ÉLÉMENTS DE PHYSIQUE DU RAYONNEMENT

La télédétection utilise les propriétés du rayonnement électromagnétique pour analyser à distance la surface du sol, de l’océan ou l’atmosphère. Une bonne connaissance de la physique élémentaire du rayonnement est indispensable à l’interprétation des résultats de la télédétection.

1. LE RAYONNEMENT ÉLECTROMAGNÉTIQUE

Le rayonnement  électromagnétique est une forme de  propagation de l’énergie dans la nature, dont la forme qui nous est la plus familière est la lumière visible telle que la perçoit l’œil humain. Historiquement, la physique spécialisée dans l’étude du rayonnement (optique) est née de l’étude de la propagation de la lumière et de ses interactions avec les matériaux (optique géométrique). Le rayonnement a  été ensuite reconnu par les physiciens comme un phénomène ondulatoire, en relation avec l’électricité et le magnétisme (optique électromagnétique) ; cette perspective a permis d’étendre considérablement le champ des connaissances sur le spectre du rayonnement  électromagnétique, bien au-delà de la lumière visible. Enfin, la physique moderne a montré que le rayonnement électromagnétique pouvait également être considéré comme un déplacement de particules élémentaires représentant une quantité d’énergie (optique énergétique et quantique).

1.1 Les ondes électromagnétiques:

Une onde  électromagnétique correspond  à la vibration simultanée dans l’espace d’un champ  électrique et d’un champ magnétique. Une onde  électromagnétique est une onde progressive et transversale ; le sens de la variation des champs est perpendiculaire  à la direction de propagation .

1.2. Rayonnement et énergie :

Le rayonnement  électromagnétique est une forme de transport d’énergie. Une onde électromagnétique transporte l’énergie non pas de façon continue, mais de façon discrète (au sens mathématique du terme), par entités  élémentaires ou  quanta  d’énergie. Ces quanta d’énergie peuvent  être assimilés  à des particules, et sont parfois appelés des  photons. La quantité d’énergie associée à un photon dépend de la fréquence :   E = h. où E est la quantité d’énergie, la fréquence et h la constante de Planck : h = 6,63.10-34 J.s, Les rayonnements de fréquence  élevée ou de courte longueur d’onde (ultraviolet, lumière visible) transportent ainsi beaucoup plus d’énergie que les rayonnements de grande longueur d’onde (infrarouge, micro-ondes). C’est l’énergie transportée par le rayonnement électromagnétique qui est détectée par les capteurs utilisés en télédétection.
( source : Claude Kergomard )