En 1800, l’astronome d’origine allemande William Herschel est le premier à découvrir que la lumière n’est pas toujours visible à l’œil nu. Au cours d’une expérience d’optique, Herschel fait passer de la lumière solaire blanche à travers un prisme de façon à la décomposer en rayons lumineux de différentes couleurs. À l’aide d’un thermomètre, il mesure ensuite la température de chacune des couleurs produites et constate que celle-ci augmente du bleu vers le rouge.

Poussant plus loin son expérience, l’astronome a alors l’idée de placer son thermomètre juste après les rayons de couleur rouge, là où aucune lumière n’est visible. À sa grande surprise, il mesure alors la température la plus élevée. Il vient ainsi de prouver qu’il existe de la lumière qui ne peut être vue par les yeux juste au-delà de la lumière rouge : c’est la lumière infrarouge.

En 1856, l’astronome écossais Charles Piazzi Smyth détecte de la lumière infrarouge en provenance de la Lune. Il effectue des observations à différentes altitudes et réalise que les meilleures données sont recueillies à partir de points élevés sur la surface du globe. Il est ainsi le premier à comprendre que l’atmosphère terrestre absorbe une partie de la lumière infrarouge provenant de l’espace.

En 1880, le chimiste britannique William de Wiveleslie Abney est le premier à prendre une photographie infrarouge; il s’agit de l’image d’une théière chaude qu’il fixe grâce à une émulsion spéciale de collodion. Malheureusement, la composition de celle-ci demeura inconnue et lors des vingt années suivantes, toutes les tentatives pour produire une photographie infrarouge échoueront.

Le premier « vrai » composé sensible à la lumière infrarouge, la dicyanine, est découvert en 1903. Un an plus tard, le physicien américain Robert Williams Wood entrevoit la possibilité d’augmenter la sensibilité de la pellicule photographique dans l’infrarouge avec de la kryptocyanine, une émulsion voisine de la dicyanine. Il entreprend des expériences et devient le premier, en 1910, à publier des photographies (de paysages) prises dans l’infrarouge.

Sachant que l’atmosphère terrestre absorbe une partie de la lumière infrarouge provenant de l’espace, certains astronomes (amateurs et professionnels) commencent, dans les années 1930, à collecter des données en vol.

Ainsi, en 1932, le capitaine américain Albert William Stevens photographie à travers un filtre infrarouge une éclipse totale du Soleil à bord d’un avion à 8200 mètres d’altitude. En 1933, c’est à bord de la mongolfière Century of Progress que l’Américain Auguste Piccard utilise une caméra infrarouge pour photographier la couche d’ozone de la Terre.

En 1942, la compagnie Eastman Kodak brevette la première pellicule sensible à l’infrarouge produisant des photos en « fausses couleurs ». La première caméra infrarouge pour usage industriel est, quant à elle, mise en marché en 1968 par la compagnie suédoise AGA/Bofors; on l’utilise pour trouver des défauts dans les lignes électriques.

On commence à utiliser pour la première fois des télescopes placés à bord de fusées pour cartographier le ciel dans l’infrarouge en 1970. Le projet, appelé Hi Star, est actif jusqu’en 1976 et parvient à accumuler environ 30 minutes d’observation. En tout, 2363 sources infrarouges sont détectées.

En 1983, le premier observatoire spatial de l’infrarouge est lancé : il s’agit d’IRAS (pour Infrared Astronomical Satellite, en anglais). Le satellite fonctionne pendant 10 mois et cartographie plus de 96 % du ciel. Environ 500 000 sources infrarouges sont découvertes. Le cœur de notre galaxie, la Voie lactée, nous est révélé pour la première fois, puisque la lumière infrarouge passe au travers de la poussière.

En 1989, le satellite COBE (pour Cosmic Background Explorer, en anglais) est mis en orbite. La totalité du ciel est alors cartographiée dans l’infrarouge en quatre ans. En 2003, le télescope spatial Spitzer est à son tour lancé. Véritable « Rolls-Royce » des télescopes infrarouges, on l’utilise pour observer des objets spécifiques.
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