Pointez votre télécommande TV vers l'appareil photo de votre téléphone et appuyez sur un bouton. Sur de nombreux téléphones, vous verrez quelque chose que vos yeux ne peuvent pas voir : l'extrémité de la télécommande qui émet des pulsations d'une lumière pâle. Il s'agit de la LED infrarouge de la télécommande, qui clignote selon un code — et si cela fonctionne à travers un salon baigné de soleil, alors que le soleil émet bien plus d'infrarouges que n'importe quelle LED, ce n'est pas une question de puissance. C'est la modulation. La télécommande ne cherche pas à briller plus fort que le soleil ; elle clignote à une fréquence différente de celle du soleil, et le récepteur du téléviseur écoute uniquement les variations à cette fréquence. Un éblouissement continu, quelle que soit son intensité, est invisible pour un détecteur réglé sur le clignotement.

Cette idée — une fréquence de clignotement connue est une signature qui survit à n'importe quelle quantité de lumière constante — se retrouve aussi bien dans la plus humble des télécommandes que dans les systèmes de recherche Li-Fi qui transforment les plafonniers en points d'accès sans fil (Haas et al., « What is LiFi? » en est la présentation de référence). Et c'est tout le principe de fonctionnement de l'outil de lumière modulée de Sentio, qui l'utilise non pas pour transmettre des données, mais pour transporter une mesure.

Le montage à deux téléphones

L'outil constitue la moitié d'un binôme. Un second téléphone (ou l'application web sur n'importe quel écran) sert d'émetteur : il fait clignoter son écran entre le noir et le blanc, une onde carrée parfaite à exactement 2 Hz, avec une luminosité d'écran poussée au maximum pour que chaque cycle ait la même amplitude. L'appareil photo du téléphone de mesure observe pendant six secondes — une douzaine de cycles complets — et se pose deux questions dans l'ordre :

L'outil enregistre également la variation séparément dans les canaux rouge, vert et bleu de l'appareil photo, et verrouille l'exposition automatique et la balance des blancs après un instant de stabilisation — car un appareil photo livré à lui-même s'ajuste sur la luminosité moyenne, et cette moyenne est précisément la partie du signal que l'on écarte délibérément.

Diagram of extracting a modulated signal from ambient light. Top trace: brightness over time seen by the camera — a slowly drifting ambient level with a small two hertz square wave riding on it, plus one outlier spike. Two horizontal dashed lines mark the robust upper and lower percentile levels; their separation is the measured swing. Bottom annotation: the drifting ambient component and the outlier spike are rejected; only the oscillation at the known rate is kept. What the camera sees: ambient drift + the emitter's 2 Hz blink time (6 s capture, ≥12 cycles) brightness ambient level (drifts — rejected) glint (outlier — ignored by percentiles) swing = robust spread of samples Steady or slowly drifting light contributes nothing to the swing — only change at the emitter's known rate is measured.
La détection synchrone sur téléphone : la mesure est la variation de luminosité à la fréquence exacte de l'émetteur, lue de manière robuste pour éliminer la dérive et les reflets.

À quoi sert cette variation

À elle seule, la variation d'une unique capture signifie peu de choses — elle dépend de la distance, de l'angle, de l'écran émetteur, de l'appareil photo récepteur. Mais prenez deux captures avec le même montage et divisez-les, et tout cela s'annule. Ce rapport est le moteur des activités de vitrage : faites clignoter l'émetteur directement vers l'appareil photo, puis à travers le vitrage, et le rapport de la variation transmise sur la variation directe donne la transparence du vitrage — par canal de couleur, ce qui permet à l'absorption prononcée dans le bleu d'un revêtement à faible émissivité d'apparaître comme une sélectivité mesurée plutôt que comme une vague teinte. Faites pivoter l'émetteur d'un quart de tour entre deux captures, et le même montage permet de tester la polarisation.

Si l'on peut faire confiance à ce rapport, c'est précisément en raison de la physique des télécommandes évoquée au premier paragraphe : la lumière ambiante, les lampes, les reflets et la lumière du jour échouent tous au test des 2 Hz et sont éliminés des deux captures. Vous pouvez effectuer la mesure dans un magasin éclairé, en tenant des films contre une fenêtre, sans que la lumière du magasin n'ait son mot à dire.

Outils apparentés, et une limite

Le cousin passif de cet outil est Clignotement, qui mesure le temps de la lumière modulée par le monde extérieur — scintillement des LED, codes de clignotement des routeurs, machines rotatives. Il y a là un véritable enjeu de santé : les pratiques de scintillement des éclairages LED font l'objet d'une recommandation de l'IEEE, IEEE 1789-2015, précisément parce qu'une modulation basse fréquence que les yeux ne peuvent pas percevoir consciemment n'est pas toujours une modulation que la tête ne ressent pas. L'outil de lumière modulée se distingue par un seul mot : le clignotement est le nôtre. Un stimulus connu transforme un chronomètre de scintillement en photomètre de transmission.

Et une limite, par souci d'honnêteté : le code réel de votre télécommande est hors de portée de cet outil. Les télécommandes infrarouges modulent à des dizaines de kilohertz avec des temps de bit de l'ordre de la milliseconde — bien au-delà d'un appareil photo qui échantillonne la luminosité quelques dizaines de fois par seconde. L'appareil photo peut voir que la LED de la télécommande s'allume (un test de pile déchargée vraiment utile, rendu possible par le filtrage infrarouge imparfait des capteurs d'appareil photo), mais le décodage du signal relève de récepteurs infrarouges dédiés. L'outil sur téléphone se situe volontairement à l'extrémité lente et robuste du spectre de modulation : un signal à 2 Hz est d'une lenteur glaciaire pour la communication, mais comme support de mesure, il est assez rapide pour échapper à la dérive ambiante et assez lent pour être échantillonné fidèlement par n'importe quel appareil photo.

Instrument professionnel Montage de lumière modulée sur téléphone Là où l'écart se fait sentir
Spectrophotomètre ($3,000–$50,000) : transmission en fonction de la longueur d'onde, résolution nanométrique, faisceau de référence étalonné Rapport de transmission dans trois larges canaux de couleur, immunisé contre la lumière ambiante grâce à la modulation Spectres de revêtement, transmission UV/IR, toute valeur d'une précision d'une fiche technique — trois larges bandes RGB ne peuvent pas offrir la résolution d'un monochromateur
Luxmètre/flickermètre avec capture de forme d'onde ($500–$3,000, selon les critères de la norme IEEE 1789) Confirme et chronomètre la modulation de son propre émetteur ; lecture robuste de la variation Caractériser un scintillement rapide inconnu (PWM en kHz) — la fréquence d'échantillonnage de l'appareil photo limite ce qu'il peut mesurer
Photodiode + amplificateur à détection synchrone (montage de laboratoire, $2,000+) : la version haute performance de cette même astuce La même architecture, avec un appareil photo en guise de photodiode et des centiles en guise de détection synchrone Plage dynamique et étendue en fréquence — le montage de laboratoire capte des signaux des milliers de fois plus faibles, à n'importe quelle fréquence de modulation
Analyseur de protocole IR / module récepteur IR ($10–$100) Voit que la LED d'une télécommande s'allume ; ne peut pas décoder les porteuses à 38 kHz Lire réellement les codes de télécommande — le bon outil coûte moins cher qu'un déjeuner et n'est pas un téléphone

La règle de conception à l'œuvre : ne jamais faire confiance à un stimulus non vérifié. L'émetteur commande 2 Hz, mais la capture mesure indépendamment le temps de ce qui est arrivé et refuse de calculer quoi que ce soit à partir d'un clignotement non confirmé — la même rigueur que celle de l'outil stroboscope vérifiant sa propre lampe torche et du balayage d'isolation reconnaissant ses propres tonalités. Entre « l'application a dit à l'écran de clignoter » et « la caméra a mesuré un clignotement », une plateforme de mesure doit toujours parier sur le second.

Pour comprendre comment le ratio d'oscillation permet d'obtenir un diagnostic complet du vitrage, lisez l'article sur la transparence et la polarisation ; pour visualiser précisément là où l'optique des téléphones rivalise réellement avec celle des laboratoires, consultez notre bilan honnête.