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Traitements anti-rayures, anti-condensation, anti-salissures

En plus des traitements ayant un rôle dans les performances optiques des jumelles et longues-vues, on rencontre aujourd'hui de plus en plus souvent des traitements ayant pour but de protéger les lentilles externes contre condensation, salissures, rayures…
Ce n’est pas nouveau : l
’immense marché des lunettes de vue d’une part, et une foule de domaines industriels (médical, construction, automobile, etc, etc…) d’autre part font appel à ce genre de traitements de surface depuis longtemps, et la demande ne fait que croître.

Traitements de surface

 

Les traitements de protection des lentilles contre les agressions du milieu extérieur sont de très fines couches (épaisseur de l’ordre du millième de millimètre) déposées sur les surfaces exposées. Ces traitements de surface recourent à des technologies très sophistiquées et en plein essor. Leur coût peut être élevé (des dizaines d’€ par verre traité), même si la quantité de matière déposée est en réalité infime.

Au-delà de leur rôle protecteur, les traitements utilisés sur les verres de lunettes ou les lentilles des instruments tels que jumelles, longues-vues ou lunettes de visée ne peuvent évidemment pas interférer avec les performances optiques. Leur efficacité se
doit aussi d'être durable, ils doivent donc résister à long terme au nettoyage des lentilles et, évidemment, à la lumière.

Le monde des traitements protecteurs est touffu, il existe de multiples variantes plus ou moins coûteuses, plus ou moins efficaces. Des normes industrielles mesurent leur efficacité, mais les marques de jumelles ne les mentionnent pas et il faut donc rester vigilant face à la littérature publicitaire et être bien informé du sujet.


Une vitre mouillée sans et avec traitement hydrophobe

Traitements anti-condensation

Si vos jumelles froides sont plongées dans une atmosphère chaude et humide, elles vont se couvrir de gouttelettes de condensation, y compris sur les lentilles, ce qui empêchera toute vision nette. Nous parlons bien ici de condensation à l’extérieur des jumelles, et non à l’intérieur, ce qui serait un autre problème, lié à un défaut d’étanchéité.
Pour entraver la formation de gouttelettes perturbatrices, on applique une couche mince hydrophobe (= qui déteste l’eau), c’est-à-dire – pour les férus de physique - à basse tension superficielle. Son effet est que les gouttes d’eau ne s’étalent pas ; elles perlent et ruissellent rapidement hors de la lentille.

Du fait de leur effet antiadhérent, ces couches hydrophobes minimisent aussi l’accrochage des traces grasses, des poussières, etc… et limitent ainsi le besoin de nettoyage des verres (qui est toujours potentiellement source de griffes). Elles facilitent ce nettoyage lorsqu’il est nécessaire.

La tension superficielle

Effet lotus

La tension superficielle (ou tension de surface, ou énergie de surface) est la capacité que possède une surface « d’attirer » une autre matière. Si la tension superficielle est élevée et que cette autre matière est liquide, cette-ci s’étale sur la surface en gouttes larges. L’explication physico-chimique est que les molécules de ladite surface attirent les molécules du liquide plus qu’elles ne s’attirent entre elles (et que l’air ambiant ne les attire).

Par exemple, la tension superficielle de l’eau à température ambiante est d’environ 72 mN/m. Comme l’énergie de surface du verre propre est nettement plus élevée (env. 150 mN/m), une goutte d’eau s’étale sur le verre. Une goutte d’alcool pur s’y étale encore bien davantage, puisque sa tension superficielle n’est que de 22 mN/m.
Mais le téflon, revêtement bien connu, notamment pour les ustensiles de cuisine, a une tension superficielle de 18 mN/m seulement. Les gouttes d’eau ne s’étalent donc pas à sa surface, elles perlent. Même la graisse ou l’huile (32 mN/m) y collent peu.

Ce qui est valable pour l’eau ou l’huile l’est pour beaucoup d’impuretés diverses : elles adhèrent sur les surfaces à haute tension superficielle, mais peu sur celles dont la tension est basse. C’est le principe de base du revêtement hydrophobe des lentilles externes des jumelles et autres instruments d’optique.

Si la société Zeiss a baptisé LotuTec son traitement de protection pionnier, c’est en référence à « l’effet lotus ».
Les feuilles de lotus / nénuphar (mais aussi de chou, de capucine, de roseau…) possèdent une couche extérieure hydrophobe. Dans les années 1970, on a découvert que ce système est basé sur une mince couche de cire étalée à la surface des feuilles, où l’on observe également d’innombrables papilles microscopiques. La combinaison des deux empêche les gouttes d’eau de s’étaler. Elles roulent sur les feuilles qui restent propres.
Depuis la fin des années 90, l’effet lotus a connu de nombreuses applications industrielles que l’on qualifie de « biomimétiques ».


L'effet lotus

 
 

Traitements anti-rayures

Les verres de lunettes de vue sont, pour la plupart, des « verres organiques », c’est-à-dire des matières plastiques. Optiquement très performants, ils ont aussi le double avantage d’être plus légers et moins coupants en cas de casse que les verres minéraux. Mais ils sont bien moins durs et de là, moins résistants aux rayures, ce qui a initié la technologie des traitements anti-rayures.

Les instruments d’optiques qualitatifs utilisent, eux, des verres minéraux durs et résistants aux rayures, mais cela n’empêche pas certaines marques de mettre en avant la présence d’un traitement anti-rayures sur leurs modèles.
Les verres ED
contenant de la fluorine sont moins durs que les autres verres optiques, mais ils ne sont pas utilisés pour des lentilles externes.


Pour les verres organiques des lunettes, le traitement anti-rayures est plus utile que pour les verres minéraux des jumelles

 
 

La dureté

Une pierre, deux coups

La résistance d’un matériau à la rayure (dureté superficielle) peut se mesurer selon une échelle empirique appelée échelle de Mohs qui va de 1 à 10. Le minéral le plus dur (10) est le diamant ; le plus tendre (1) est le talc. Pour le verre et les céramiques, on utilise davantage une autre échelle, celle de Knoop.
Sur l’échelle de Mohs, les verres optiques se classent aux alentours de 5,5-6. Sachant que l’on trouve couramment dans l’environnement des poussières de quartz dont la dureté est 7, et qui raient donc le verre, on comprend que les verres puissent se griffer à l’usage.
Un traitement céramique de la lentille porte sa dureté de surface à 7, c’est-à-dire au niveau de celle du quartz. C’est un petit progrès, mais il a son intérêt pratique.

La société Vortex Optics fait d’une pierre deux coups en utilisant un traitement nano-céramique (rq : le verre est un type particulier de céramique) de la société ArmorTec qui combine une efficacité anti-condensation + anti-salissures à un effet anti-rayures.

Kite Optics cite deux traitements : le Permavision anti-condensation et salissures et le Permaresist anti-rayures.

Le traitement LotuTec de Zeiss, l’EXO barrier de Bushnell, le KR de Kowa, pour en citer quelques-uns, sont des traitements hydrophobes sans prétention anti-rayures.

Efficaces ?

La lentille qui ne se couvre pas d’eau de condensation, qui ne se salit pas et qui ne se raye pas n’existe pas encore. Mais l’efficacité des traitements anti-condensation et anti-salissures est réelle et apporte un agrément supplémentaire aux jumelles et longues-vues.
Les verres optiques de nos instruments préférés sont déjà bien résistants aux rayures, mais si cette résistance est encore améliorée par un traitement adéquat, nous ne le refuserons pas.

Ces traitements sont donc des avantages et il est probable qu’ils s’étendront peu à peu à tous les bons modèles.


Les traitements anti-condensation et autres ne font pas de miracles, mais leur effet sur l'agrément à l'usage des jumelles est positif

 
 
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