lundi 1 janvier 2018

Les effets biologiques des lasers



De nombreuses cibles  françaises font état de l’utilisation du laser dans le cadre du harcèlement électronique. 
Des situations précises  de tirs avec des armes laser ,  ont également été notées et décrites dans les trois blogs qui exposent mon histoire. 
L'arme représentée ci-dessus a été aperçue lors d'un tir me visant dans ma voiture ,  fait dans l'encadrement d'une fenêtre  à Paris XV.

Ce qui suit est une traduction rapide , partielle et  sans autorisation d’une partie d’un texte déclassifié  en 2006,  par l'armée américaine et  intitulé : 

«Bioeffects of Selected Nonlethal Weapons» 

Le document  fait partie d'une étude du National Ground Intelligence Center de 1998 sur la technologie des armes non létales et  dont le reste n'a pas encore été déclassifié.
Il pourra être enlevé à la demande . 

 Les effets biologiques des lasers 

Il existe 3 sortes de dommages   de base liés à l’exposition du rayonnement de lasers 
Ils sont d’ordre 
- chimique, 
- thermique et 
- mécanico-acoustique

Les altérations chimiques induites par laser dans les tissus irradiés provoquent des  lésions photochimiques. 
Le rayonnement  de laser dans la partie de lumière bleue du spectre électromagnétique (.380 à .550 microns) induit des réactions photochimiques qui diminuent  en proportion de l’augmentation  de  la longueur d'onde . 
Des effets photochimiques ne sont pas observés lors d'une exposition à des rayonnements dont les longueurs d'onde dépassent 0,550 à 650 microns, car l'énergie cinétique associée aux photons est insuffisante pour amorcer un changement photochimique.

L’effet thermique est un mécanisme primaire  des blessures induites par laser. L'étendue des lésions  dépend de la longueur d'onde , de l'énergie du rayonnement incident, de la durée de l'exposition , de la nature du tissu exposé et de ses caractéristiques d'absorption. 

Généralement, ce mécanisme prédomine dans les parties visibles et proche infrarouge (0,760 à 1,4 microns) du spectre électromagnétique ainsi que  pour presque toutes les expositions d’ondes continues  et pulsées entre 0,1 milliseconde et 1 à 5 secondes.

Le troisième mécanisme de blessure associé à l'exposition au rayonnement laser est l'effet  acoustico-mécanique. 
L'énergie rayonnante est absorbée dans le tissu et  provoque une expansion thermique rapide . Après une impulsion de rayonnement laser courte (1 nanoseconde à 0,1 milliseconde), une onde de pression est générée, et peut entraîner une lésion tissulaire  par explosion ;

Généralement, les trois mécanismes fonctionnent simultanément chez un animal irradié. Les effets thermiques prédominent actuellement pour les lasers à onde continue (CW), tandis que les effets mécaniques sont d'une importance accrue pour les lasers à mode pulsé. 
Avec une puissance encore plus élevée, il faudrait   également considérer des phénomènes non linéaires tels que l'absorption multiphotonique et les effets de champ électromagnétique.

Les organes les plus sensibles au rayonnement laser externe sont la peau et les yeux. La gravité de la blessure dépend de  la nature de la cible,  de la densité d'énergie fournie ,  de la fréquence et  de la puissance du laser, mais également de  l'atténuation atmosphérique du faisceau et de l'utilisation de systèmes filtrants ou amplificateurs  par la cible, etc.

L'effet principal sur la peau est  du à l’ effet  thermique (brûlures). La sévérité varie d'un léger érythème ou rougissement à des cloques sévères ou à la carbonisation, en fonction de facteurs tels que le dépôt d'énergie totale, la pigmentation de la peau et la capacité du tissu à dissiper la chaleur.

L'œil est particulièrement sensible à l'impulsion intense du rayonnement laser en raison de sa sensibilité unique à la lumière. L'effet de focalisation est similaire à celui d'une lentille grossissante, qui concentre l'énergie sur un point particulier. Comme la cornée et la lentille de l'œil amplifient l'intensité de la lumière incidente sur la rétine, la rétine est extrêmement sensible à la lumière visible et proche de l'infrarouge . Les dommages de la rétine peuvent entraîner une perte temporaire ou permanente de l'acuité visuelle. 

Les lésions oculaires au laser varient en fonction de la puissance incidente, de la taille du point, de l'angle du faisceau, du mode temporel (continu  ou pulsé) et de la fréquence de répétition des impulsions. Les effets signalés comprennent des lésions de la cornée, des brûlures, des cataractes et des lésions de la rétine .

Certains lasers de forte puissance peuvent provoquer des effets antipersonnel par le dépôt d'énergie thermique.  Pour cela, ces lasers doivent fonctionner à une longueur d'onde facilement absorbée par la peau ou la cornée. 
Il s’agit  généralement  de lasers dans les  infrarouges lointains et moyens (10 à 12 microns et 3 à 5 microns) ainsi que des  ultraviolets (<0,4 microns). 

Cependant, les longueurs d'onde ultraviolettes ne se propagent généralement pas bien dans l'atmosphère, de sorte que les principales longueurs d'ondes dangereuses  à considérer sont comprises entre 3 et 12 microns. 
Des quantités relativement modestes de puissance laser  dans les infrarouges  lointains sont nécessaires pour produire des brûlures superficielles de la peau à courte distance. 
Des recherches sont en cours  pour concevoir des armes laser  rhéostatiques  létales . ( dissipation de l’énergie dans une résistance)

Les armes laser aveuglantes non létales utilisent généralement des faisceaux collimatés   avec une très faible divergence de faisceau, et l'énergie contenue dans le faisceau diminue relativement lentement sur de grandes distances. Les systèmes d'imagerie tels que les yeux et les systèmes de vision EO ont des optiques de focalisation qui amènent l'onde de lumière du plan incident à se focaliser sur le plan du capteur. Cela entraîne un gain optique élevé (supérieur à 100 000 pour les yeux), et  rend le capteur associé vulnérable aux influences relativement faibles de l'énergie laser.

Les effets des lasers sur les yeux sont triples:
* éblouissement , .
*  perte d' adaptation à l'obscurité 
- Cécité permanente ou semipermanente.

La gravité des lésions oculaires au laser varie selon la puissance incidente, la taille du point, l'angle du faisceau, le diamètre de la pupille (conditions de lumière ambiante), le mode temporel (CW ou pulsé) et la PRF ( pulse répétition frequency)  du laser. Les effets signalés comprennent les brûlures de la cornée, les cataractes (un trouble permanent du cristallin) et les brûlures et perforations rétiniennes. Les armes laser à basse énergie sont capables de provoquer ces dernières.

L'exposition à des énergies laser relativement faibles peut produire des changements temporaires dans la capacité de voir sans produire de blessure permanente. L'exposition à la lumière laser peut produire un effet appelé éblouissement ou éblouissement induit , qui ressemble à une  perte de vision temporaire  comme lorsqu' on est face aux  phares d'une voiture venant en sens inverse. Les effets visuels ne durent que tant que la lumière est présente dans le champ de vision (FOV). 

À des expositions énergétiques légèrement plus élevées, le même rayonnement laser peut saturer ou aveugler les cellules photo-réceptrices, entraînant des images qui s'estompent  ensuite  après l'exposition. 

Seul le rayonnement visible induira un éblouissement voilé ou  des images  (1)

le rayonnement proche infrarouge ne produira pas ces effets même si l'énergie radiante atteint les cellules photo-réceptrices. Le daltonisme et l'éblouissement, bien qu'ils ne soient pas permanents, peuvent causer de l'inconfort et une perte de vision temporaire. Certaines études ont montré que l'éblouissement et l'aveuglement peuvent sérieusement affecter les performances en   mission, en particulier dans des tâches relevant d’acuité visuelle  telles que piloter un avion ou viser.

L'aveuglement est la perte permanente ou semi-permanente de l'acuité visuelle. L'effet peut durer plusieurs heures et est généralement mis en évidence par une tache sombre dans le champ de vision. Cet endroit s'appelle un scotome. L'impact du scotome sur l'acuité visuelle variera en fonction de la taille et de la position de la lésion. La vision humaine est grandement affectée lorsque la lésion par laser se situe dans la zone de vision centrale de la rétine appelée fovéa. 

Les dommages au laser non-fovéaux peuvent être moins graves ou même passer inaperçus car ils n'affectent que la vision périphérique. Les lésions rétiniennes les plus graves surviennent lorsque la lumière incidente est si intense qu' il y a une perforation de la rétine , entraînant une hémorragie dans la couche sous-rétinienne ou, dans les cas les plus graves, dans l'humeur vitrée de l'œil. Des expositions moins sévères entraînent des lésions sur la rétine.

(1) ceci est ajouté , sans certitude sur le lien cause/effet/perception
http://lezarceleurs.blogspot.fr/2017/10/image-mentale-et-tirs-denergie-dans-le.html

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