Être invisible. La plupart d’entre nous ont déjà rêvé de l’être : ne pas être vu est un fantasme, en grande partie alimenté par le fantastique et la science-fiction. De la cape d’invisibilité d’Harry Potter aux aliens du film Predator, en passant par les Stealth Boy de Fallout, l’invisibilité est un thème récurrent de l’imaginaire collectif. Dans cet article, nous essaierons d’expliquer son origine, et de faire un état des lieux des technologies qui pourraient nous permettre de disparaître.
L’invisibilité, un concept qui n’est pas nouveau
Les premières mentions de l’invisibilité remontent à l’Antiquité : dans le deuxième livre de La République, publié autour de 375 avant J.C., Platon évoque l’anneau de Gygès. Cet anneau fictionnel a la faculté de rendre son porteur invisible. Tolkien n’était donc pas le premier à penser à un anneau qui rend invisible ! Après Platon, de nombreuses œuvres évoquent le sujet de l’invisibilité au fil des siècles, mais l’œuvre la plus emblématique n’est écrite qu’en 1897…
Cette année-là, l’auteur Herbert George Wells publie L’Homme invisible, un roman de science-fiction qui raconte l’histoire d’un savant albinos ayant inventé une formule scientifique pour se rendre invisible. [SPOILER] Il décide de tester la formule sur lui-même, après avoir rendu un chat invisible. Cependant, cette nouvelle faculté le fait peu à peu sombrer dans la folie, et il se met à commettre des crimes qui lui coûteront la vie. Adapté maintes fois en films, livres et séries télévisées, l’histoire de l’Homme invisible est devenue indissociable du « super-pouvoir » qu’est l’invisibilité.
Aujourd’hui, les œuvres les plus connues qui parlent d’invisibilité sans sûrement le Seigneur des Anneaux & Harry Potter. Seulement, dans ces deux univers, ce sont des objets magiques qui rendent cela possible, et non de la technologie…
Cependant, ce n’est parce qu’un procédé semble magique qu’il faut abandonner tout espoir de le concrétiser. Selon l’auteur de science-fiction Arthur C. Clarke, « toute technologie suffisamment avancée est indiscernable de la magie ». Notre niveau technologique actuel nous permettrait-il de reproduire ce résultat sans pouvoirs magiques ? Let’s find out.
Quelques procédés que nous n’évoquerons pas dans l’article
Dans cet article, nous n’évoquerons pas certains procédés qui peuvent donner l’impression qu’une personne est invisible.
Par exemple, nous exclurons les fonds verts, qui nécessite de la post-production par ordinateur. Nous ne parlerons pas non plus des méthodes qui permettent simplement de projeter l’arrière-plan sur l’objet ou la personne, car cela nécessite un projecteur stationnaire. Pas très pratique pour se déplacer discrètement…
Enfin, par souci de longueur, nous n’entrerons pas dans le détail sur les techniques de camouflage militaire « hors œil nu », destinées aux radars, ou aux caméras infrarouges.
La nature comme source d’inspiration ?
Pour commencer notre état des lieux des techniques qui pourraient permettre de se rendre invisible aux yeux des gens, il n’y a pas besoin de partir dans de grandes explications scientifiques. Dans la nature, certains animaux ont des facultés de camouflage stupéfiantes.
L’animal le plus connu sur ce point est sans doute le caméléon. En effet, ce petit reptile a la faculté de modifier la couleur de sa peau, grâce à ce que l’on appelle des cellules iridophores. Ces cellules contiennent des cristaux qui réfléchissent la lumière à des longueurs d’onde différentes en fonction de leur écartement. En jouant sur cet écartement, le caméléon peut donc changer de couleur.
Malheureusement, cette faculté est victime d’une idée reçue. On pense souvent que les caméléons l’utilisent pour se camoufler, mais cette capacité sert en réalité plus à communiquer : changer de couleur permet avant tout aux caméléons d’exprimer leur humeur. Ils peuvent aussi le faire pour se fondre un peu plus, mais ce n’est pas leur priorité.
Pour trouver un animal qui change de couleur en priorité pour se camoufler, il faut se jeter à l’eau – littéralement. En effet, certains céphalopodes comme les pieuvres arrivent à prendre la couleur exacte de leur environnement grâce à des chromatophores, qui sont des cellules pigmentaires présentes sur leur peau. Quand la pieuvre étire ces sacs de pigments, leur coloration devient plus intense, et inversement. Comme on peut le voir dans la vidéo ci-dessous, l’animal joue sur ces variations pour se fondre complètement dans son environnement.
Quelles que soient les raisons qui poussent ces animaux à changer de couleur ou à se camoufler, ces derniers représentent une source d’inspiration importante pour la recherche.
En 2018, le groupe Nexter Systems et l’école d’ingénieurs IMT-Atlantique dévoilent le projet « Caméléon ». Inspiré par l’animal éponyme, ce projet a pour but de développer un camouflage adaptatif destiné aux véhicules militaires. Pour ce faire, les chercheurs ont développé des plaques réflectives qui peuvent changer de couleur d’une manière similaire aux caméléons.
« Les variations de couleur sont basées sur la réflexion de la lumière extérieure, en sélectionnant certaines longueurs d’onde comme on choisirait les couleurs de l’arc-en-ciel à afficher », explique Eric Petitpas, responsable des nouvelles technologies de protection des systèmes de défense terrestres au sein du groupe Nexter. Disposées sur un véhicule, ces tuiles permettraient à un véhicule de se camoufler en prenant la couleur de son environnement.
La technologie est prometteuse, mais est-il vraiment juste de qualifier cela d’invisibilité ? Comme aucun rayon lumineux n’est dévié, il est techniquement toujours possible de voir ce qui est camouflé, même si c’est difficile. L’animal ou l’objet prend simplement la couleur de ces environs, et l’invisibilité n’est qu’une illusion causée par notre vue imparfaite…
Être invisible, c’est savoir jouer avec la lumière
Pour comprendre ce qu’il faudrait faire pour vraiment rendre un objet ou une personne invisible, il faut se pencher sur la façon dont nos yeux perçoivent le monde.
L’œil humain peut percevoir des objets dès lors que ces derniers émettent ou réfléchissent la lumière. Si l’on ne perçoit pas de rayons de lumière en provenance de l’objet, l’objet ne peut pas être vu. Rendre quelque chose – ou quelqu’un – invisible implique donc de dévier les rayons de lumière émis ou réfléchis par le sujet.
Comme vous pouvez vous en douter, cela n’est pas facile à réaliser. Pour y arriver, il faut utiliser ce que l’on appelle des méta-matériaux, qui sont des matériaux avec des propriétés introuvables dans la nature. Aucun cristal naturel ne peut faire dévier les rayons de lumière de telle sorte à ce qu’ils ‘’contournent’’ un objet, et c’est à nous de synthétiser les matériaux qui le permettraient.
De l’imagerie holographique à l’invisibilité, il n’y a qu’un pas
En partant de ce constat, l’entreprise canadienne Hyperstealth Biotechnology Corp a développé Quantum Stealth, un matériau flexible capable de réfracter la lumière (de la faire dévier) autour d’un objet. Quand un objet est placé derrière ce matériau, il disparaît.
Cela peut sembler sophistiqué, mais le matériau Quantum Stealth repose en réalité sur une technologie que nous avons tous déjà croisé : l’imagerie lenticulaire. Le mot ne vous dit peut-être pas grand-chose, mais c’est le principe utilisé derrière toutes les images avec un effet « 3D ».
Comme vous l’avez peut-être remarqué, cette technologie est beaucoup employée pour concevoir des cartes postales et des souvenirs, mais il s’avère qu’elle peut être utilisée différemment.
Dans une image en trois dimensions, l’effet de relief est obtenu grâce une feuille lenticulaire, composée de longues lentilles cylindriques. Ces lentilles ont pour but de dévier les rayons de lumière, et de les rediriger à un certain angle sur l’axe horizontal. Quand une source de lumière émet beaucoup de rayons lumineux, ces rayons vont être redirigés dans toutes les directions sur l’axe horizontal. Par exemple, un laser qui traverse une feuille lenticulaire va se transformer en ligne horizontale.
La feuille lenticulaire répartit et étale donc les rayons de lumière sur l’axe horizontal. Or, la silhouette d’une personne est une forme verticale. Ce faisant, une fois derrière une feuille lenticulaire, la personne en question va moins apparaître que l’arrière plan, qui couvre toute la largeur de la feuille.
Parce que cela vaut mieux qu’une longue explication, le youtubeur scientifique The Action Lab a fait une vidéo qui explique très bien le phénomène. Si vous n’êtes pas à l’aise en anglais, la traduction automatique des sous-titres en français est disponible.
Guy Cramer, le PDG d’Hyperstealth Biotechnology Corp, a rapidement vu les possibilités d’application de ce matériau, et a progressivement amélioré le matériau pour parfaire la réfraction. Force est de constater que l’illusion est parfois si convaincante qu’il n’est plus possible de percevoir l’objet dissimulé, ou la feuille qui le protège… La technologie est encore en développement, mais c’est ce qui semble se rapprocher le plus de l’invisibilité aujourd’hui.
Et qu’en est-il de la flexibilité ?
Le seul point qui pose encore un problème est la flexibilité du matériau, qui n’est pas du tout équivalente à celle d’une cape… Un panneau pouvant dissimuler un humain est généralement assez peu pratique à transporter. Heureusement, les méta-matériaux ne se présentent pas seulement sous forme “rigide”.
En 2015, des chercheurs de l’université de Berkeley ont conçu une cape d’invisibilité de 80 micromètres d’épaisseur. Conçue avec des méta-matériaux, elle est capable de réfléchir la lumière en modifiant la courbure des ondes, et de rendre l’objet en dessous invisible. En revanche, elle ne peut cacher que de très petits objets (36 microns par 36, soit la taille de quelques cellules), et elle ne fonctionne que sous lumière infrarouge.
On est encore loin de la cape d’invisibilité d’Harry Potter, mais Xian Zhang, le principal auteur de l’étude, reste confiant : « [Notre cape ultra-fine] est facile à concevoir et à mettre en place, et elle peut potentiellement être mise à l’échelle pour cacher de plus gros objets ». Affaire à suivre.
Que ce soit en imitant la couleur de son environnement, ou en déviant la lumière, certaines technologies se rapprochent d’ores et déjà de l’invisibilité. Elles ne sont pas parfaites, et ne le seront sûrement pas avant très longtemps, mais elles peuvent déjà être utiles dans certains secteurs sensibles (comme la défense).
Je doute cependant que cela serve réellement dans la vie de tous les jours. Pourquoi vouloir dissimuler sa présence à d’autres personnes, si ce n’est pour commettre quelque chose qui serait répréhensible ? Pour être tout à fait honnête, j’ai du mal à concevoir à quoi pourrait bien me servir une telle technologie – si elle existait. Et vous, qu’en feriez-vous ?
Par Antoine F.
Sources :
- Pour un meilleur camouflage, les véhicules militaires font peau neuve (Institut Carnot, 2019)
- On s’approche (un peu) d’Harry Potter avec cette cape d’invisibilité ultrafine, Joël Ignasse (Science et Avenir, 2015)
- ‘Invisibility cloak’ metamaterials make their way into products, Josh Jacobs (Financial Times, 2018)
- How this ‘invisibility cloak’ material is made and how it works (CNET, 2019)
- Making 3-D objects disappear: Researchers create ultrathin invisibility cloak (Lawrence Berkeley National Laboratory, 2015)
- Photo de couverture : © happyphoton, iStock
