Les autres types de récepteurs


Il convient de réserver, d'abord, une place spéciale aux appareils destinés à mesurer la durée de présence du soleil, pendant les différentes périodes de l'année. Il s'agit des héliographes, sortes de chambres noires dans lesquelles l'image du soleil s'inscrit, directement, sur un papier photographique lent (type JORDAN OU PERS), ou bien, brûle ou décolore un papier spécial (type CAMPBELL). Certains auteurs ont proposé des formules simples permettant de déduire, de la durée de présence du soleil dans une station déterminée, la valeur de l'intensité du rayonnement global reçu dans cette station (ANGSTRÖM - BRAZIER).

Leur emploi ne semble pas fréquent en photologie forestière.

Mais, dans beaucoup de procédés non encore décrits, c'est l'œil humain qui sert d'instrument, non pas pour lire les indications de tel ou tel appareil, mais pour apprécier, surtout l'égalité, de 2 teintes ou de 2 plages lumineuses. Car I'œil, s'il est un excellent instrument d'optique, est, par contre, un photomètre détestable, quand il s'agit de mesurer l'intensité d'un éclairement, s'il ne possède aucune possibilité de comparaison. Ceci, en raison de sa constitution même, des diverses sensibilités des zones de sa rétine, et des variations rapides et inconscientes du diamètre de sa pupille (de 4,5 mm, sous 1 lux, à 2,4 mm sous 400 lux, selon LOWENSTEIN & WESTPHAL). Sa tolérance est extrêmement grande puisqu'il perçoit, sans pouvoir malheureusement les chiffrer, des éclairements qui s'étendent de 1/3000 de lux, par ciel nocturne sans lune, à 100 000 lux, et même plus, en plein soleil, en été, vers midi.

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Cependant, l'œil est utilisé comme instrument dans certains des procédés indirects qui vont être décrits :

Le papier photographique et les méthodes photochimiques - Dans ces procédés, l'œil apprécie le degré de noircissement obtenu sur un papier photographique lent, exposé, pendant un temps déterminé, à la lumière naturelle, sous bois et en plein découvert - ou bien le temps, variable avec l'éclairement des diverses stations, mis par ce papier photographique pour revêtir une teinte standard. Il semble que ce soit HARTIG (1877), un Allemand, qui, le premier, ait eu l'idée d'utiliser ce procédé en photologie forestière. Mais C'est surtout l'Autrichien WIESNER qui, dès 1890, effectua en forêt de très nombreuses mesures, et dont il publia les résultats les plus importants en 1907. Cet auteur avait même tenté de déterminer le changement de composition spectrale de la lumière des sous-bois, en utilisant des papiers de sensibilité différente (le " Rodamin B Papier " sensible plutôt au jaune-rouge, et le " Normal Papier " réagissant au bleu-violet). On considère généralement JULIUS WIESNER comme le père de la photologie forestière. CIESLAR (1904) est également cité comme un précurseur en ce domaine. LUNDEGARDH (1930), LÉMÉE (1937) ont également employé cette méthode, qui, en raison du développement de procédés plus perfectionnés, est actuellement à peu près abandonnée. Le procédé photographique est évidemment limité par la sensibilité, assez étroite, des émulsions habituelles, et par la difficulté d'apprécier avec exactitude le degré de noircissement du papier. Il nécessite également la présence constante et vigilante de l'observateur.

Un procédé photochimique un peu différent a été étudié et appliqué en Grande-Bretagne (LEYTON - 1950) : des ampoules de verre, contenant un mélange de solutions d'oxalate d'uranium et d'acide oxalique sont placées dans différentes stations. La réaction photochimique subie par ce liquide entraîne un changement dans sa couleur et l'appréciation, délicate, de celle-ci, au bout d'une période de temps déterminée, permet de chiffrer, d'une façon approximative, la quantité de lumière qu'elles ont reçue. Parfois employé, quand on n'a pas besoin d'une grande précision, ce procédé est totalisateur.

À signaler aussi les essais effectués aux U.S.A. par BRECHTEL (1967) ; le dosage du rayonnement naturel reçu dans une station est évalué d'après la modification du pouvoir de polarisation rotatoire d'une solution de sucres divers, exposée à ce rayonnement. Le dispositif même d'enregistrement est très peu coûteux (2 flacons, l'un blanc et l'autre noir, renfermant une solution de sucres) ; mais les résultats sont assez délicats à interpréter.

Le photomètre à source lumineuse constante - Ce type d'appareil est, probablement, le plus anciennement utilisé en photométrie. Il est basé sur le fait que l'œil humain, incapable, on l'a dit, de chiffrer des intensités

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lumineuses, peut, par contre, très bien apprécier l'égalité de 2 plages lumineuses (dont l'une est obtenue grâce à une lampe étalon). BOUGUER, dès l'année 1729, avait mis au point un tel photomètre dont le principe général a été conservé, et dont un modèle, très moderne, est proposé actuellement par JOBIN & YVON (le " nitomètre-luxmètre "). Ce genre d'appareil, à lecture instantanée, doit être pourvu d'une source d'alimentation spéciale en courant électrique, qui alimente une lampe de référence. Il est extrêmement précis.

Il a été très peu employé en photologie forestière. Cependant, il convient de souligner l'utilisation très intéressante qui en a été faite en Suisse, dès l'année 1914, par KNUCHEL. L'appareil, construit par SCHWEITZER, fut utilisé dans des forêts des environs de Zurich. Il était lourd (30 kg), alimenté par des accumulateurs, et devait être transporté rapidement, en général par temps clair ensoleillé, du plein découvert à la station étudiée. 5 longueurs d'ondes étaient retenues : rouge (0,652) - jaune (0,589) - vert (0,520) - bleu (0,472) - indigo (0,440). Dans chaque station, la proportion de chacune de ces couleurs était déterminée, dans un cône d'observation vertical de faible ouverture (12°). Son maniement était long et délicat. Cependant, grâce à cet appareillage complexe, KNUCHEL a pu établir certaines données, certaines relations qui n'ont pas été démenties par les recherches, bien plus perfectionnées, qui ont été effectuées récemment sur cet aspect du problème photologique.

Les appareils donnant directement l'image du couvert - Quand l'on se trouve en forêt, il suffit de lever la tête pour se rendre compte que le couvert est constitué par une série de plages lumineuses, alternant avec des plages sombres. Sous les arbres résineux, en général, la distinction de ces deux sortes de plages est très nette. Sous les couverts feuillus, par contre, surtout s'ils sont légers, on peut percevoir d'autres plages de luminosité intermédiaire. Cependant, en utilisant des papiers photographiques très contrastés, on peut obtenir, avec des objectifs normaux, ou mieux hémisphériques, des images planes assez nettes de ces divers couverts. On détermine ainsi le degré de transparence, en faisant le rapport entre la surface des plages lumineuses, et la surface totale couverte par l'objectif utilisé. Ce procédé est très rapide (le temps de prendre une photographie) mais, évidemment, d'une interprétation photologique exacte assez difficile. Il a été utilisé jusqu'à présent, par des chercheurs anglais ou américains (EVANS & COOMBE - 1959, BROWN - 1962, ANDERSON - 1964, MADGWICK & BRUMFIELD - 1969), dans les forêts tropicales surtout, par exemple, où l'on n'a guère la possibilité d'installer à demeure des appareils totalisateurs ou enregistreurs classiques.

Une autre méthode à rapprocher de la précédente est celle utilisée en Pologne, et dans certains pays de l'Est européen, par MATUSZ (1960), grâce

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FIG. 6 - Types d'appareils d'un emploi courant en photologie forestière.
En haut : Mesure de l'ensemble des radiations solaires ; pyranomètres sphériques,
de BELLANI-DAVOS installés pour l'étalonnage.
En bas : Mesure des seules radiations visibles : luxmètre L.A.P. à cellule photoélec
-trique L.M.T. (avec filtre réducteur au 1/20).

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à un appareil original dénommé " azurometru ". Une glace, légèrement convexe, portée par un trépied, est surmontée d'une coupole hémisphérique perforée de nombreux petits orifices. Placé dans une station forestière, cet appareil donne à l'observateur une image du couvert, superposée à celle de la coupole hémisphérique perforée. En comptant le nombre total des petites plages lumineuses existant sur l'image, on en déduit, approximativement, le " degré de transparence du couvert". En quelques minutes de stationnement, on peut ainsi déterminer un élément qui donne, incontestablement, une idée assez approchée du rayonnement, ou de l'éclairement relatif qui règne dans la station où l'on a opéré.

En conclusion de cette étude, on peut relever l'extrême diversité des appareils récemment ou actuellement utilisés en photologie forestière. Cette discipline étant très nouvelle, on rencontre une variété considérable d'instruments, ou de procédés, plus ou moins satisfaisants, alors qu'en météorologie classique, les types d'appareils admis sont certainement moins nombreux. Il serait désirable que l'Union des Stations de Recherches Forestières, par exemple, préconise un nombre réduit de méthodes, et l'emploi de certains appareils, reconnus comme les plus pratiques, afin de permettre une meilleure comparaison des résultats publiés.

Il semble cependant se dégager de la littérature forestière mondiale, que l'on emploie beaucoup actuellement :

1° Dans les stations complètement équipées et alimentées en courant électrique, les pyranomètres du type dit à thermocouple (comme le " Sternpyranometer" de LINKE, par exemple) (Fig. 4).

2° Dans les stations isolées, mais d'accès périodique facile, les pyranomètres à distillation, du type Bellani, sous réserve que l'appareil de référence, placé en plein découvert, soit situé à proximité d'un lieu habité (Fig. 6).

3° Dans les stations d'accès difficiles, ou bien dans celles où l'on n'a pas l'occasion de se rendre fréquemment, les luxmètres à photopile, qui ne fournissent que des indications instantanées, et dont l'emploi nécessite certaines précautions (Fig. 6).

On trouvera à la fin de cet ouvrage, un schéma simple de montage d'un totalisateur électronique autonome de lumière, d'une réalisation peu coûteuse.