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Systèmes de recueil de données

Capteurs à Infra-Rouge actifs et passifs

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publié le 16 septembre 2013

Principe de fonctionnement :
L’infrarouge est un rayonnement électromagnétique situé dans une région spectrale invisible à l’œil humain. Dans son application liée au recueil de données de trafic routier, ces capteurs sont à distinguer en deux grandes familles : les capteurs IR passifs dont le principe de fonctionnement est la réception selon une longueur d’onde choisie comprise dans la bande de longueur d’onde IR thermique (3μm<λ<15μm), et les capteurs de type IR actifs basés sur le principe de l’émission et de la réception d’ un faisceau modulé et dont la longueur d’onde est comprise dans la bande dite IR proche (0,8μm<λ<3μm).

  1. Les capteurs IR passifs.
    Ces capteurs sont composés de trois parties : un capteur pyroélectrique sensible au rayonnement infrarouge, une lentille de Fresnel - parfois associée à un miroir – chargée de faire converger les rayons sur le capteur, et une partie électronique dont le rôle est de traiter le signal issu du capteur. Cette technologie repose sur le fait, que tous corps portées à une température au dessus du zéro degré Kelvin dégage une énergie sous forme d’ondes électromagnétiques. Ainsi, le véhicule est un objet détectable puisqu’il émet une source de chaleur importante et notamment au niveau de son moteur et de son pot d’échappement.
    La cible est détectée lorsqu’elle émet une longueur d’onde incluse dans la plage de sensibilité du capteur. Ainsi, ce type de capteur permet la détection de présence de véhicules, et proposent des applications variées telles que le comptage et la régulation du trafic, et la commande de feux tricolores. Ces capteurs sont de type non-intrusif et, en fonction du besoin, sont installés en accotement ou en surplomb des voies de circulation.
  2. Les capteurs IR actifs.
    Ces capteurs sont constitués d’une partie émettrice et d’une partie réceptrice. L’émetteur est une diode électroluminescente (DEL) qui émet un pinceau lumineux plus ou moins fin selon son application. Cet émetteur peut être un laser dont l’avantage est de pouvoir travailler dans un domaine proche du visible. En effet, le faisceau n’est pas visible pour l’usager puisque sa longueur d’onde cible est dans l’IR, pourtant le phénomène de dispersion de cette longueur permet de distinguer, lors du réglage de l’alignement du capteur, une partie visible du faisceau de couleur rouge. De plus, la directivité du faisceau issue d’une DEL laser garantit une précision de mesure notamment pour la vitesse. Le capteur IR actif est utilisé selon trois modes de détection : le mode vis à vis, le mode réflex et le mode de proximité. L’ensemble émetteur/récepteur est dissocié en deux modules en mode vis à vis, ou combiné dans un même boîtier en mode réflex (utilisation d’une surface réfléchissante) et en mode de proximité (réflexion du faisceau sur le véhicule). Cette technologie a plusieurs applications dans le domaine routier telles que la réalisation de barrières optiques, de télémètres et de cinémomètres laser de contrôle routier.

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Mesures disponibles :
Capteur IR passif : débits, vitesses.
Capteur IR actif : débits, vitesses, longueurs, temps de présence, taux d’occupation, temps et distance inter-véhiculaire, distance capteur/véhicule.

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Limites de fonctionnement :
Les capteurs de type IR passif offrent une faible précision des mesures de vitesse et de débit.
Pour les capteurs de type IR actif, le faisceau étroit du rayon lumineux émis ne permet pas de détecter tous les véhicules notamment les deux roues motorisés. Lorsque le mode de détection utilisé est en mode de proximité certains véhicules très sombres ne sont pas détectés. Le faisceau est également sensible à la pluie et particulièrement aux projections d’eau s’il est placé en bord de voie.

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Technologies connexes :
Capteurs Laser.