I. Des illusions pour impressionner
L’invisibilité visuelle est bien plus complexe que l’invisibilité sonore car faire disparaître un objet, comme nous l’avons vu dans le principe de la vison, nécessite de rendre invisible l’objet à une lumière qui comprend plusieurs longueurs d’onde.
Rendre invisible un objet fascine l’humanité, c’est pour cela que l’invisibité est utilisée pour des spectacles.
Le marionnettiste utilise le phénomène d’absorption pour rendre invisible son bras en le recouvrant de noir pour que le spectateur ait l’impression que la marionnette se déplace toute seule, et ainsi l’impressionner.
De plus, l’invisibilité est utilisée par des réalisateurs dans le domaine du cinéma. Certains personnages ont accès à l’invisibilité dans les films fantastiques pour impressionner le public comme dans le film Harry Potter. En réalité, les réalisateurs ont recours à des fonds verts qui sont de grandes toiles de couleur verte qui deviennent invisibles au montage du film grâce notamment à des logiciels.
Certaines illusions d’optique utilisent le phénomène d’invisibilité pour impressionner le spectateur. La plus connue est celle de la segmentation qui consiste à supprimer les “bords” d’un objet dans une image pour que le cerveau n’arrive plus à délimiter ce dernier dans l’espace, et qu’il devienne donc invisible à nos yeux.
Outre certaines illusions dans différents domaines de spectacle, d’autres techniques plus scientifiques existent pour rendre un objet invisible à nos yeux.
II. Réflexion
Si rendre un objet véritablement invisible est toujours impossible en 2018, pourquoi ne pas donner l’illusion que ce dernier est invisible ?
L’invisibilité par réflexion consiste à donner l’illusion que l’objet est invisible en détournant les ondes lumineuses autour de l’objet grâce à des matériaux qui ont pour propriété de réfléchir complètement la lumière. Ainsi, comme dans l’expérience des miroirs, la lumière que l’objet aurait normalement absorbée ou réfléchie dans d’autres directions que nos yeux, est détournée de l’objet pour masquer sa présence. Cela est cependant plus difficile qu’il n’y parait car plusieurs conditions doivent être respectées pour que l’objet nous paraisse invisible.
Tout d’abord, le rayon incident qui est la lumière arrivant sur l’objet doit être détourné et remis dans sa direction initiale pour que l’objet ne trahisse pas sa présence. Ainsi, le jeu de réflexion doit être extrêmement précis.
Mais aussi, l’objet est invisible à nos yeux seulement sous un certain angle car il faut que nos yeux soient alignés avec le rayon incident qui lui même doit être aligné avec le rayon réfléchi.
L’invisibilité par réflexion est un moyen très intéressant de faire disparaître un objet ou une personne mais il est difficile à mettre en place et ne fonctionne que dans certaines circonstances. Il faudra donc encore attendre avant de voir une cape d’invisibilité utilisant le phénomène de réflexion.
III. Réfraction
Avant d’expliquer ce qu’est l’invisibilité par réfraction, nous devons définir ce qui rend un objet transparent visible dans un milieu lui-même transparent.
Lorsque l’on place, dans un bécher rempli d’eau par exemple, un tube à essai, il est toujours visible bien qu’il paraisse quelque peu déformé. Cette impression est dû à la réfraction. Si le tube à essai, placé dans le bécher est visible, c’est parce que ces trois objets/milieux ont chacun un indice de réfraction différent. Celui de l’air est lui même encore différent ce qui les rend visible.
Comme précisé précédemment, l’invisibilité par réfraction ne peut avoir lieu que dans des milieux transparents. L’indice de réfraction est la clé de cette invisibilité.
En effet, l’invisibilité par réfraction dépend, comme l’indique son nom, de l’indice de réfraction de la lumière dans différents milieux. Afin de rendre un objet invisible par réfraction, il faut que celui-ci ait un indice de réfraction identique ou très similaire au milieu qui l’entoure. Si l’indice de réfraction du milieu entourant l’objet que l’on souhaite faire disparaître est le même que ce dernier, alors les rayons lumineux ne seront pas réfractés. Les rayons lumineux auparavant déviés lorsque les indices de réfraction étaient différents entre les différents milieux, rendant ainsi la perception des objets à nos yeux possible, viennent à disparaître. Il sera alors impossible de voir l’objet, il devient alors invisible.
Cette méthode montre une invisibilité comme on peut l’imaginer, c’est-à-dire avec la « disparition » de l’objet, qui est pourtant bien présente. Elle a pourtant plusieurs défauts. Il faut tout d’abord trouver un milieu ayant le même indice de réfraction que l’objet que l’on veut faire disparaître. Pour cela il faut la plupart du temps faire usage d’un récipient qui lui, sera bien visible (bécher dans l’expérience du glycérol). Cette invisibilité apparaît plutôt pertinente dans le cadre d’un « tour de magie » mais son utilité réelle est limitée.
IV. Interférence destructive
Il est possible de rendre un rayon lumineux, un laser par exemple, invisible, en utilisant une propriété de la lumière, les interférences. En effet, une onde lumineuse se présente sous la forme d’une onde sinusoïdale. Si l’on parvient à scinder ce rayon lumineux en deux rayons, à l’aide de dispositifs adéquats, comme des fentes d’Young puis à le projeter sur un écran, la chose suivante va se produire : n’étant pas à la même distance de l’écran comme scindés en deux, les ondes lumineuses vont se superposer avec un léger décalage. Lorsque les deux sinusoïdes seront parfaitement superposés, la lumière projetée sur l’écran va apparaître plus intense, on parlera alors d’interférences constructives.
Cependant, lorsque les deux sinusoïdes seront en total décalage, leur lumière va s’annuler et on remarquera alors des absences de lumière sur l’écran : ce sont des interférences destructives, qu nous avons utilisées et qui peuvent être utilisées pour rendre de la lumière invisible.
Lorsque les deux sinusoïdes ne sont ni totalement en opposition, ni parfaitement superposés, on aperçoit sur l’écran de la lumière moins intense, l’interférence entre les deux ondes n’étant pas assez marquée pour être constructive ou destructive.
Ce phénomène apporte en revanche plus d’aspects négatifs que positifs dans la vie courante : des interférences destructives ont lieu avec les ondes radio, qui se croisent au niveau des antennes radio, ce qui engendre des variations du signal.
Il touche aussi les ondes sonores, car dans une pièce où de la musique est diffusée en plusieurs points, par exemple, il y a des endroits de cette pièce où l’on n’entend plus la musique, toujours du fait des interférences destructives entre les ondes sinusoïdales.