Spectroscopie de réflectance infrarouge et investigations thermographiques du Suaire de Turin
J. S. Accetta et J. Stephen Baumgart
Accetta, J. S., & Baumgart, J. S. (1980, June 15). Infrared reflectance spectroscopy and thermographic investigations of the Shroud of Turin. Applied Optics, 19(12), 1921-1929. https://www.shroud.com/pdfs/Infrared%20Accetta%20Baumgart%201980%20OCR.pdf
Spectroscopie de réflectance infrarouge et investigations thermographiques du Suaire de Turin
J. S. Accetta et J. Stephen Baumgart
J. S. Accetta travaille chez Lockheed Missiles & Space Company, Inc., Albuquerque, Nouveau-Mexique 87111, et J. S. Baumgart travaille chez EG&G Corporation, Los Alamos, Nouveau-Mexique 87545.
Reçu le 31 mars 1980.
0003-6935/80/121921-09$00.50/0.
© 1980 Optical Society of America.
Dans cet article, nous présentons les résultats des investigations infrarouges du controversé Suaire de Turin. Une spectroscopie de réflectance dans les bandes de 3–5 μm et 8–14 μm a été tentée in situ à l’aide d’un équipement commercial avec un succès modéré. Des comparaisons spectrales sont établies entre des données de réflectance en laboratoire et certaines caractéristiques sélectionnées du Suaire. L’imagerie thermographique infrarouge a été réalisée avec une technique de contraste améliorée utilisant une illumination externe. En raison des similarités spectrales de la plupart des caractéristiques observées, nous montrons que les résultats sont non concluants. L’imagerie infrarouge a fourni des résultats conformes aux attentes, sans anomalies observées.
I. Contexte
Il est rare que, dans le cadre d’essais non destructifs de routine, l’occasion se présente d’appliquer des techniques établies aux reliques archéologiques, en particulier à une relique aussi controversée que le Suaire de Turin. Cette ancienne pièce de lin (authentifiée vers ~1350 apr. J.-C.) porte les images frontale et dorsale d’un homme avec les marques classiques de la crucifixion. Le support de présentation apparaît comme quasiment singulier, avec très peu de parallèles dans l’histoire de l’art de la Renaissance, et a récemment fait l’objet d’une série d’essais non destructifs pour déterminer les caractéristiques physiques de l’image.
Bien que le Suaire ait été examiné à plusieurs reprises dans le passé, une base de données exhaustive permettant de formuler des hypothèses n’existe pas. Le fait qu’une telle base de données puisse être établie est devenu l’objectif d’un certain nombre de scientifiques intéressés provenant de la communauté internationale il y a plusieurs années, et cela s’est concrétisé lors de cinq jours de tests à Turin, en Italie, en octobre 1978. Il n’était pas clair a priori quelles techniques pourraient être les plus utiles pour décoder le Suaire. En conséquence, la philosophie consistait à employer autant de tests non destructifs que possible. Deux des techniques suggérées impliquaient la spectroscopie infrarouge de réflectance de plusieurs caractéristiques sélectionnées du tissu et l’imagerie infrarouge en champ large. La justification était de tenter d’obtenir des informations sur la chimie des caractéristiques sélectionnées à partir des données spectroscopiques. De plus, l’imagerie pourrait révéler des détails non apparents dans la région visible du spectre.
Indépendamment des implications religieuses de l’image, les caractéristiques physiques du tissu sont soumises à des techniques expérimentales classiques. L’effort présentait une situation plutôt difficile dans le contexte d’une utilisation d’équipements facilement disponibles, avec des budgets limités, lors d’une seule campagne d’essai.
Cet article est divisé en deux parties. La première (Section II) traite de la technique et des résultats de l’effort de spectroscopie de réflectance infrarouge, et l’autre partie (Section III) concerne les résultats des essais d’imagerie dans les bandes de 8–14 μm et 3–5 μm.
II. Spectroscopie de réflectance infrarouge
A. Introduction
Conformément à l’exigence d’utiliser un équipement facilement disponible, les bandes infrarouges les plus adaptées à l’investigation sont les régions de 3–5 μm et 8–14 μm, où les détecteurs disponibles et les fenêtres atmosphériques coexistent de manière commode. De plus, par souci de simplicité, il a été jugé que le mode à faisceau unique de la spectroscopie devait être utilisé. Cette configuration consistait à mesurer alternativement l’échantillon et un étalon de réflectance dans des géométries identiques. Malgré les difficultés notoires associées à ce mode, dues aux variations à court terme de l’absorption atmosphérique, les circonstances ne permettaient aucune autre alternative.
B. Théorie de la mesure
Considérons un radiomètre généralisé avec des optiques de collecte et un dispositif de sélection de longueur d’onde. Un échantillon illuminé de manière externe, avec une réflectance spectrale ρₛ(λ), se trouve dans le champ de vision (FOV). La tension de sortie Vₛ du radiomètre en fonction de la longueur d’onde peut être décrite comme une intégrale de convolution :
K = constante de proportionnalité décrivant la géométrie ;
L(λ) = luminance spectrale de la source ;
ρₛ(λ) = réflectivité spectrale de l’échantillon ;
S(λ) = réponse spectrale du radiomètre.
La tension de sortie à chaque λ est une intégrale sur la fonction de réponse spectrale S(λ) du filtre élémentaire. Si S(λ) est suffisamment étroite, c’est-à-dire qu’elle tend vers une fonction spectrale pondérée δ, R(λ′)δ(λ′ − λ), les intégrales disparaissent, donnant :
La procédure est justifiée si N(Δλ) ≫ 1, où Δλ est la bande spectrale approximative de l’appareil. Pour l’instrument utilisé dans l’expérience, N(Δλ) ≈ 60.
Si une référence avec une réflectance spectrale connue ρ_R(λ) est observée, avec l’approximation décrite ci-dessus, la tension V_R de sortie du radiomètre peut également s’écrire :
Le rapport des deux approximations provenant des équations (2) et (3) donne :
comme expression finale reliant la réflectance spectrale de l’échantillon inconnu aux tensions de sortie connues et à la réflectance spectrale connue de l’étalon.
L’hypothèse implicite dans la dérivation ci-dessus est que l’échantillon inconnu et l’échantillon de référence ont des distributions d’irradiance géométriques quasi identiques et qu’aucun ne présente d’effet de dépendance à la température. Un autre argument est que l’auto-émission du composant et le rayonnement de fond réfléchi sont éliminés de la mesure. Dans quelle mesure ces exigences ont été satisfaites est discuté dans le texte suivant.
C. Configuration expérimentale
La configuration expérimentale est montrée à la Fig. 1.
Le radiomètre était un modèle Barnes 12-550 avec des optiques collectrices de 11 cm et un champ de vision (FOV) de 2,5 mrad. Cet instrument est équipé d’un détecteur HgCdTe et d’un filtre variable circulaire à deux segments, fonctionnant dans les bandes 3–5 μm et 8–14 μm, avec une résolution spectrale de λ/Δλ ≈ 60. Le temps de balayage nominal pour chaque bande était de 15 s. La source de corps noir fonctionnait à 980 °C et était focalisée à l’aide d’un ensemble de lentilles NaCl f/1 vers un diamètre de tache de ~2 cm sur la cible.
Bien que la nature hygroscopique de ces lentilles fût une source de difficulté, tant la transparence dans la région visible que la faible perte relative furent considérées comme rendant ce choix adapté à cette application. Le flux incident provenant de la source de corps noir a entraîné une température d’équilibre en surface du tissu de 59 °C (138 °F).
Pour le rejet du bruit de fond et des composants d’auto-émission, la source fut hachée à 500 Hz et traitée avec un amplificateur synchrone. Cette procédure a donné un rapport de rejet AC/DC mesuré de 50:1. Un microordinateur fut programmé pour automatiser l’enregistrement des données. Cependant, une panne survenue tôt dans l’expérience a nécessité un enregistrement sur bande magnétique, et par conséquent, l’avantage de l’effacement en temps réel du signal fut perdu. Cela devint une source majeure de difficulté en raison du faible rapport signal/bruit (SNR) rencontré dans la réflectance intrinsèquement faible (5 à 10 %) du tissu et des fluctuations atmosphériques pouvant occasionnellement dépasser ±20 % des niveaux de signal moyen. La transmission du tissu fut estimée à 10 % et ne fut pas considérée comme un effet significatif.
Comme le tissu est assez diffus en réflectance, présentant une distribution presque lambertienne, il était nécessaire, selon l’approximation définie ci-dessus, d’utiliser un étalon de réflectance présentant une distribution comparable. Le papier abrasif doré de granulométrie 240 est un excellent choix pour cette application. Cependant, afin d’éviter de changer les réglages de l’atténuateur lors de l’alternance entre l’échantillon et l’étalon, il était avantageux de choisir un étalon dont la réflectance absolue se situait dans un facteur de 2 ou moins de la valeur absolue de l’échantillon. Du papier abrasif noir plat, pulvérisé d’émail sur un papier abrasif de granulométrie 240, fut jugé raisonnablement conforme à cette exigence. Un mesurage en laboratoire de l’étalon révéla un comportement lambertien presque idéal jusqu’à 30° de la normale à la surface. Le comportement lambertien de cette surface diffuse est dû à la relative insensibilité à la géométrie lorsque l’étalon est inséré dans le plan cible.
La résolution spectrale disponible avec cet instrument a été démontrée par l’exemple. Avec la configuration montrée à la Fig. 1, utilisant un étalon en or comme cible, un échantillon de polyéthylène a été interposé entre la cible et le radiomètre. Les spectres d’absorption obtenus sont montrés à la Fig. 2 et comparés avec les spectres d’absorption du même échantillon de polyéthylène tels que mesurés avec un instrument de laboratoire à résolution modérée. Les spectres de corps solide de matériaux courants présentent généralement des caractéristiques larges, et la résolution spectrale ainsi obtenue a été jugée adéquate pour les caractéristiques spectrales attendues de la mesure réelle.
Fig. 1. Configuration expérimentale de la mesure de réflectance spectroscopique.
Fig. 2. Comparaisons de résolution spectrale entre un instrument de laboratoire à résolution modérée et la configuration expérimentale (courbe en pointillés) utilisant du polyéthylène comme échantillon (8–14 μm).
Fig. 3. Réflectance spectrale absolue du lin et du coton dans la bande de 3–5 μm. Le coton standard Sadler en transmission est également présenté pour comparaison.
Fig. 4. Comparaison de la réflectance spectrale absolue du lin et du lin brûlé dans la bande de 3–5 μm.
Fig. 5. Comparaisons de la réflectance spectrale absolue du coton et de sang entier sur coton dans la bande de 3–5 μm.
Fig. 6. Comparaisons de la réflectance spectrale absolue du lin et du coton dans la bande de 8–14 μm.
Fig. 7. Comparaisons de la réflectance spectrale absolue du lin et du lin brûlé dans la bande de 8–14 μm.
D. Procédure expérimentale
La source de corps noir focalisée, située à ~40 cm de la cible, était positionnée sur une zone d’intérêt présélectionnée. Le radiomètre, situé à ~2 m du tissu, était focalisé sur la zone et ajusté pour obtenir un retour de signal maximal. Le champ de vision étroit du radiomètre contribuait à une sensibilité de positionnement. Cependant, une fois positionné, les niveaux de signal étaient stables. Un spectre fut enregistré. L’étalon de référence fut ensuite positionné directement sur la même zone d’intérêt, en maintenant la géométrie identique, et un autre spectre fut enregistré. Les niveaux de signal dans la bande de 3–5 μm étaient considérablement plus élevés que dans la bande de 8–14 μm, et des modifications d’atténuateur correspondantes furent requises.
Il est particulièrement notable que, durant l’expérience, les fluctuations relativement importantes de l’absorption atmosphérique, surtout les jours où la précipitation locale entraînait une humidité élevée, constituaient un problème. Bien que des données suffisantes aient été recueillies pour permettre une récupération spectrale approximative, les fluctuations atmosphériques dues au bruit inhérent du système étaient d’une amplitude telle que la détermination des valeurs absolues de réflectance était peu fiable. Une autre difficulté liée au filtre variable circulaire du radiomètre nécessita l’interruption de la procédure avant son achèvement, entraînant un nombre de mesures inférieur à celui prévu.
E. Réduction des données et présentation
Comme discuté précédemment, la réduction des données a été tentée conformément à l’équation (4). En pratique, des difficultés surviennent, particulièrement avec les spectres contenant des caractéristiques relativement étroites. Il est évident que si une certaine caractéristique spectrale apparaît à la fois dans la mesure de l’échantillon et dans celle de l’étalon, le rapport de ces spectres dans la région de cette caractéristique donne une constante ; cependant, si un faible décalage en longueur d’onde se produit dans l’une ou l’autre mesure, un artefact est produit. L’effet est similaire si, par exemple, les changements d’absorption atmosphérique entre les mesures de l’échantillon et de l’étalon se produisent. Ces effets peuvent être une source d’erreur considérable dans les mesures spectrales et justifient suffisamment les techniques instrumentales à double faisceau.
Environ cinquante spectres furent pris au cours de l’expérience. Les zones d’intérêt furent catégorisées comme image, sang, brûlure, et lin.
Les zones d’image sont celles du tissu contenant les attributs anatomiques de la figure sur le tissu. En général, les spectres furent pris là où l’image était visuellement dense.
Les zones de sang sont celles contenant une tache de sang commun résultant d’une blessure, conservant encore sa couleur rougeâtre caractéristique.
Fig. 8. Comparaisons de la réflectance spectrale absolue du coton et du sang entier sur coton dans la bande de 8–14 μm.
Le terme linen (lin) désigne les régions ne contenant aucune caractéristique visuelle et représente des échantillons de l’arrière-plan ou de la couche de base homogène du tissu.
F. Discussion
Les fluctuations atmosphériques et le bruit ont empêché les données d’être réduites conformément à l’équation (4). En alternative, une distribution spectrale corrective a été déterminée en forçant les spectres normalisés du lin sans caractéristiques du Suaire à s’accorder avec les données de laboratoire sur le lin, puis en appliquant le facteur de correction calculé aux autres mesures après normalisation. Cette méthode permet des comparaisons spectrales dans le cadre de l’approximation ci-dessus, mais la magnitude absolue de la réflectance est perdue.
Comme point de référence, plusieurs spectres de réflectance de laboratoire sont montrés aux Fig. 3–8. Les similarités spectrales des échantillons sont assez apparentes. Ce résultat est largement vrai dans les deux bandes spectrales, à l’exception du sang entier sur coton dans la bande 8–14 μm. Ces résultats suggèrent que les effets de surface dominent clairement les différences chimiques connues dans cette région du spectre. À partir des données, les observations suivantes sont notées :
Le lin et le coton sont spectraltement similaires dans les bandes de 3–5 μm et 8–14 μm, les deux présentant des caractéristiques prononcées à 4,7 μm et 11 μm comme montré aux Fig. 3 et 6. À la Fig. 3, un spectre d’absorption standard KBr de Sadler est montré en comparaison avec une mesure de réflectance. La caractéristique prononcée à 3,5 μm apparaît atténuée dans le spectre de réflectance du coton et est absente dans le spectre du lin. La caractéristique présente à 4,7 μm en réflectance est presque absente en absorption. En général, la prudence est requise dans les comparaisons spectrales entre les spectres d’absorption conventionnels et les spectres de réflectance en raison des complications supplémentaires des effets réfractifs.
Les comparaisons spectrales du lin et d’une légère brûlure, comme montrées à la Fig. 4, affichent des similarités dans les bandes de 3–5 μm et 8–14 μm comme montré à la Fig. 7. En général, les spectres de brûlure sont invariants par rapport à l’intensité visuelle, montrant des réflectances absolues presque identiques dans les deux bandes spectrales. De plus, il existe une variation spectrale presque négligeable entre les brûlures et le lin nu. Le sang sur coton à la Fig. 5 a peu d’effet sur les caractéristiques spectrales du coton dans la bande de 3–5 μm, mais un effet prononcé dans la bande de 8–14 μm comme montré à la Fig. 8.
Fig. 9. Comparaisons normalisées de la réflectance spectrale du lin brûlé avec les zones moyennes d’image du Suaire et les zones de brûlure dans la bande de 3–5 μm.
Fig. 10. Comparaisons normalisées de la réflectance spectrale du lin brûlé avec les zones moyennes d’image du Suaire et les zones de brûlure dans la bande de 8–14 μm.
Fig. 11. Comparaisons normalisées de la réflectance spectrale du sang sur coton avec les zones moyennes de sang du Suaire dans la bande de 3–5 μm.
Fig. 12. Comparaisons normalisées de la réflectance spectrale du sang entier sur coton avec les zones moyennes de sang du Suaire dans la bande de 8–14 μm.
La comparaison entre les données de laboratoire et les mesures effectuées sur le Suaire a donné les observations suivantes : comme montré aux Fig. 9 et 10, les observations de laboratoire sur des zones de brûlure du lin sont similaires aux zones brûlées sur le Suaire. Il est également montré une similitude marquée entre les zones d’image et les zones de brûlure dans les deux bandes spectrales. Les comparaisons de sang montrent des différences nettement marquées dans les deux bandes, la disparité dans la bande de 8–14 μm étant assez prononcée, comme montré aux Fig. 11 et 12. Une mesure de laboratoire de sang entier sur lin n’était pas disponible.
Cependant, puisque les spectres de base des matériaux coton et lin étaient très similaires, il fut estimé que les comparaisons entre sang sur coton et sang sur lin étaient valides. Ces résultats sont quelque peu atténués par l’âge présumé du sang et par la possibilité qu’il ait subi une excursion de température assez importante due au feu. Les effets de ces facteurs sur les caractéristiques spectrales sont inconnus.
G. Conclusions
En raison des incertitudes présentes dans les données, il n’est pas possible de tirer des conclusions définitives. La similarité spectrale des zones d’image à des brûlures connues est notée et est cohérente avec les observations en termes de couleur dans la région visible du spectre ; cependant, ce résultat n’est pas sans ambiguïté, puisque les similarités spectrales sont caractéristiques de la plupart des zones examinées, comme le montrent les données dans les deux bandes spectrales. Les comparaisons du sang du Suaire avec des taches de sang connues montrent des différences marquées. On ne sait pas si ces différences sont chimiques ou dues à des effets de surface.
En ce qui concerne l’expérience en général, de nombreuses similarités spectrales suggèrent que les effets de surface dominent la chimie ou la composition dans cette région du spectre, et que si des différences chimiques discernables par des techniques spectroscopiques dans ces bandes spectrales existent, elles se situent bien en dessous des limites de sensibilité de l’instrumentation décrite ici. Sans améliorations drastiques de l’instrumentation, une seconde tentative n’est pas recommandée.
III. Investigations thermographiques
Largement non quantitative dans cette application, cette technique a été utilisée pour observer les inhomogénéités dans l’image attribuables à des différences d’émissivité infrarouge (IR) non détectables autrement dans la région visible. En plus de l’imagerie dans les bandes spectrales IR, elle offre l’avantage supplémentaire d’observations sur un champ de vision (FOV) assez large.
Considérons un détecteur IR généralisé dans un environnement uniforme à une température constante TeT_eTe, et un corps sous observation à la température TbT_bTb. Nous cherchons la variation de la température apparente résultant d’un changement d’émissivité donné. Le flux total incident sur le récepteur peut s’écrire :
Le premier terme dans l’expression représente l’émission propre du corps, et le second, le rayonnement de fond réfléchi. La différenciation par rapport à TbT_bTb et εbvarepsilon_bεb donne :
Nous demandons la condition :
Il s’ensuit que :
produisant la variation équivalente de température due à une variation relative de l’émissivité. Il est clair que, pour de grandes différences entre TbT_bTb et TeT_eTe, la sensibilité à une variation d’émissivité est proportionnellement accrue.
Si la température d’un corps est augmentée par illumination avec une source de rayonnement d’intensité I0(λ)I_0(lambda)I0(λ), une partie du rayonnement est thermalisée, et l’égalité suivante est une expression de leur équilibre thermique :
où αb(λ)alpha_b(lambda)αb(λ) = absorptivité spectrale du corps.
Si deux tels corps se trouvent dans le champ de vision (FOV), la différence de flux ou le contraste relatif peut être écrit à partir de l’équation (5) comme :
En substituant l’équation (7) dans l’équation (8), on obtient :
où le contraste de rayonnement entre deux corps est lié à leur absorptivité spectrale. Si I0(λ)I_0(lambda)I0(λ) est grand, le second terme contenant l’effet du fond peut être éliminé. En outre, si I0(λ)I_0(lambda)I0(λ) est limité à la partie visible du spectre et si α(λ)alpha(lambda)α(λ) est remplacé par 1−ρ(λ)1 – rho(lambda)1−ρ(λ), où ρ(λ)rho(lambda)ρ(λ) est la réflectivité spectrale, l’équation (9) devient :
ce qui est reconnu comme une expression décrivant le contraste dans la région visible du spectre entre deux corps de réflectivité spectrale ρb1(λ)rho_{b1}(lambda)ρb1(λ) et ρb2(λ)rho_{b2}(lambda)ρb2(λ). Nous concluons que l’image observée dans la région infrarouge, lorsqu’elle est illuminée avec une source de forte radiation, est approximativement l’image observée dans la région visible mais inversée en contraste. Nous montrons dans la section suivante que ce résultat est expérimentalement vérifié dans les limites de la sensibilité de l’instrument utilisé.
A. Expérience
La Figure 13 représente la configuration expérimentale. L’imagerie a été réalisée dans les bandes de 3–5 μm et 8–14 μm avec des caméras à balayage thermographique. La source d’illumination consistait en deux lampes photographiques de 1500 W, qui, lorsqu’elles étaient focalisées, fournissaient des niveaux d’illumination approximativement uniformes sur la région observée. Aucun contraste n’a pu être discerné sans l’illumination par projecteur, ce qui indique que les différences d’émissivité dans les divers éléments du Suaire étaient en dessous de la limite de sensibilité des caméras à température ambiante.
Avec illumination, un contraste considérable a été observé dans la bande de 8–14 μm, comme montré dans les Fig. 14–20. L’étendue nominale de température entre les niveaux noir et blanc était de 1,75 °C. Aucune caractéristique n’a été observée dans la bande de 3–5 μm, quel que soit le type d’illumination. Ce résultat est attribué à des différences d’ouverture d’instrument, et donc à des sensibilités de base, plutôt qu’à des attributs physiques de la surface.
En observant l’illumination réfléchie d’une lampe à arc sur un étalon diffus plaqué or, il a été constaté qu’aucune radiation détectable dans la bande de 8–14 μm n’était émise par les lampes. Comme montré à la Fig. 21, l’étalon apparaît totalement noir avec les réglages de contrôle nominaux. Les régions observées comprenaient le visage, la plaie du côté, l’arrière de la tête, les mains et les pieds, avec une polarité de contraste telle que les zones plus chaudes apparaissent plus brillantes.
Fig. 14. Région du visage dans la bande de 8–14 μm. Les caractéristiques observées correspondent étroitement à celles observées dans le visible, avec un contraste inversé.
Fig. 15. Comme à la Fig. 14, avec un contraste légèrement moindre et les voyants d’échelle éteints.
Fig. 16. Comme à la Fig. 15, avec expansion de l’image.
Fig. 17. Arrière de la tête dans la bande de 8–14 μm. Les zones plus brillantes de forme irrégulière dans la partie supérieure de la photo correspondent à des taches rouge cramoisi dans le visible.
Fig. 18. Mains dans la bande de 8–14 μm. La tache brillante dans la partie supérieure gauche de la photographie correspond à une tache rouge cramoisi sur le poignet dans le visible.
Fig. 19. Région du pied dans la bande de 8–14 μm.
Fig. 20. Plaie de la poitrine dans la bande de 8–14 μm. La zone brillante correspond à une large tache cramoisie dans le visible. La zone plus sombre et irrégulière correspond à une pièce de tissu cousue sur une région brûlée provenant de l’incendie de 1532.
Fig. 21. Étalon de réflectance en or illuminé par projecteurs. Le niveau noir indique l’absence de radiation détectable dans la bande de 8–14 μm provenant des projecteurs.
B. Discussion
L’absence de contraste sans illumination est attribuée à une combinaison de (Δε/ε)≪1(Delta varepsilon / varepsilon) ll 1(Δε/ε)≪1 et Te≃TbT_e simeq T_bTe≃Tb [référence à l’équation (6)], nécessitant une augmentation de la température de la cible par rapport à la température de fond pour atteindre des niveaux de contraste acceptables. Cela se traduit par des caractéristiques similaires montrant des différences négligeables de réflectances absolues. Le caractère général de l’image illuminée reflète la validité de l’équation (10) en ce qu’elle ressemble beaucoup à une impression en négatif noir-et-blanc. Il est à noter que l’arrière-plan en lin sans caractéristiques apparaît noir dans la version infrarouge. Les taches cramoisies visibles sur les plaques du côté, des mains, du visage et des pieds apparaissent relativement brillantes par opposition à leur apparence visible. Les zones d’image et de brûlure se trouvent entre les deux. L’imagerie infrarouge est une réplique approximativement inversée de l’image observée dans la région visible, sans inhomogénéités ni artefacts apparents aux yeux des auteurs. Puisque la résolution inhérente des caméras infrarouges est inférieure à celle de l’imagerie photographique de haute qualité, ce résultat peut être mis en question ; toutefois, si un tel artefact existe, il se situe en dessous des limites de résolution obtenables avec cette instrumentation.
C. Conclusions
Nous avons montré que les différences d’émissivité dans les diverses caractéristiques du Suaire sont trop faibles pour produire une image reconnaissable dans la bande de 3–5 μm ou de 8–14 μm avec des instruments ayant une sensibilité thermique de l’ordre de Delta T simeq 0{,}5,^circmathrm{C} ou moins. Ce résultat est cohérent avec des comparaisons de valeurs de réflectance de laboratoire de matériaux similaires. Avec une illumination uniforme modérée, une bonne imagerie a été observée dans la bande de 8–14 μm ; cependant, ce mode d’illumination produit une image étroitement corrélée à l’image obtenue dans la région visible avec un contraste inversé. Ce résultat est cohérent avec les considérations théoriques. Compte tenu des limites de résolution et de sensibilité des instruments, il est l’opinion des auteurs qu’aucune anomalie significative n’existe ; toutefois, nous laissons l’interprétation finale à ceux qui sont compétents dans ces domaines.
Les auteurs souhaitent remercier P. Rinaldi, A. Otterbein et L. Gonella pour leurs efforts dans la réalisation de ce projet. Nous remercions sincèrement pour les conseils précieux et l’assistance de nos nombreux collaborateurs dans ce projet, ainsi que les individus et les entreprises dont les contributions financières ont fourni le soutien nécessaire.
Ce travail a été financé par le Shroud of Turin Research Project, Inc. Il a été en grande partie réalisé lorsque les deux auteurs étaient au U.S. Air Force Weapons Laboratory, Albuquerque, Nouveau-Mexique. L’affiliation avec les employeurs actuels des auteurs est fortuite, et aucun parrainage ni approbation n’est impliqué.
Références
- E. J. Jumper and R. W. Mottern, Appl. Opt. 19, 1909 (1980).
- Pour une référence plutôt étrange à d’éventuels parallèles, voir Encyclopaedia Britannica (U. Chicago, 1979), Vol. 14, p. 1055.
- N. L. Alpert, W. E. Keiser, and H. A. Szymanski, IR: Theory and Practice of Infrared Spectroscopy (Plenum, New York, 1970), pp. 77 & 106.
- W. O. and Arizona; communication privée.
- W. Wolfe and G. Zissis, The Infrared Handbook (Environmental Research Institute of Michigan, Ann Arbor, 1978), pp. 3-84–3-88.
- S. Pellicori, Appl. Opt. 19, 1913 (1980).