées? Et comment insérerez-vous une nouvelle pellicule dans le télescope? Les scientifiques qui ont créé le télescope Hubble ont envisagé diverses réponses à ces questions, y compris l’envoi d’astronautes dans l’espace pour y récupérer les plaques photométriques et en insérer des nouvelles.
Heureusement, les astronomes se sont rendu compte que la nouvelle technologie du DCC changeait la donne dans le domaine de l’imagerie. Les photos pouvaient être enregistrées sur des lecteurs de disque dur et être diffusées sur la Terre par RADAR. Étant toute nouvelle, la technologie du DCC n’était toutefois pas encore prête à être mise au service de la science avancée (ou de toute autre application). C’est dans ce contexte que les universités, les laboratoires et les entreprises privées du monde entier ont commencé à investir des millions de dollars dans la technologie pour qu’elle puisse être destinée à divers usages.
En faisant en sorte que les astronomes puissent tirer parti de la technologie, les scientifiques ont AUSSI contribué à la rendre plus accessible pour les consommateurs. Les grandes entreprises d’appareils photo ont commencé à créer les premiers appareils photo avec la technologie du DCC, lesquels ont commencé à être offerts vers le milieu et la fin des années 1980. Si vous y prêtez attention, vous constaterez que, partout dans le monde aujourd’hui, des DCC se trouvent dans chaque télescope, dans chaque appareil photo reflex numérique et dans de nombreux téléphones mobiles**.
La seule raison pour laquelle nous disposons de cette technologie est parce que nous cherchions à explorer l’espace de manière plus efficace. Il y a 50 ans, les astronomes ont convenu de la valeur du DCC et ont consacré argent, temps, efforts et carrières au développement de cette technologie.
Voilà comment des investissements dans la recherche scientifique peuvent avoir des répercussions remarquables sur la vie de tous les jours. Un exemple encore plus actuel le démontre même. J’ai mentionné comment l’atmosphère de la Terre peut déformer la lumière stellaire, ce qui explique pourquoi un télescope est mieux placé dans l’espace, vous vous souvenez? Il s’avère que les astronomes procèdent à l’élaboration de la technologie d’optique adaptative qui peut éliminer activement les effets de turbulence de l’atmosphère terrestre sur la lumière stellaire avant son enregistrement sur le DCC. On compte déjà d’autres usages pour cette technologie : elle est utilisée par les scientifiques médicaux pour mieux imager la rétine de l'œil.
Alors la prochaine fois que vous voudrez utiliser votre téléphone pour immortaliser un moment, n’oubliez pas que la technologie à laquelle vous faites appel découle des investissements effectués dans la recherche fondamentale. Ce n’est là qu’une des raisons pour lesquelles l’espace est important.
*Ils ont également remporté un prix Nobel pour cette recherche en 2009.
**La technologie CMOS a pris le dessus sur la technologie du DCC vers l’année 2012.
Jesse Rogerson, Ph.D.
Jesse est un scientifique, un éducateur et un communicateur scientifique passionné. En tant que professeur adjoint à l'Université York, au département des sciences, de la technologie et de la société, il enseigne trois cours : Histoire de l'astronomie, Introduction à l'astronomie et Exploration du système solaire. Il collabore fréquemment avec le Musée de l'aviation et de l'espace du Canada, et prête sa voix d’expert au Réseau Ingenium. Jesse est un astrophysicien et ses recherches explorent la façon dont les trous noirs supermassifs évoluent à travers le temps. Que ce soit en classe, par le biais des médias sociaux ou à la télévision, il encourage les conversations sur la façon dont la science et la société se croisent et sur la raison pour laquelle la science est pertinente dans notre vie quotidienne.
