Les détecteurs infrarouge
LES DÉTECTEURS INFRAROUGES
   
1. FONCTION.

Un détecteur infrarouge passif peut analyser le rayonnement thermique émis par tout mammifère. Un corps présentant une température supérieure à celle du 0 absolu produit des infrarouges. L’homme présente une température externe avoisinant les 35°C. Il émet donc un rayonnement infrarouge.
La longueur d’onde moyenne de ce rayonnement est approximativement de 10 µm.
Cette longueur d’onde se situe « en dessous » de celle du rouge  (0,65 µm = 650 nm pour les lasers rouges).
La fonction d’un détecteur infrarouge sera :
- de discriminer le rayonnement émis par un être humain ou un animal avec celui émis par des objets,
- de déterminer si la source d’émission du rayonnement est fixe ou en mouvement,
- d’émettre une information dans le cadre d’une détection (chaleur animale en mouvement).

2. CONSTITUTION ET PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT.

Un détecteur est constitué :
- d’un capteur pyroélectrique sensible au rayonnement infrarouge passif,
- d’une lentille de Fresnel (parfois associée à un miroir) chargée de faire converger les rayons sur le capteur,
- d’une partie électronique dont le rôle est de traiter le signal issu du capteur et de produire une information destinée à la centrale.

La lentille de Fresnel alterne des zones surveillées et non surveillées (cf. un diagramme d’ouverture).
Une partie du rayonnement infrarouge émis par un corps converge en direction de la surface sensible du capteur lorsque ce corps est placé dans un secteur surveillé. Si ce même corps est placé dans un secteur non surveillé, le rayonnement atteignant le capteur est très faible.
L’électronique analyse une variation du rayonnement infrarouge auquel est soumis le capteur, lorsqu’une source de chaleur se déplace d’une zone surveillée vers une zone non surveillée (et réciproquement).
Le détecteur doit déterminer si l’intrus est un humain ou un animal. Cette discrimination est assurée en mesurant la quantité d’énergie émise par le corps en déplacement. Un animal domestique rayonne moins d’énergie qu’une personne. Cette technologie n’est pas fiable à 100%.
3. LES TYPES DE DÉTECTEURS.

Les détecteurs IR font parti de la famille des détecteurs volumétriques.
Il existe principalement les types de détecteurs suivants :
- les détecteurs grand angle.
. L’angle d’ouverture varie  entre 90° et 180°. Leur portée de détection peut atteindre 20m.
. Ce type de détecteur est utilisé couramment, car  placé judicieusement, il couvre le volume d’une pièce.
- les détecteurs longue portée.
. L’angle d’ouverture est très faible (quelques degrés).
. Leur portée de détection peut atteindre 60m.
. Ils sont utilisés pour la surveillance de couloirs ou de corridors.
- Les détecteurs de type  "rideau".
. Leur zone de détection est très fine. L’angle d’ouverture peut varier entre 1 et 20°.
. Ils sont utilisés pour détecter le passage d’un intrus par une alcôve, une baie vitrée…
Les détecteurs sont caratérisés par un lobe de détection (volume aux formes arrondies).
Grand angle.
Placé dans un coin d'une pièce,
il en couvre le volume.
Longue portée.
Réservé pour les couloirs, on peut remarquer une zone de
détection au pied du détecteur qui interdit l'inhibition.
Spécial petits animaux.
Le lobe n'atteint pas le sol. Des animaux peuvent se déplacer.
Il y a risque de détection d'un chat qui sauterait sur une table.
Rideau.
Le détecteur est placé afin que le rideau soit vertical.
Le franchissement du rideau engendre une détection.
4. L'INFLUENCE DE L'ENVIRONNEMENT.

Les sources de chaleur.
Les sources de chaleur, comme les convecteurs électriques, peuvent créer des variations rapides de rayonnement infrarouge. La dernière génération de détecteurs est peu sensible à cette perturbation. Il faudra toutefois lors d’une installation, éviter de placer un convecteur sous un détecteur. Le détecteur ne doit pas être exposé directement aux rayons du soleil.
Les courants d’air.
Dans certaines circonstances, une nappe d’air chaud peut se former dans une pièce. Un courant d’air soudain et qui déplace cette nappe peut être interprété par un détecteur comme étant le déplacement d’un corps. Ce phénomène engendre une alarme intempestive. Losque l'alarme est en service, il faut proscrire l'utilisation de ventilateurs.
5. LES AVANTAGES ET LES INCONVÉNIENTS.
Avantages le système est passif, donc invisible pour l’œil humain,
les rayonnements IR ne traversent pas les vitrages,
insensibilité totale aux bruits et vibrations.
Inconvénients sensibilité aux variations de température,
masquables (sauf les dernières générations).
6. LES VOIES DE PÉNÉTRATION.

La détection est effective lorsqu’un intrus transite d’une zone non surveillée vers une zone surveillée ou inversement. Le détecteur sera donc placé, dans la mesure du possible, afin que ses rayons de détection soient perpendiculaires au chemin emprunté par l’intrus. Cette stratégie améliore la précocité de la détection.
7. CONSTITUTION D'UN DÉTECTEUR.

Ci-dessous, une photo d'un détecteur Aritech.

En (A), la lentille de Fresnel est remplacée par un miroir parabolique segmenté.


Le capteur pyroélectrique (C) est orienté en direction du miroir.


En (B) on peut distinguer le contact d'autoprotection qui surveille l'ouverture du couvercle du détecteur.

En (D) un cavalier qui permet d'autoriser l'allumage de la Led lors d'une détection. Pour certaines applications sensibles, la Led reste éteinte. Ce mode laisse dans le doute une personne malveillante lors d'une intrusion ou d'un repérage.

En (E) le relais dont un contact est en liaison avec le bornier.