Nos technologies

L’imagerie thermique est une technologie qui permet de visualiser la chaleur émise par les objets sous forme d’images, sans avoir besoin de lumière visible. Chaque corps émet naturellement un rayonnement infrarouge en fonction de sa température. L’imagerie thermique capte ce rayonnement et le transforme en information visuelle exploitable, permettant ainsi de "voir l’invisible".

1.1. Qu'est-ce que l'imagerie thermique ?

L'imagerie thermique repose sur la détection du rayonnement infrarouge émis naturellement par tous les objets en fonction de leur température. Ce rayonnement, invisible pour l'œil humain, est capté par des détecteurs spécifiques qui le convertissent en images. Ces images représentent les variations de température sous forme de nuances de couleurs ou de niveaux de gris, permettant ainsi de visualiser les différences thermiques de la scène observée.

1.2. Le principe physique du rayonnement infrarouge

L’imagerie thermique repose sur un principe fondamental de la physique : tout corps dont la température est supérieure au zéro absolu (-273,15 °C) émet un rayonnement électromagnétique, principalement dans l’infrarouge. Plus un objet est chaud, plus il émet de rayonnement.

Ce rayonnement est invisible à l’œil humain, mais peut être détecté à l’aide de capteurs sensibles dans certaines bandes spectrales de l’infrarouge. Les longueurs d’onde typiques utilisées en imagerie thermique vont de 3 à 14 microns, ce qui correspond à l’infrarouge moyen (MWIR) et lointain (LWIR).

1.3. Une technologie complémentaire à d’autres systèmes d’imagerie

L’imagerie thermique se distingue de plusieurs autres technologies de détection ou de vision :

• Imagerie visible : repose sur la lumière ambiante ou artificielle pour restituer une scène. Elle devient inopérante en basse lumière ou dans l’obscurité totale.
• Vision nocturne (intensificateurs de lumière) : amplifie la lumière résiduelle (étoiles, lune), mais reste dépendante d’un minimum d’éclairage.
• Imagerie radar : utilise des ondes radio pour cartographier une scène. Elle est très performante pour détecter des formes ou des structures, mais fournit peu de détails thermiques ou visuels.
• Lidar : utilise des impulsions laser pour mesurer des distances. Très précis, mais limité par les conditions atmosphériques.

L’imagerie thermique, elle, fonctionne de jour comme de nuit, dans des environnements obscurs, enfumés ou encombrés, sans être affectée par l’éclairage. Elle est ainsi précieuse dans des contextes où d’autres technologies atteignent leurs limites : sécurité périmétrique, conduite autonome, maintenance prédictive, etc.

Un détecteur infrarouge est un composant clé d’un système d’imagerie thermique. Son rôle est de capter le rayonnement infrarouge naturellement émis par les objets selon leur température et de le convertir en signal exploitable pour générer une image thermique.

2.1. Le principe de détection

Tout objet dont la température est supérieure au zéro absolu émet un rayonnement électromagnétique dans le spectre infrarouge. Ce rayonnement est focalisé par une optique infrarouge (souvent en germanium ou en chalcogénure) vers un plan focal infrarouge, c’est-à-dire une matrice composée de milliers de micro-détecteurs thermosensibles.

Ces détecteurs mesurent l’intensité du rayonnement infrarouge reçu et le traduisent en signal électrique. Plus un objet est chaud, plus l’intensité du signal est forte. Ce signal est ensuite traité et converti en image visible.

2.2. Refroidis vs non refroidis : deux technologies, deux usages

On distingue deux grandes catégories de détecteurs infrarouges :

Les détecteurs non refroidis appelés aussi microbolomètres. Ces capteurs changent de résistance électrique selon la température du rayonnement reçu. Ils fonctionnent à température ambiante, ce qui les rend plus compacts, plus légers, moins coûteux et idéaux pour les applications civiles, industrielles ou automobiles. Ils sont aujourd’hui très répandus.

• Les détecteurs refroidis, qui nécessitent un refroidissement cryogénique (souvent à l’aide d’un micro-réfrigérateur Stirling). Plus complexes et plus sensibles, ils permettent de capter des différences de température extrêmement fines et offrent une portée plus élevée. Ils sont privilégiés pour les domaines les plus exigeants : défense, spatial, surveillance à longue distance.

2.3. Le traitement de l’image thermique

Une fois le rayonnement capté, le signal électrique issu du capteur passe par un circuit de lecture (ROIC – Readout Integrated Circuit), qui assure le conditionnement du signal. Ce signal est ensuite traité numériquement pour produire une image thermique.

L’image finale peut être affichée en niveaux de gris ou à l’aide de fausses couleurs (palettes thermiques) pour mettre en évidence les écarts de température. Elle peut aussi être analysée automatiquement dans des systèmes embarqués d’aide à la décision, comme les véhicules autonomes ou les systèmes de sécurité intelligents.

Le rayonnement infrarouge couvre une large partie du spectre électromagnétique, au-delà de la lumière visible. Il se divise en plusieurs bandes spectrales, appelées « longueurs d’onde », qui offrent chacune des propriétés physiques spécifiques. Le choix de la bande infrarouge dépend de l’environnement d’utilisation, du type d’objet à observer et des contraintes techniques de l’application.

3.1. NIR – Proche infrarouge (Near infrared) (0.78 to 1 µm)

La bande du proche infrarouge est la plus proche du spectre visible, juste en dehors de la plage visible à l'œil nu. Dans certaines conditions, les capteurs opérant dans cette bande sont capables de fournir des images plus précises et contrastées que celles obtenues avec l’imagerie visible classique.

Comme la lumière visible, le rayonnement NIR est réfléchi par les surfaces, ce qui implique la présence d’une source d’éclairage NIR pour obtenir une image exploitable. Contrairement aux bandes MWIR et LWIR, le NIR ne permet pas de détecter le rayonnement thermique émis naturellement par des objets à température ambiante ou modérée : seuls les objets portés à très haute température (au-delà de 1 000 °C) émettent suffisamment de rayonnement dans cette bande pour être perçus sans source externe.

La technologie NIR est utilisée dans le secteur de la surveillance. En effet, un capteur CMOS optimisé pour s'étendre au spectre du proche infrarouge, peut offrir des capacités de vision nocturne efficaces lorsqu’il est associé à une source d’éclairage à LED NIR. C’est le principe de fonctionnement de la majorité des caméras de surveillance actuelles. Toutefois, cette technologie présente une portée limitée, généralement inférieure à 50 mètres, en raison de la dépendance à une source lumineuse active.

Le proche infrarouge est également présent dans les smartphones les plus récents, où il permet la reconnaissance faciale. 

Il est également utilisé pour la spectroscopie dans des contextes industriels (pharmaceutique, agroalimentaire, chimique). La technologie NIR permet une analyse non destructive des matériaux pour évaluer leur humidité, leur composition ou leur pureté, même à travers des contenants en verre ou plastique.

3.2. SWIR – Infrarouge à ondes courtes (Short-Wave Infrared) (1 to 2.7 µm)

L'infrarouge court (SWIR) est une bande réfléchie, comme la lumière visible, mais avec des capacités supplémentaires : meilleure pénétration dans la fumée, la brume ou certains matériaux. Elle permet une vision améliorée, avec des ombres et des contrastes, dans des conditions difficiles, et est souvent utilisée pour :

• L’inspection de matières organiques, comme le tri alimentaire ou le contrôle qualité de capsules pharmaceutiques, grâce notamment à sa capacité à « voir » à travers le verre.
• Le recyclage et la détection de défauts invisibles à l’œil nu.
• La surveillance de température dans les industries de l'acier, du verre et d'autres industries.
• La surveillance de site via des caméras grâce à sa capacité à « voir » à travers le brouillard et la fumée.
• La détection de lasers discrets et de véhicules camouflés sur des terrains militaires.

La bande SWIR est aussi très utile pour identifier des objets camouflés ou différencier des teintes similaires, rendant cette technologie pertinente pour la détection de contrefaçons ou d’anomalies sur les lignes de production.

Enfin, elle peut « voir » les points chauds, généralement entre 500 °C et 3 000 °C.

3.3. MWIR – Infrarouge à ondes moyennes (Medium-Wave Infrared) (3 to 5 µm)

C’est dans la bande MWIR que l’image thermique commence à se dessiner de manière significative grâce aux gradients thermiques. Le pic d'émission se situe entre 100 °C et 500 °C.

La MWIR est particulièrement adaptée à la détection de cibles très chaudes, comme les moteurs, flammes ou équipements industriels en fonctionnement.

Elle est moins affectée par l’humidité, ce qui en fait une solution de choix pour les applications longue portée et haute résolution comme la surveillance maritime, la détection de gaz (méthane, propane, etc.), la surveillance des frontières ou encore la mesure de panaches volcaniques.

Comme la bande MWIR nécessite un refroidissement cryogénique, cela permet d’atteindre des niveaux de sensibilité très élevés, adaptés aux secteurs de la défense pour la détection d'avions militaires, de la recherche scientifique, ou des infrastructures critiques.

3.4. LWIR – Infrarouge à ondes longues (Long-Wave Infrared) (7 to 14 µm)

La bande infrarouge longue est la plus utilisée en imagerie thermique. Elle correspond au pic d’émission des corps à température ambiante, ce qui la rend parfaitement adaptée à la visualisation des objets terrestres. Les caméras LWIR sont efficaces de jour comme de nuit.

Elle est idéale pour :

• La surveillance périmétrique et les systèmes anti-intrusion. 
• Dans le secteur de l’automobile, elle participe au développement des systèmes avancés d'aide à la conduite (ADAS), notamment pour la détection de piétons.
• L’observation de la faune.
• Les applications anti-incendie (détection à travers la fumée et les aérosols).
• Le diagnostic thermique de bâtiments (mauvaise isolation, infiltrations, etc.) et la maintenance prédictive.
• La maintenance industrielle (verrerie, plasturgie, métallurgie, automobile...).
• La détection de fuites de gaz (OGI).

Les détecteurs LWIR sont souvent non refroidis, ce qui les rend plus compacts, robustes et économiques, parfaitement adaptés aux systèmes embarqués et aux applications grand public telles que l’automobile, la thermographie, ou les objets connectés.

3.5. VLWIR – Infrarouge à très longues ondes (Very Long-Wave Infrared) (11 to 50 µm)

Cette longueur d’onde est idéale pour une utilisation dans des applications telles que l’analyse chimique, l’observation de la Terre, l’astrophysique et l’astronomie.

                                                                                        (Satellites MTG - Avec l'aimable autorisation de l'ESA)

3.6. Résumé des longueurs d'onde et de leurs applications

Le format d’un détecteur infrarouge désigne les caractéristiques de sa matrice de pixels : sa résolution (nombre de colonnes x lignes) et la taille du pas pixel (exprimée en microns). Ces paramètres influencent directement la qualité de l’image thermique, la portée de détection, le champ de vision et l’encombrement du système optique.

4.1. Résolution et pas pixel : les deux clés du format

Un détecteur infrarouge est constitué d’un réseau bidimensionnel de pixels sensibles à la chaleur. Deux critères principaux définissent ses performances optiques :

• La résolution : plus le nombre de pixels est élevé, plus l’image est précise. Cela permet une meilleure détection et identification des cibles, notamment à longue distance.
• Le pas pixel : il s’agit de la distance entre le centre d’un pixel et le centre du pixel adjacent. Plus ce pas est petit (ex. : 12 µm, 10 µm ou 7µm), plus il est possible de miniaturiser l’optique tout en conservant un champ de vision équivalent.

L’association d’une résolution élevée et d’un petit pas pixel permet d’obtenir des images nettes et riches en détails, tout en réduisant la taille et le poids des systèmes thermiques – un avantage décisif pour les applications embarquées (drones, véhicules, équipements portables). Cependant, un pixel plus petit reçoit moins d'énergie, il est donc moins sensible et l'amélioration du rapport signal/bruit peut s'avérer complexe.

4.2. Pas de pixel disponible chez LYNRED vs technologie et format :

4.3. Comment choisir le bon format ?

Le choix du format dépend :

• De la distance d’observation : plus elle est grande, plus la résolution doit être élevée.
• Du champ de vision souhaité : les petits pas pixel permettent de conserver un large champ dans un format compact.
• Du type d’application : observation fixe ou embarquée, environnement contraint ou non, usage grand public ou expert.

Ainsi, par exemple, un détecteur QVGA 17 µm conviendra parfaitement à un système d’entrée de gamme portable, tandis qu’un SXGA 10 µm offrira des performances exceptionnelles pour un système tactique longue portée.

5.1. Qu’est-ce que le NETD ?

Le NETD (Noise Equivalent Temperature Difference), ou écart de température équivalent au bruit, est l’un des paramètres les plus critiques pour évaluer les performances d’un détecteur infrarouge. Il indique la plus petite différence de température qu’un détecteur est capable de distinguer : autrement dit, le plus faible contraste thermique détectable par le capteur.

On parle aussi parfois de sensibilité thermique ou de contraste thermique. Le NETD est exprimé en Kelvin (K) ou en milliKelvin (mK). Plus cette valeur est faible, plus le détecteur est performant.

Plus le NETD est bas, meilleure est la qualité de l’image thermique, car le détecteur peut identifier des variations minimes de température.

5.2. Comment le NETD est-il mesuré ?

Techniquement, le NETD est défini comme le rapport entre le bruit RMS (bruit de fond du capteur, exprimé en volts) et la réponse du détecteur à une variation de température (appelée responsivité, exprimée en V/K) :

Le NETD est le rapport entre le bruit RMS et la sensibilité :

NETD (K) = Bruit RMS (V)/Réactivité (V/K)

Cependant, il est essentiel de préciser que le NETD dépend fortement de l’optique utilisée, en particulier de l’ouverture de l’objectif (nombre f). Pour comparer les performances de deux détecteurs, il est indispensable qu’ils aient été mesurés avec des optiques de même nombre f. Une optique plus ouverte (nombre f plus faible) améliore la responsivité, et donc le NETD.

5.3. Pourquoi le NETD est-il important ?

Le NETD influe directement sur la qualité de l’image thermique et la capacité du système à détecter de faibles différences de température. Cela est particulièrement critique dans les domaines suivants :

• Surveillance de périmètre ou de nuit, où des intrus doivent être détectés dans des environnements à faible contraste thermique.
• Maintenance prédictive, où de légères surchauffes doivent être repérées avant qu’elles ne deviennent critiques.
• Contrôle qualité industriel, où des défauts thermiques subtils peuvent être révélateurs de non-conformités.
• Imagerie scientifique ou médicale, où la précision thermique est cruciale.

5.4. Comment interpréter une valeur de NETD ?

• Un NETD < 50 mK est considéré comme très bon pour des applications exigeantes.
• Un NETD entre 50 et 100 mK est adapté à la plupart des usages courants (industrie, bâtiment, mobilité).
• Un NETD > 100 mK est suffisant pour des applications où les écarts thermiques sont marqués et la sensibilité moins critique.

Le NETD est un indicateur central pour comparer les détecteurs infrarouges. Il ne doit jamais être considéré isolément : il convient toujours de le mettre en relation avec la résolution du détecteur, la plage spectrale, le type d’optique, et bien sûr, le besoin applicatif.

Pour bien choisir son détecteur infrarouge, il est essentiel de considérer le NETD comme une variable d’adéquation à un usage, plutôt qu’un critère absolu de qualité.

Chez LYNRED, l’accompagnement client va bien au-delà d’un simple contrat commercial : il se construit sur un partenariat technique durable, fondé sur la confiance, la proximité et l'expertise.

6.1. Une équipe technique dédiée

Nous mettons à votre disposition une équipe support client composée d’ingénieurs expérimentés (optique, électronique, cryogénie, R&D), capable d’interagir avec vos services de R&D, bureaux d’études ou plateformes industrielles.

Ainsi qu’une assistance proactive sur toute la durée du projet — de la définition du cahier des charges jusqu’à la mise en production — avec une réactivité à chaque étape.

6.2. Training Center & formations

Vous avez accès à un centre de formation et d’essai de 110 m², situé dans les locaux de LYNRED en France, jouxtant les sites de production. Cet espace permet de tester les capteurs dans des environnements réels, valider le NETD, la responsivité, le bruit, ou encore optimiser l’intégration.

Nous proposons des formations personnalisées dispensées sur site ou au sein du centre, complétées par des modules e‑learning accessibles via l’espace client (Ressources techniques, vidéos, calculators, FAQ…).

6.3. Documentation & extranet client

Vous avez accès à un portail extranet sécurisé, offrant une bibliothèque complète de documentations : fiches produit, spécifications techniques, user guides, notes d’application, FAQ. Ces contenus, régulièrement mis à jour, facilitent l’autonomie des équipes client.

6.4. Partenariat & confiance

Notre volonté chez LYNRED est d’instaurer une véritable coordination et une collaboration efficaces avec nos clients pour faciliter le transfert de savoir car la confiance reste la clé d’un partenariat réussi. La confiance permet de dépasser les doutes qui peuvent survenir au cours d’une phase de prototypage ou de tests.

La confiance permet de se projeter ensemble dans le futur avec moins d’incertitude. Elle permet d’évoluer dans un contexte d’innovation permanent et d’établir une vision stratégique et technique à long terme.

Notre équipe dédiée vous offre ainsi un accompagnement personnalisé, intégré à notre offre produit et accessible à tous, pour optimiser le développement et le temps de mise sur le marché de vos solutions infrarouge grâce à une montée en compétence technique.

• Page produits
• Blog articles
• E-learning