Analyse des conférences 2013

 

Les différentes sessions CMOI ont fait l’objet d’un rapport rédigé par les présidents de session qui mettent en avant les nouveautés apportées par les diverses contributions.

 

Session 2 Méthodes de Spectroscopie

Présidents : Y. BAILLY –Univ. de Franche-Comté - FEMTO-ST / Energie – Belfort (F) H. PIOMBINI – CEA /DAM, Le Ripault, Monts (F)

 

1 - Caractérisation photo-thermique d’un diapason de quartz utilisé en spectroscopie infrarouge

M. SPAJER(1), B. CAVALLIER(1), S. EUPHRASIE(1), D. VERNIER(1),X. VACHERET(1), G.MATTEN(1), P. VAIRAC(1), A. JALOCHA(2)(1) Institut FEMTO-ST, Univ. de Franche-Comté, CNRS, ENSMM, UTBM, Besançon (F)(2) CILAS, Département de Photonique, Orléans (F)

 

Cette présentation a été effectuée par M. Spajer qui propose l’utilisation d’un diapason d’horloger comme capteur de spectroscopie photo-acoustique bas coût pour de l’identification de gaz. L’absorption du matériau d’un rayonnement lors d’un balayage spectral génère des ondes mécaniques qui sont détectées par le diapason comme le fait un microphone. L’étude réalisée montre d’une part que la sensibilité du diapason varie selon qu’il est excité par le faisceau lumineux de face (la plus sensible) ou de côté, et d’autre part qu’il est préférable de travailler avec un faisceau légèrement défocalisé pour s’astreindre de la granularité du matériau qui induit une légère modification de l’absorption locale, la sensibilité variable (voire nulle) selon la localisation du spot lumineux sur le diapason. L’effet mis en œuvre est un effet thermoélastique à l’intérieur du diapason qui est maximum près de la base des branches. La modélisation des phénomènes mis en jeu effectuée à l’aide de FreeFEM++ reproduit bien les déformations et les contraintes du diapason. Ce capteur a été validé avec une couche absorbante constituée par une grille recouverte de noir de fumée déposée sur une surface métallique en mode imageur (le faisceau optique est imagé sur le diapason) ou en mode non-imageur (le faisceau optique ne rentre pas en contact avec le diapason.

 

 

2 - Mesure de fluorescence induite par lampe à arc à haute résolution temporelle, application à la mesure de température dans un tube à choc

D. BONNET (1-3), J.-M.BOUVET (1), J. LUC (1), P. GUIBERT (2), P. HERVÉ (3)(1) CEA, Dir. des Applications Militaires, Centre de Gramat, Gramat (F)(2) Institut Jean Le Rond d’Alembert – Univ. P. et M. Curie, Saint-Cyr-l’Ecole (F)(3) Lab. Énergétique Mécanique Électromagnétisme, Univ. Paris Ouest, Ville d’Avray (F)

 

L'exposé a été fait par D. Bonnet. L'objet de l’étude est l’étalonnage des capteurs de pression en dynamique pour les tubes à chocs. Deux chambres (une haute pression (HP) et une basse pression (BP)) sont séparées par un disque de rupture qui cède brutalement lors de l’augmentation progressive de la pression dans la chambre HP. Des ondes de choc et de détente se propagent alors dans le tube à chocs et servent d’échelon de pression. Pour ce tube à chocs, les domaines de pression sont de 0.1 MPa à 2 MPa et les températures associées vont de 300 K à 800 K. Les phénomènes sont rapides (temps caractéristique inférieur à la microseconde), ce qui nécessite une fréquence d’acquisition des signaux de l’ordre de 100 MHz ce qui élimine de nombreux capteurs traditionnels. La méthode choisie est la LIF (Fluorescence Induite par Laser) deux lignes. La fréquence d’acquisition nécessite une source lumineuse puissante (classiquement un laser) qui émet dans l’UV. Le gaz luminescent couramment utilisé pour cette application est le toluène qui est ici remplacé par l’anisole qui possède une absorption plus importante. La bande d’absorption de l’anisole étant plus large que celle du toluène avec l’utilisation d’une lampe XeNe de 1000 W permet d’obtenir une réponse 15 fois plus importante qu’avec le laser commercial UV identifié (430 mW à 266 nm). Un montage expérimental utilisant une enceinte, des thermocouples, une pompe et un injecteur d’anisole permet de réaliser des cartes de calibrage de la réponse de la LIF deux lignes en fonction de la température et de la fraction molaire d’anisole injectée. Ces cartes serviront à mesurer l’élévation de la température du gaz dans le tube au passage de l’onde de choc.

 

3 - Détermination de profils de température et de concentration de gaz par spectroscopie infrarouge

F. GUERMEUR(1), D. RAMEL(1), Y. BAILLY(1), R. CONSEIL(2), P. HERVÉ(2)(1) Institut FEMTO-ST, Belfort (F)(2) LEME - Université Paris Ouest Nanterre La Défense, Ville d’Avray (F)

 

D. Ramel de FEMTO-ST introduit la problématique des contrôles d’émissions de gaz (température et concentration) en sortie de moteurs pour répondre aux nouvelles normes expérimentales. L’équipe utilise la spectroscopie infrarouge et l’Equation du Transfert Radiatif (ETR). Un gaz n’émet que dans ses bandes d’absorption et possède donc un spectre discret (caractéristique des espèces en présence) dont l’intensité est bornée par la loi de Planck qui est fonction de la température. L’observation d’une scène à travers un volume de gaz dépend des transmissions successives de couches élémentaires dx qui sont caractérisées par des coefficients d’absorption Ks(x, T, C) dépendant de la température, de la pression, des concentrations et des sections efficaces. Les calculs sont ici faits dans le cas du CO2 à partir d’un modèle donnant Ks, avec des formes de profil de température et de concentration. Un ajustement entre le modèle et les valeurs expérimentales permet d’estimer les meilleurs profils réels de température et de concentration. La méthode a été validée initialement sur un banc de gaz synthétique qui permet de maitriser la nature, température et la concentration du mélange de gaz puis le système de mesure a été utilisé pour contrôler la ligne d’échappement d’un moteur d’un véhicule diesel (1.6 HDI 110 Cv). Ces contrôles peuvent être étendus à d’autres types de gaz dans l’avenir.

 

4 - Etude des champs de température et de concentration dans une réaction decombustion

J. LEBEDINSKY(1), J.-P. OFFRET(1-2), R. CONSEIL(2), V. PINA(1), Y. BAILLY(3),P. HERVÉ(1)(1) LEME - Université Paris Ouest Nanterre La Défense, Ville d’Avray (F)(2) LASUR, Asnières sur Seine (F)(3) Institut FEMTO-ST / Energie, Belfort (F)

 

Ph. Hervé du LME présente cette étude basée elle aussi sur l’équation de transfert radiatif discrétisée qui concerne la connaissance des champs de température et la concentration dans une flamme. Pour atteindre l’objectif, les auteurs utilisent la rétrodiffusion d’un laser OPO pulsé accordable de 0.42 à 2.3 µm dont le signal est recueilli par une caméra à balayage de fente et l’émission de la flamme captée par un spectrophotomètre à transformée de Fourier. Le flux rétrodiffusé durant l’impulsion laser dépend du coefficient de diffusion des espèces rencontrées sur le parcours de l’impulsion qui sonde progressivement la flamme. Le signal rétrodiffusé décroît avec le temps de balayage à cause de la décroissante de l’angle solide dû à l’augmentation de la distance de la région observée. Le spectrophotomètre FTIR récupère comme lors de la précédente présentation la réponse spectrale caractéristique du gaz et l’intensité dont l’enveloppe suit la loi de Planck. Les auteurs envisagent d’industrialiser la méthode qui a été validée sur un petit turboréacteur pour effectuer des mesures dans sites industriels.

 

Session 3 Contrôle et Mesure par Thermographie 1

Présidents : A. ARFAOUI - GRESPI, Université Reims Champagne-Ardenne (F) P. HERVÉ – LEME, Univ. Paris Ouest Nanterre La Défense, Ville d’Avray (F)

 

1 - Appréciation radiométrique et thermographique des effets du trafic sur la température de chaussée

A. KHALIFA(1), M. BUÈS(2), M. MARCHETTI(1), E. MARTIN(3), L. BOUILLOUD(3),K. CHANCIBAULT(4), J. BOUYER(1), I. DURICKOVIC(1), M. MOUTTON(1), S. LUDWIG(1)(1) CETE de l'Est - LRPC Nancy - ERA 31, Tomblaine Nancy (F)(2) Univ. de Lorraine, Géoressources, UMR 7359 CNRS/UL,Vandœuvre-lès-Nancy (F)(3) Météo-France, CNRM/GAME, URA 1357, CNRS, Toulouse (F)(4) IFSTTAR, HA/GER, Bouguenais (F)

 

En période hivernale, la surface de la chaussée se déforme (givre; verglas, pluie, neige). Ce qui réduit l'adhérence, et impacte la sécurité des usagers. Afin de prévoir l’état de surface des routes, les exploitants s'appuient sur des modèles de prévision de la TSR affinés par l'introduction de paramètres météorologiques que de paramètres géographiques. Cependant, les facteurs anthropiques comme l'impact du trafic, les fondants routiers, et la configuration spécifique du milieu urbain, ont été jusqu'à présent des paramètres plus difficiles à l'intégrer dans la prévision de la TSR. L'objectif de notre étude, consiste (1) à apprécier à l'aide d'un radiomètre infrarouge et d'une caméra thermique dans quelle proportion le passage d'un véhicule affecte cette TSR et (1) à évaluer l'ampleur de chacun des effets et leur influence sur le bilan énergétique de surface.

 

2 - Répartition thermique faciale et perception de l’effort à moyenne et forte intensités

A. ARFAOUI(1), B. JARLOT(1), F. LEGRAND(2), W. BERTUCCI(1), P. JOLY(3)(1) GRESPI/Biomécanique EA 4694, Univ. Reims Champagne-Ardenne, Reims (F)(2) Lab.Cognition Santé Socialisation EA6291, Univ. Reims Champagne-Ardenne, Reims (F)(3) Laboratoire LISM, EA4695, Univ. Reims Champagne-Ardenne, Reims

 

L’appréciation de l'effort est obtenue grâce à plusieurs facteurs biologiques, psychologiques et sociologiques. Ces facteurs jouent un rôle important dans la perception de l'effort et de son intensité. Le passage du seuil ventilatoire anaérobie se manifestant par l’apparition de douleurs musculaires, pourrait se traduire par une augmentation de la perception de l’exercice réalisé. La relation entre le visage et l’expérience émotionnelle est exprimée par l’hypothèse de la rétroaction faciale fournie par des réactions typiques du visage. Cette rétroaction pourrait conduire à la génération d'états émotionnels. L’objectif de cette étude est de corréler les variations de température cutanées faciales avec l’indice de perception de l’effort et l’état de plaisir et de déplaisir au cours de l'exercice physique.

 

Session 4 Diagnostics par imagerie 1

Présidents : J.-M. DESSE – ONERA The French Aerospace Lab, Lille (F) M. MARCHETTI – CETE de l'Est – LRPC, Nancy (F)

 

Cette session consacrée aux diagnostics par imagerie a accueilli trois présentations, dont deux dédiées aux phénomènes de fissuration dans le génie civil, et une consacrée à la fatigue mécanique des composites.Les interventions relatives aux fissures dans le génie civil ont porté sur deux des principaux matériaux utilisés dans ce domaine, le béton (ouvrages d'art) et le béton bitumineux (chaussées).

 

1 - Une méthode de relevé automatique de fissures de chaussée fondée sur la recherche de chemins minimaux

R. AMHAZ (1), S. CHAMBON (2), J. IDIER (3),V. BALTAZART (1)(1) LUNAM Université, IFSTTAR, CS 4, Bouguenais (F)(2) INP-ENSEEIHT, IRIT, Toulouse (F)(3) LUNAM Université, IRCCyN, Nantes (F)

 

Les outils conduisent à une détection de fissure avec un bon degré de fiabilité et peuvent prétendre à ensuite tendre vers la mise en place d'un seuil d'alerte. Les travaux pour les chaussée prennent en compte les caractéristiques photométriques et géométriques des fissures tout en étant le plus robuste possible à la texture de l'image, avec les algorithmes de Dijkstra. L'approche pour la fissuration dans les bétons s'inspire d'ailleurs de celles pour les chaussées. L'hypothèse est que les fissures correspondent à des pixels plus sombres que le fond de l'image, avec une sélection de chemins (au départ de chaque pixel) pour aboutir au chemin minimal. Le travail présenté a amélioré les performances par une réduction du temps de calculs et une stratégie de sélection des meilleurs chemins minimaux. L'algorithme comporte quatre étapes : sélection des pixels amorces, recherche de chemins minimaux entre les pixels amorces, sélection des chemins minimaux et élimination des fausses alarmes. La méthode proposée conduit à un taux de prévisions correctes de 80%, contre 65% sur une même population de dix images représentatives de celles recueillies en exploitation.

 

2 - Mesure de l’indice de fissuration du béton par traitement d’images

J.-M. MOLIARD (1), V. BALTAZART (1), B. BÉRENGER (2), T. PERRIN (3),P. CHARBONNIER (3), D. PRYBYLA (3), C. TESSIER (1)(1) LUNAM Université, IFSTTAR, CS4, Bouguenais (F)(2) LUMAN Université, CETE Ouest, Les Ponts de Cé (F)(3) CETE Est, Strasbourg (F)

 

L'approche pour les béton portait sur une généralisation de la méthode manuelle actuellement employée pour exploiter davantage l'information potentielle contenues dans les images. Là encore, la méthode fait l'hypothèse d'une relation implicite entre la valeur de niveaux de gris et la profondeur de la fissure, réaliste pour des fissures à bords nets. En phase de validation, la précision de mesure relative est meilleure que 5% mais se dégrade vers la limite de résolution. En situation réelle, une bonne concordance a été observée entre la méthodes de mesure manuelle et celle qui est numérique pour élaborer l'indice de fissuration. Le perspectives portent maintennat sur un indice de fissuration isotrope, par balayage la surface par un ensemble de segments parallèles orientés selon une direction donnée, puis de moyenner les indices pour les quatre directions 0, 90, 45 et 135 degrés.

 

3 - Suivi d’essais de fatigue bi-axiale sur des composites stratifiés

D. BUSCA (1), M. FAZZINI (1), B. LORRAIN (1), S. MISTOU (1,2), M. KARAMA (1), M.L. PASTOR(1) Université de Toulouse, INP, Ecole Nationale d’Ingénieurs de Tarbes, Tarbes (F)(2) Nimitech Etudes, Bagneres de Bigorre (F)(3) Université Paul Sabatier de Toulouse, IUT Tarbes, Tarbes (F)

 

La troisième intervention rejoint le suivi de l'état d'une structure (Structure Health Monitoring). Ce travail sur le suivi de fatigue bi-axiale sur des matériaux composites s'appuie sur un outil développé spécifiquement, avec de la stéréo-corrélation d’images, et l'observation du champ de température sur la totalité de la surface pour détecter une éventuelle baisse de la rigidité du matériau, signe d’endommagement. Un profil d'éprouvette a d'abord été validé, notamment par exemple sur les critères de concentration des contraintes dans la zone centrale de l'éprouvette, l'adaptabilité au procédé de fabrication. L'outil nécessite quelques améliorations, mais l'approche s'appliquera à différents types de matériaux.

 

Session 5 Capteurs à Fibres Optiques Répartis

Présidents : P. FERDINAND - CEA LIST, Gif-sur-Yvette (F) P. PICART, ENSIM, Université du Maine, Le Mans (F)

 

1 - Mesures réparties de température par Capteurs à Fibres Optiques et effet Raman pour le suivi de l’efficacité énergétique des bâtiments

P. FERDINAND (1), M. GUISEFFI (1), N. ROUSSEL (1), S. ROUGEAULT (1),V. BARENTIN (2)(1) CEA LIST, Laboratoire de Mesures Optiques, Gif-sur-Yvette (F)(2) CEA LITEN, Lab. Energétique du Bâtiment, Le Bourget du Lac (F)

 

La session 5 dédiée aux Capteurs à Fibres Optiques (CFO) de type réparti a débuté par une présentation de Pierre Ferdinand, Directeur de Recherches aux CEA portant sur l’instrumentation des bâtiments par CFO répartis (continument sensibles). Il faut en effet savoir qu’avec près de 44 % de l’énergie finale consommée, le premier secteur énergivore national demeure celui du résidentiel-tertiaire, et de facto le gisement d’économies d’énergies dont il est porteur fait l’objet de nombreuses attentions. C’est pourquoi, depuis quelques temps, les technologies évoluent, de même que les outils de diagnostic et de simulation autour de l’efficacité énergétique des bâtiments et de l’intégration d’Energies Nouvelles et Renouvelables (ENR).Un projet ANR dénommé Batimètre a été lancé avec pour objectif le développement d’une méthode de mesure des paramètres influant sur la consommation énergétique d’un bâtiment Basse Consommation Energétique (BCE). Deux maisons ont été construites sur la plateforme INCAS, à Chambéry. En plus de nombreux capteurs traditionnels, des CFO fondés sur la réflectométrie Raman, jouant le rôle de thermomètres répartis, ont été déployés sur les principales surfaces de ces maisons (murs, combles, vides sanitaires) lors de leur construction, tant en intrados qu’en extrados des murs extérieurs. Pour prouver la viabilité industrielle, les câbles n’ont pas été posés par les équipes de R&D mais par le prestataire chargé du câblage électrique.Les premières mesures Raman ont permis de valider la conformité du déploiement avec le plan, et d’observer des variations de températures plus ou moins importantes, en fonction des façades, durant la journée eu égard à l’orientation solaire. Ainsi certaines zones, comme les combles, s’illustrent par des évolutions thermiques plus ou moins prononcées. Par contre, certaines autres présentent une moins grande variabilité, du fait par exemple que le câble correspondant est situé entre les murs, donc peu exposé aux variations thermiques extérieures.Cette méthode innovante pour le bâtiment fournit une mesure tous les mètres et toutes les deux minutes, et réalise un grand nombre de mesures (213 000 par jour) à un coût opérationnel réduit. Grâce à la base de données, contenant les profils thermiques en plus des mesures réalisées par les capteurs traditionnels, une méthodologie a été développée pour mesurer et contrôler la performance énergétique de ces bâtiments expérimentaux instrumentés. Elle permet d’isoler les phénomènes thermiques utilisés dans les outils de simulation thermique dynamique, et de comparer une grande quantité de paramètres intermédiaires (températures de vitrage, rayonnement solaire incident, températures d’air intérieur, …) prédits et mesurés in situ.

 

2 - Mesures réparties de température et de déformations sur fibre optique unique par combinaison des analyses des rétrodiffusions Rayleigh et Brillouin

S. DELEPINE-LESOILLE(1), G. PILORGET(1), J. BERTRAND1), A. GUZIK(2), K. KISHIDA(2), G. MOREAU(3), J.-M. HENAULT(3)(1) Andra, Chatenay-Malabry (F)(1) Neubrex Co. Ltd., Kobe, Hyogo, Japan (JP)(2) EDF R&D, Chatou (F)

 

Ces travaux sont menés en collaboration entre l’ANRA (Agence nationale pour la gestion des déchets radioactifs), EDF et Neubrex une société Japonaise. La problématique est liée à la nécessaire observation et surveillance des structures et des colis des déchets radioactifs produits en France, et stockés géologiquement. Les technologies d’auscultation actuelles sont de plus en plus sollicitées et mises à l'épreuve sur leurs performances, notamment du point de vue de leur durée de vie. Les mesures réparties par fibres optiques sont ainsi une réponse adaptée à l’auscultation d’ouvrage présentant de grandes surfaces ou de grands linéaires, comme les digues, les enceintes ou les aéro-réfrigérants. Après un bref tour de vue de l’état de l’art les auteurs décrivent un banc conçu et développé au LNE et capable de mesurer température et déformation de la structure hôte, par mesure rétrodiffusion Brillouin et Rayleigh. Les résultats sont encourageants et le principe de décorrélation des paramètres thermique et mécanique avec ces deux mesures de rétrodiffusion, dans une même fibre optique, est démontré mais les performances obtenues s’avèrent dégradées.

 

3 - Capteurs à fibres optiques répartis : évaluation de la technologie Rayleigh pour la surveillance de voies ferroviaires et de chaussées (détection de fissures)

X. CHAPELEAU(1), L.-M. COTTINEAU(1), T. SEDRAN(2), P. HORNYCH(2), J. BLANC(2), J. CAILLIAU(3), J.-L. GAUTIER(4) (1) PRES L'UNAM, IFSTTAR - centre de Nantes, département COSYS, Bouguenais (F)(2) PRES L'UNAM, IFSTTAR - centre de Nantes, département MAST, Bouguenais (F)(3) RAILTECH International, Raismes (F)(4) COLAS, Campus Scientifique et Technique, Magny les Hameaux (F)

 

Ces travaux sont menés en collaboration entre l’IFSTTAR, RAILTECH et COLAS et concernent une stratégie de surveillance ayant pour objectifs de garantir la sécurité et de prolonger la durée de vie des structures de génie civil (SHM). Le laboratoire IFSTTAR a avons choisi de tester la technologie Rayleigh pour détecter l'apparition de fissures dans des chaussées bitumineuses et dans des dalles en béton d'une voie ferroviaire sans ballast. Ce choix de technologie s’explique par une excellente résolution spatiale (de l'ordre du centimètre) bien que la portée de mesure soit limitée à 70m. Les tests ont été effectués en laboratoire sur des maquettes à l'échelle 1 qui ont été soumises à des essais de fatigue. Ces tests ont permis de valider l'intégration d'un capteur à fibre optique dans une structure en béton (voie ferroviaire sans ballast) et dans une chaussée bitumineuse, ainsi que d’évaluer la faisabilité et la pertinence de cette technique de détection in-situ de fissures. Les résultats exposés sont prometteurs puisqu'ils permettent d'envisager réellement le développement d'un système de SHM intégré à la chaussée. Certaines questions relatives à la durabilité sur le long terme des câbles optiques insérés à cœur et à la décorrélation des mesures en température et déformation seront étudiées dans un futur proche.

 

Session 6 Capteurs à Fibres Optiques Distribués

Présidents : S. DELEPINE-LESOILLE - ANDRA, Chatenay-Malabry (F) C. LUPI - Laboratoire GeM, Université de Nantes (F)

 

Cette session a comporté quatre présentations, illustrant la variété des applications adressées par ce type de capteurs

 

1 - Filtre optique pour interrogateur de capteurs à réseau de Bragg

M. SINOU (1), M. GOSSELIN (1-2), N. FRAVAL (2) L. DUPONT (1)(1) Telecom Bretagne, Département d’optique, Brest (F)(2) EVOSENS, Technopole Brest Iroise, Plouzané (F)

 

Les interrogateurs à réseaux de Bragg sont très souvent basés sur l'emploi d'une source accordable. La solution proposée ici consiste à réaliser cette source en associant une diode de type SLED à un filtre accordable basée sur l'emploi de cristaux liquides. Une cavité Fabry Pérot est réalisée en insérant des cristaux liquides entre deux plaques de verre sur lesquelles des réseaux de Bragg ont été déposés. L’indice de réfraction du cristal liquide est modifié en lui appliquant une tension électrique. Trois types de filtres ont ainsi été réalisés à partir de cette architecture. Il est alors possible d'obtenir une accordabilité du filtre de 120 nm pour une tension de commande 200 V. La réponse dynamique du filtre est de l'ordre de la ms et cette dernière présente un hystérésis. Il est cependant envisageable d'augmenter la mobilité des cristaux liquides (par conséquent la réponse dynamique) en chauffant la cavité et d'atteindre alors des temps de réponses de l'ordre de quelques centaines de Microsecondes pour envisager des vitesses de balayage de l'ordre de 10 kHz.

 

2 - Modélisation du comportement dynamique d'un capteur à réseau de Bragg pour la mesure de pression en détonique

L. BOUYERON(1-2), A. LEFRANÇOIS(1), J. LUC(1), HAN-CHENG SEAT (2)(1) CEA, Direction des Applications Militaires, Gramat (F)(2) CNRS, LAAS, Toulouse (F)

 

Pour valider les performances d'un explosif, il est nécessaire de mesurer l'évolution temporelle de la pression induite par l'onde de choc. La littérature fait état de techniques de mesures peu invasives par fibres optiques. Or souvent l'hypothèse sous-jacente est que le capteur est soumis à une pression uniforme sur toute sa longueur, ce qui n'est malheureusement pas toujours le cas. Les auteurs ont donc mis en oeuvre une modélisation dynamique du comportement spectrale du réseau en procédant à une analyse « tranche par tranche » du réseau. Ainsi la compression des différentes couches constituant le réseau lors du passage de l'onde de choc peut être prise en compte et permet alors d'optimiser le dispositif expérimental d'interrogation associé. Ce dernier basé sur un interféromètre de Mach-Zehnder à un temps de réponse limité par le temps nécessaire à l'onde pour traverser le réseau de Bragg (ici 1mm de long). Par ailleurs, il est primordial de maîtriser une différence de chemin optique inférieure à 100 µm entre les deux bras de l'interféromètre. Les premiers essais réalisés en Juin 2013 confirment les attentes et préconisations tirées de cette modélisation.

 

3 - Analyse vibratoire à partir d’extensomètres à fibre optique longue base

G. CUMUNEL(1), P. ARGOUL(1), S. DELEPINE-LESOILLE(2)(1) Univ. Paris-Est, Lab. Navier (ENPC/IFSTTAR/CNRS), Marne la Vallée (F)(1) ANDRA, Chatenay-Malabry (F)

 

Deux miroirs semi-réfléchissants insérés dans une fibre optique constituent une jauge de déformation. En effet, avec un système de mesure approprié, on peut aisément déterminer la distance entre les deux miroirs. Le système de mesure est un interféromètre de type Michelson double étage qui permet de réaliser cette mesure à 50Hz. La fibre optique est collée sur une poutre, donc on mesure en fait l’évolution de l’intégrale de l’abscisse curviligne de la structure. L’analyse modale de la poutre a été réalisée pour modéliser ce que le système mesure réellement. Il ressort que les extensomètres longue-base collés continûment en surface peuvent permettre, suivant leur placement, de filtrer certains modes de vibration de la structure. L’adaptation de ce principe à une structure de type plaque a été présentée. On peut également jouer sur la forme (plus seulement sur surface) pour n’être plus sensible qu’à un seul mode spécifique de vibration de la structure. Une validation expérimentale a été menée et a confirmé que (i) les fréquences et amortissements mesurés sont conformes aux capteurs ponctuels, (ii) l’originalité des extensomètres fibres optiques et la spécificité pour le filtrage modal.

 

4 - Caractérisation en champ lointain d’un microcollimateur autocentré à fibre optique à extrémité micro-structurée

(1) Laboratoire d’optique appliqué « LOA », Université Ferhat Abbas, Sétif (DZ)(2) Unité de recherche en photonique et optique, URPO – CDTA, Université Ferhat Abbas., Sétif (DZ)

 

Un microcollimateur est placé en extrémité de fibre. Il sert au transfert d’énergie. L’enjeu est l’alignement des microlentilles sur l’axe de la fibre. Le travail vise à augmenter les tolérances du système de couplage. La solution proposée est d’équiper une fibre monomode de 4 µm de cœur, attaquée chimiquement par acide chlorhydrique pour créer un « V », avec une microlentille de 26µm de diamètre. Le positionnement est réalisé en dynamique par mesure de champ lointain. Le décentrage obtenu par cette technique est de l’ordre de 0.1µm dans une direction, le double dans l’autre, ce qui est conforme à la littérature. Cette technique est indépendante de l’excentricité, ce qui en fait son originalité.

 

Session 7 Contrôle et Mesure par Thermographie 2

Présidents : A. ARFAOUI - GRESPI, Univ. Reims Champagne-Ardenne (F) P. HERVÉ -LEME, Univ. Paris Ouest Nanterre La Défense, Ville d’Avray (F)

 

1 - Photothermométrie. Applications aux bains de fusion et à la vulcanologie

L. NAVELLO(1), N. RAMBURE(2), P. HERVE(1) et Y. BAILLY(3)(1) LEME, Univ. Paris Ouest Nanterre La Défense, Ville d’Avray (F)(2) LASUR, Asnières sur Seine (F)(3) Laboratoire FEMTO -ST, Belfort (F)

 

La mesure pyrométrique est impossible si la séparation du rayonnement perturbateur du rayonnement émis n’est pas effectuée. Le rayonnement provenant d'une source perturbatrice et réfléchi sur la surface du matériau peut être beaucoup plus important que le rayonnement émis par ce matériau. Le but de cette étude est de déterminer sans contact la température de surface d'un matériau soumis à un rayonnement perturbateur intense (type flamme, paroi chaude, etc) dans des domaines comme l'aérospatiale, les moteurs cycliques, le Tokamak, les réacteurs chimiques.

 

2 - Mesure des températures de surface in-situ par thermographie infrarouge

J.-P. MONCHAU(1), L. IBOS(1), M. MARCHETTI(2), V. FEUILLET(1)(1) Université Paris Est, CERTES / OSU Efluve, Créteil (F)(2) CETE de l'Est - LRPC Nancy - ERA 31 ,Tomblaine Nancy (F)

 

Le thème de la présentation porte sur la nécessité de prendre en compte l’influence de l’environnement sur les mesures de température par thermographie. Les températures de l’environnement et de l’atmosphère, l’émissivité, la transmission de l’atmosphère sont les paramètres qu’il faut mesurer puis intégrer dans un code de calcul pour obtenir une image corrigée de la scène.

 

3 - Thermographie infrarouge active sur matériau du génie civil

L. IBOS(1), M. MARCHETTI(2)(1) Université Paris Est, CERTES / OSU Efluve, Créteil (F)(2) CETE de l'Est - LRPC Nancy - ERA 31, Tomblaine Nancy (F)

 

L’étude présentée porte sur l’utilisation de la thermographie impulsionnelle sur des matériaux du génie civil qui présentent des hétérogénéités marquées ainsi qu’une forte porosité. Les auteurs décrivent l’appareillage qu’ils ont utilisé et leur protocole de mesure. Ils présentent ensuite leurs résultats sur des plaques de béton bitumeux dans lesquelles ils ont introduit des défauts de différentes tailles et à plusieurs profondeurs.

 

Session 8 – Diagnostics par imagerie 2

Présidents : T. BOSCH – LAAS, INPT - Université de Toulouse (F) M. SPAJER – FEMTO-ST, Université de Franche-Comté, Besançon (F)

 

1 - Utilisation d’une caméra à double objectif et de l’homographie variable pour la mesure de défauts sur des tissus

C. CUDEL(1), S. KOHLER(1), J. XU(2), S. FONTAINE(3), O. HAEBERLÉ(1),M.-L. KLOTZ(1)(1) Lab. MIPS, EA 2332, Université de Haute Alsace, Mulhouse (F)(2) Rhine-Waal University of Applied Sciences, Kleve (D)(3) ISAT, EA 1859, Univ. de Bourgogne, Nevers (F)

 

Ces travaux présentent une méthode originale de mesure 3D appliquée aux fibres émergentes d’un tissu et adaptable à bien d’autres domaines industriels. La modélisation du dispositif au moyen de l’homographie variable conduit à une phase de calibrage simplifiée, qui peut facilement être réalisée par un opérateur à l’aide d’une mire placée à différentes distances. Le principe de la mesure a été validé sur un objet pyramidal. L’incertitude de mesure est inférieure à 5% avec un processus de mise en correspondance adapté à la nature des images.

 

2 - Métrologie de silhouettes par la méthode de corrélation d'images virtuelles

M. FRANÇOIS, J.-C. THOMAS, A. BLOCHLaboratoire GeM, Faculté des Sciences de Nantes, Nantes (F)

 

La cartographie, l’imagerie médicale, la mesure mécanique, le reverse engineering utilisent la détection de contour, le plus souvent par filtrage. La méthode proposée améliore le précision de l’identification grâce à corrélation de l’image brute avec une courbe virtuelle dont on peut paramétrer l’épaisseur et les niveaux de gris : théoriquement 1/1000 et pratiquement 1/100 pixel. L’image virtuelle est discrétisée 3 fois plus finement que le pixel tandis que l’image physique est interpolée. Le contour virtuel, initialement large, est aminci jusqu’à 0.7 pixel pour un contour idéalement net. 256 niveaux de gris sont suffisants. La métrologie requiert des images nettes : l’exemple choisi est un raccord fileté, dont l’ellipticité est détectée ave une précision de 0.03 pixel (3.35 µm).

 

3 - Vérification automatique des montages d’usinage par vision artificielle – Application à la sécurisation de l’usinage

B. KARABAGLI (1,2), T. SIMON (1,2), J.-J. ORTEU (1)(1) Université de Toulouse, Mines Albi, ICA (Institut Clément Ader),Albi (F)(2) Université de Toulouse, IUT de Figeac, Figeac (F)

 

La sécurisation de la production mécanique doit s’appuyer sur la validation automatique des montages d’usinage, notamment avec les fraiseuses à grande vitesse où les collisions ont des conséquences très coûteuses. La position des brides n’est en effet pas transférée dans les systèmes de FAO. On propose une vision monoculaire traitée par des algorithmes rapides peu gourmands en ressources informatiques. Le modèle CAO est recalé sur l’image réelle à l’aide du squelette, des contours et des cotes, la caméra étant installée à la place de la broche. Après sélection des primitives, les graphes permettent d’en représenter l’organisation topologique. L’analyse locale de chaque zone d’intérêt indique la conformité du montage d’usinage réalisé et permet une prise de décision robuste.

 

4 - Problématique de la mesure d’émissivité pour le diagnostic quantitatif des structures

J.-P. MONCHAU(1), L. IBOS(1), M. MARCHETTI(2)(1) CERTES, Université Paris Est / OSU Efluve, Créteil (F)(2) CETE de l'Est - LRPC Nancy - ERA 31, Tomblaine Nancy (F)

 

La précision des mesures de température est essentiellement limitée (quelques K) par les variations d’émissivité des surfaces étudiées. Exemple des routes lors des prévisions de gel : il faut mesurer périodiquement l’émissivité, modifiée par la pollution et le vieillissement. Une méthode indirecte a été développée en laboratoire, mesurant la réflectivité avec une source IR modulée, puis une modulation mécanique à plus haute fréquence, mieux adaptée aux mesures en extérieur. Les expériences concernent un grand nombre de matériaux de construction, dans le but de constituer une base de données.

 

Session 13 Optique pour les Sciences du Vivant

Présidents : G. POLIDORI - GRESPI, Univ. Reims Champagne-Ardenne, Reims (F) L. SIOZADE LAMOINE -Univ. Aix Marseille, Institut Fresnel, Marseille (F)

 

1 – Des lunettes pour la DMLA

D. AÏT-YAHIATENE (1), O. AÏT(1), C. CUDEL(2), P. LENOBLE(3)(1) LIGHTVISION, Mulhouse (F)(2) Laboratoire Modélisation Intelligence Processus Systèmes MIPS, EA 2332,IUT de Mulhouse, Univ. de Haute Alsace, Mulhouse (F)(3) Centre Hospitalier Emile Muller, Mulhouse (F)

 

Le premier exposé, présenté par Daniel Ait-Yahiatene de la société LightVision, a trait à la conception de lunettes à réalité augmentée par projection sur la rétine à destination de personnes atteintes de DMLA. Par le biais d’une caméra placée sur les lunettes, l’environnement en face du malade va pouvoir être filmé. Ces images seront éventuellement retouchées au niveau de la luminosité, des contrastes, ou zoomées, puis transmises à un système optique qui les projettera directement sur la partie encore saine de la rétine. Le système étant couplé à une technologie de suivi de la pupille, les images seront toujours retranscrites au bon endroit de la vue.

 

2 - Quantification de la transparence des greffons cornéens

L. SIOZADE LAMOINE (1), O. CASADESSUS (1), G. GEORGES (1), C. DEUMIÉ (1),L. HOFFART (2)(1) Univ. Aix Marseille, Ecole Centrale Marseille, Institut Fresnel, Marseille (F)(2) Univ. Aix Marseille, Service Ophtalmologie, Hôpital de la Timone, Marseille (F)

 

Le second exposé, présenté par Laure Siozade Lemoine, relate la possibilité d’apporter un outil de quantification de la transparence de la cornée humaine, dont la fonction première est de transmettre la lumière dans l’œil jusqu’à la rétine. L’accent est mis d’une part, sur l’étude expérimentale des propriétés de diffusion de la cornée en fonction du degré d’hydratation du tissu et d’autre part, sur l’influence de la présence d’un œdème analysée par OCT sur la modification de microstructures lamellaires induisant des hétérogénéités au sein même de la cornée affectant les propriétés de diffusion de la lumière du tissu.

 

Session 14 Mesures par Interférométrie

Présidents : S. EQUIS - EMPA, Thoune (CH) P. MONTGOMERY - ICube, Equipe IPP, Strasbourg (F)

 

La session 14 sur les méthodes de mesures interférométriques a surtout mis en évidence la créativité et la richesse des nouvelles techniques interférométriques optiques dans l’étude de nouveaux matériaux et systèmes mécaniques et photoniques. L’utilisation de la microscopie interférométrique, des techniques ESPI, de l’holographie numérique et de l’holographie dans de nouveaux photopolymères montrent des avancées intéressantes pour la caractérisation dans des domaines aussi variés que la rugosité de surface, les déformations en milieux extrêmes, les ondes acoustiques dans des milieux désordonnés, la structure des objets microscopiques transparents et les nouveaux systèmes de stockage d’information.

 

1 - Application d’opérateurs d’énergie Teager-Kaiser en interférométrie en lumière blanche pour la mesure de rugosité statique et dynamique

P.C. MONTGOMERY, F. Salzenstein, D. Montaner, F. Anstotz B. Serio,P. PFEIFFERLab. Sciences de l’Ingénieur, de l’Informatique et de l’Imagerie (ICube), Univ. Strasbourg (F)

 

Le premier papier portait sur les travaux au nouveau Laboratoire ICube à Strasbourg sur l’application de l’opérateur d’énergie Teager-Kaiser dans le filtrage de signaux de franges blanches d’interférences pour la mesure de rugosité de surface. Plusieurs techniques ont été étudiées pour améliorer la sensibilité axiale des mesures en utilisant cet algorithme. Les résultats montrent que sur des surfaces localement lisses, une sensibilité axiale de 4 nm est atteinte avec une interpolation par correction de phase locale et 15 nm sur des surfaces très accidentées avec une interpolation spline de 2e ordre. La technique est compétitive avec des méthodes classiques de traitement en termes de sensibilité et de robustesse aux artéfacts de mesure mais avec l’avantage d’être plus compacte et rapide. La technique présente un intérêt pour de nombreuses applications industrielles et biomédicales.

 

2 - Interférométrie de speckle pour la mesure de déformations du gainage de combustibles nucléaires

M. FABERT(1), L. GALLAIS(1), Y. PONTILLON(2)(1) Institut Fresnel, Université Aix-Marseille, Ecole Centrale Marseille, Marseille (F)(2) CEA, DEN/CAD/DEC/SA3C, Saint-Paul-lez-Durance (F)

 

Le papier suivant concernait le développement d’un système d’interférométrie speckle par l’Institut Fresnel de Marseille pour la mesure de la déformation du gainage de combustibles nucléaires dans une éprouvette de laboratoire soumis à des montées de température (le système DURANCE du CEA Cadarache). De telles études sont nécessaires pour mieux comprendre le comportement du gainage lors du fonctionnement normal ou incidentel d’un réacteur nucléaire de puissance. Des premiers résultats ont été montrés sur des déformations induites dans le gainage par moyen mécanique. A terme, le projet vise à développer un système de métrologie optique in situ, avec toutes les conditions extrêmes associées comme la présence de radioactivité, de champs électromagnétiques et des vibrations dues au système de refroidissement. Ces études semblent intéressantes dans l’effort de renforcer la sécurité des centrales.

 

3 - Visualisation d’ondes acoustiques 3D par holographie numérique couleur

M. LECLERCQ (1), V. TOURNAT (1), G. PENELET (1), P. PICART (1,2)(1) LUNAM, LAUM, CNRS, Université du Maine, Le Mans (F)(2) Ecole Nationale Supérieure d’Ingénieurs du Mans, Le Mans (F)

 

Le troisième papier présentait une étude effectuée au Laboratoire LAUM du Mans pour développer un système de mesure des ondes acoustiques dans les milieux granuleux construit autour de l’holographie numérique trichromatique. La particularité de ce système est l’utilisation de trois longueurs d’ondes, ce qui permet la mesure du champ des déplacements 3D à partir de trois sensibilités différentes. Les résultats de tests sur une collection de micro-billes de sable (diamètre 150 µm) dans un bac excités avec un vibreur ont permis de montrer des mesures d’ondes acoustiques. Les avantages du système sont l’investigation en plein champ et sans contact. L’intérêt porte sur une meilleure compréhension de milieux désordonnés du point de vue physique et mécanique.

 

4 - Holographie numérique sans référence

P. PICART (1,2), M. MALEK (1)(1) LUNAM, LAUM, CNRS, Université du Maine, Le Mans (F)(2) Ecole Nationale Supérieure d’Ingénieurs du Mans, Le Mans (F)

 

Le quatrième papier présentait un deuxième système d’holographie numérique original du Laboratoire LAUM du Mans, consistant en un système en-ligne qui présente l’avantage de ne pas avoir besoin d’un faisceau séparé de référence. La particularité du système est l’utilisation d’un SLM (Spatial Light Modulator) pour générer une grille de diffraction, ce qui permet de rendre le système sensible aux variations de phase dans un objet transparent. Des résultats d’études d’un échantillon en verre gravé et de fibres optiques ont été montrés. Les avantages de l’holographie en-ligne sont sa simplicité par rapport à l’holographie hors axe avec un faisceau de référence et son insensibilité aux mouvements externes.

 

5 - Photopolymérisation et modulation d’indice de réfraction en holographie

C. CARRÉ(1,2), D. BOSC(1), A. CHAN YONG(1), F. PERESSE(2), C. LEY(31), X. ALLONAS(3)

(1) CNRS, UMR 6082 Foton, ENSSAT, Lannion (F)(2) Faculté des Sc. et Sc de l’Ingénieur, Univ. Bretagne Sud, Lorient (F)(3) Laboratoire de Photochimie et d’Ingénierie Macromoléculaire, Univ. de Haute Alsace, ENSCMu, Mulhouse (F)

 

Le dernier papier de la session, fruit de la collaboration entre les Laboratoires FOTON de Lannion et LPIM de Mulhouse, concernait l’étude de systèmes photopolymérisables utilisés pour la modulation d’indice de réfraction en holographie. Les travaux consistaient en l’étude de colorants comme le Rose Bengal et la Safranine, pour voir leurs effets sur la vitesse de photopolymérisation de différents systèmes de polymères et le rendement résultant des réseaux de diffraction formés. De telles études en photochimie sont importantes dans le développement de nouveaux systèmes de stockage d’informations de très haute densité.

 

Session 15 Caractérisation des Matériaux et Applications 1

Présidents : S. DE ROSSI, Institut d’Optique, Palaiseau (F) M. DE SMET, EADS, Toulouse (F)

 

1 - Comparaison de techniques CND émergentes sur des pièces aéronautiques en matériaux composites

M. GEORGES(1), C. THIZY(1), J. LEWANDOWSKI(2), L. SCHEED(2), L. MOURET(2),R. DUBÉ(2), P. VENEGAS(3), I. JORGE(3), I. LOPEZ(3) , PH. DEMY(4)(1) Centre Spatial de Liège, Université de Liège, Angleur (B)(2) Centre Technologique en Aérospatiale, St-Hubert (CA)(3) Centro de Technologias Aeronauticas, Minano (ES)(4) Université de Liège, Dpt. Aérospatiale et Mécanique, Liège (B)

 

Marc Georges a présenté une étude visant à comparer différentes techniques de caractérisation optique de pièce en matériaux composites : la thermographie, la shearographie et les ultrasons laser. Les tests ont été effectués sur un échantillon monolithique en fibre de carbone. Un tableau très intéressant est présenté montrant les performances en terme de profondeur d'analyse, d'interprétation, de mise en œuvre et de budget.

 

2 - Détection automatisée de défauts dans les matériaux composites

J.-F. VANDENRIJT, M. GEORGESCentre Spatial de Liège, Université de Liège, Angleur (B)

 

Jean-François Vandenrijt a présenté des travaux sur l'amélioration de l'analyse des résultats en shearographie, en vue de démocratiser cette technique pour l'étude de matériaux composites. La méthode numérique développé analyse le gradient de l'interférogramme avec et sans bruit pour détecter la densité de franges. Dans le cas de matériaux structurés il est nécessaire de mettre en place un processus de faux positifs. L'étape suivante consistera à développer la méthode pour suivre la dynamique de déformation.

 

3 - Matériaux polymères pour la création de guides optiques

C. CARRÉ(1,2), K. AUDO, J. LEMAITRE, I. HARDY(1,2), D. BOSC(1,2),G. VIGNAUD(1,3), I. PILLIN(1,3), (1) CNRS, UMR 6082 Foton, Enssat, Lannion (F)(2) Laboratoire d'Ingénierie des Matériaux de Bretagne (LIMATB), Université de Bretagne Sud, Centre de Recherche, Lorient (F)(3) Faculté des Sc. et Sc. de l’Ingénieur, Univ.de Bretagne Sud, Lorient (F)

 

Christiane Carré a présenté des travaux sur la création de guides optiques polymères performants pour parvenir à la fabrication de composants optiques passifs, tels que des coupleurs et diviseurs, filtres, commutateurs et atténuateurs variables. Les techniques de fabrications de guides optiques sont passées en revue, en particulier l'utilisation de matériaux polymères présentant un bon contraste d'indice entre le cœur et la gaine. Afin d’approfondir la caractérisation des deux matériaux polymères choisis, une analyse par spectroscopie ellipsométrique et une caractérisation sur composants (ici un micro-résonnateur) sont présentées.

 

4 - Etude du principe de la rétro-injection optique pour la mesure de hautes vitesses en dynamique des matériaux

L. LE BARBIER(1,2,3), J. LUC(3), Han Cheng SEAT(1,2), T. BOSCH(1,2)(1) CNRS, LAAS, Toulouse (F)(2) Univ de Toulouse, INPT, LAAS, Toulouse (F)(3) CEA DAM, Centre de Gramat, Gramat (F)

 

L'exposé de Laura Le Barbier a porté sur l'étude de la technique de rétro-injection optique dans une diode laser pour la mesure de vitesse de plus de 10 km/s en dynamique des matériaux. L'objectif de cette étude est de connaître les limites de cette technique compacte et potentiellement robuste comparée aux interféromètres classiques type Michelson ou Mach-Zehnder. Une analyse théorique (étude de l'injection à haute fréquence) et une validation expérimentale (essai sur l'installation GEPI du CEA-Gramat) sont présentées. Bien que les essais soient très concluants un travail d'amélioration est en cours pour optimiser et atteindre les performances souhaitées en régime de hautes vitesses.

 

Session 16 Caractérisation des Matériaux et Applications 2

Au cours de cette session, ce sont : - les propriétés optiques des composants créés par mise en œuvre de matériaux inorganiques ou organiques qui ont été caractérisées (3, 4) ; - ou des techniques optiques non invasives (microscopie, interférométrie, spectroscopie) qui sont mises à profit pour étudier les objets considérés et, en particulier, accéder à des informations sur leur usure ou leur vieillissement (1, 2, 5).

 

1 - Analyse de l’usure de revêtements durs par micro-interférométrie de speckle et microscopie holographique numérique

S. EQUIS(1), B. MAYLAN(1), K. WASMER(1) , P. JACQUOT(2)(1) Laboratory for Advanced Materials Processing, Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology, Thun (CH)(2) Nanophotonics and Metrology Laboratory, Swiss Federal Institute of Technology Lausanne, EPFL-STI-NAM, Station 11, Lausanne (CH)

 

Diverses techniques de mesure par interférométrie en configuration microscopique sont étudiées pour effectuer des mesures tribologiques d'usure de matériaux sur des machines à frottement. L'interférométrie de speckle dans le plan avec décalage de phase dynamique et l'holographie numérique à deux longueurs d'onde sont en particulier présentées. Ainsi, ces mesures optiques permettent d'observer de manière dynamique in-situ la création de sillons et d'en déterminer les paramètres, notamment le volume enlevé, autorisant une meilleure compréhension des phénomènes d'usure, contrairement à des mesures ex-situ. Les avantages et les inconvénients des méthodes sont finalement discutés.

 

2 - Interaction élastique de nanoparticules mesurée par optique ultra-rapide

A. AYOUCH(1), X. DIEUDONNÉ(2), G. VAUDEL(1), H. PIOMBINI(2), K. VALLÉ(2),V. GUSEV(1), P. BELLEVILLE(2), F. SABARY(2), P. RUELLO(1)(1) IMMM, UMR CNRS 6283, Université du Maine (F)(2) CEA, DAM, Le Ripault, Monts (F)

 

Les couches minces constituées de nanoparticules interconnectées les unes aux autres et déposées sur les optiques du Laser Mégajoule doivent être caractérisées du point de vue de leurs propriétés thermo-mécaniques. Une technique de génération et de détection d'ondes acoustique utilisant un laser femtoseconde est proposée. La couche mince de 200 nm est déposée sur un substrat en silicium recouvert d'un film de platine. Le faisceau laser (faisceau pompe) incident génère une onde acoustique dans la couche mince en surface. Un faisceau sonde provenant du même laser est réfléchi par la couche mince, ce qui permet de mesurer la réflectivité temporelle de ce faisceau dans le domaine des picosecondes. L'analyse fréquentielle de ce signal permet de déterminer la vitesse acoustique longitudinale de l'onde se propageant dans la couche. De la théorie de l'élasticité d'assemblages granulaires et de ces mesures de vitesse acoustique (et d'autres paramètres des couches minces), les auteurs déduisent les propriétés élastiques des films colloïdaux considérés.

 

3 - Evaluation d’échantillons rehaussés pour une production industrielle des réflecteurs du LMJ

H. PIOMBINI(1), F. SABARY(1), D. MARTEAU(1), P. VOARINO(2), G. CHAUVEAU(3),H. KROL(3), N. VALETTE(3), C. GRÈZES-BESSET(3)(1) CEA, Le Ripault, Monts (F)(2) CEA-INES RDI, Le Bourget du Lac (F)(3) CILAS Aubagne, Z.I. Saint Mitre, Aubagne (F)

 

Les réflecteurs destinés à améliorer le pompage des verres lasers pour le Laser Mégajoule et produits lors de l’industrialisation du procédé nominal sont ici caractérisés par réflectométrie et microscopie en champ noir, tant du point de vue de leurs performances optiques, que des hétérogénéités d’épaisseurs et des défauts locaux. Leurs réflectivités sont supérieures à 95% entre 400 et 950 nm, même si les échantillons sont de grande taille (dimensions de l’ordre de 2m). L’étude du vieillissement des pièces est effectuée selon la même approche, après les avoir soumises à des tirs de lampes flash. C’est l’ensemble des résultats expérimentaux ainsi acquis qui permettra en aval d’optimiser le processus industriel de fabrication.

 

4 - Propriétés optiques de cermets Al/Al2O3 obtenus par projection plasma: rôle de la composition et de la microstructure

D. TORU(1), K. WITTMANN-TENEZE(1), A. QUET(1), D. DAMIANI(1), H. PIOMBINI(1) D. DE SOUSA MENESES(2), L. DEL CAMPO(2), P. ECHEGUT(2) (1) CEA Le Ripault, Monts (F)(2) CEMHTI, UPR CNRS, Univ Orléans, Orleans (F)

 

Le comportement optique de cermets produits par projection plasma est caractérisé pour différentes proportions des constituants du cermet. Les cermets étudiés ici sont constitués d'alumine et d'aluminium pour leur intérêt industriel. Les techniques de caractérisation sont variées et donnent des informations diverses. Une imagerie de surface est effectuée par microscopie électronique, un diffractomètre à RX a permis de caractériser la structure cristalline, les réflectance et transmittance en infrarouge avec un spectromètre, la porosité est déterminée par traitement d'images et la rugosité est mesurée. Grâce à ce panel de méthodes, les auteurs étudient les diffusions en surface et en volume, les multiples réflexions et absorptions dans le volume. Cette approche expérimentale sera suivie d'une modélisation basée sur l'optique géométrique permettant d'expliquer ce comportement.

 

5 - Caractérisations optiques de membranes organiques utilisées dans la filtration d’eau potable : étude du colmatage

L. SIOZADE LAMOINE(1), G. GEORGES(1), R. TAMINE(2), Y.WYART(2),P. MOULIN(2), I. BAUDIN(3), C. DEUMIÉ(1)(1) Institut Fresnel, Univ. Aix Marseille-Ecole Centrale Marseille, Marseille (F)(2) LM2P2 (UMR 7340), Univ. Aix Marseille, Aix en Provence (F)(3) SUEZ ENVIRONNEMENT, CIRSEE, Pôle Qualité Eau, Le Pecq (F)

 

Les membranes organiques aujourd’hui utilisées pour la filtration d’eau potable peuvent être analysées par des techniques optiques non invasives et sans contact, basées sur l’analyse de la diffusion angulaire des échantillons. La répartition spatiale haute résolution de l’intensité (mesure de l’intensité lumineuse en fonction de la direction de diffusion avec une résolution angulaire de quelques centièmes de degré) et l’état de polarisation de l’onde diffusée (ellipsométrie sur flux diffusé) sont ainsi étudiés pour différents échantillons (membranes propres et colmatées par différents coagulants). L’objectif est ici d’identifier les modifications de structures ou de caractériser l’état de colmatage des membranes, afin d’accéder à une meilleure compréhension de ce processus qui altère les propriétés filtrantes.