Compte-rendu du colloque 2005 :

 

• Session 8: Analyse des déformations. Corrélation d’images

Présidents M. KARAMA – ENIT, Tarbes (F)A.Vautrin - Ecole des Mines, Saint-Etienne (F)

La session IX était composée de quatre papiers :

[P1] Recherche des paramètres élastiques d’un enrobé bitumineux à partir d’un essai structurel, D. Cuisinier, Y. Berthaud, M. François, F. Hammoun, S. Hamlat, F. Hild.

[P2] Traitement fréquentiel d’un signal aléatoire : première approche, J. Molimard, A. Vautrin.

[P3] Mesure par corrélation d’images des déformations à haute température, V. Cazajus, S. Mistoun, B. Lorrain, H. Welemane, C. Prat, M. Karama

[P4] Mesure de champs de déformations par stéréo-corrélation d’images, P. Mahelle, J. Fabris, E. Markiewicz.Cette session souligne une nouvelle fois la forte synergie entre l’optique et la mécanique, permettant de mettre sur pied de nouvelles approches expérimentales en vue de résoudre des problèmes de mécanique des matériaux et des structures toujours plus complexes car conditionnant l’optimisation des systèmes.

Trois contributions [P1, P3, P4] portent sur des applications spécifiques des méthodes de corrélation et stéréo-corrélation d’images, une contribution [P2] présente une exploitation fréquentielle des mouchetis conduisant in fine au concept de grille multiéchelle, s’inscrivant dans la thématique de la mesure en mécanique.

Les présentations [P1, P3, P4] couvrent une plage étendue de problématiques « matériaux » « structures » et « conditions expérimentales ». Elles soulignent la grande adaptabilité des méthodes de corrélation et stéréo-corrélation d’images à divers types de matériaux et conditions expérimentales :hautes températures [P3], champs hétérogènes et multiéchelles [P1], localisation de la déformation [P1, P4], grandes vitesses de sollicitation [P4]. La méthode de corrélation d’images conduit à des résultats originaux sous forme de champs de déplacementssurfaciques, puis de champs de déformations après dérivation numérique, résultats qui ne peuvent être obtenus à l’aide des capteurs classiques des mécaniciens [P3 notamment]. Elle ouvre la voie à des analyses plus efficaces portant sur la totalité de la surface examinée. Ces analyses peuvent être localesou bien déboucher sur l’identification des comportements mécaniques [P1, P4] à partir de champs complets ou partiels. Il est clair que l’utilisation d’une méthode de champ permet d’imaginer et mettre en œuvre des essais adaptés au problème mécanique à résoudre, en ce sens elle libère l’imagination du mécanicien et conduit à un enrichissement profond de l’approche expérimentale. Il en résulte également une meilleure connaissance de l’essai et des effets parasites éventuels qu’il convient de corriger.

Les méthodes de corrélation et stéréo-corrélation d’images conduisent aux déplacements 2D ou 3D, l’importance de la qualité du mouchetis et du calibrage dans les conditions de l’essai est soulignée. L’intérêt du couplage « méthode de champ et analyse par éléments finis » est mis en relief en vue de contrôler le bien fondé des modèles mécaniques.

La présentation [P2] introduit une exploitation fréquentielle originale des signaux aléatoires codant la surface, replaçant de facto la méthode de corrélation d’images dans le champ des méthodes optiques où la phase est le paramètre central. Cette approche ouvre en particulier la voie à une évaluation mieux fondée du mesurande physique, contribue au développement de méthodes multiéchelles sans contact, dont a besoin le mécanicien des matériaux, et clarifie la classification des méthodes de champs, permettant au mécanicien de sélectionner les méthodes les plus efficaces compte tenu du problème à résoudre.

 

• Session 9: Caractérisation des surfaces optiques et des couches minces

Présidents J. M. Caussignac - LCPC, PAris (F)P. Montgomery – InESSS / CNRS, Strasbourg (F)

Les communications présentées en session X ont eu pour objet de faire le point sur les applications des derniers développements des techniques de caractérisation optique de surface aussi bien dans l’industrie qu’en laboratoire. Le premier papier présente un bon exemple de vérification de la qualité de surfaces des optiques de précision par plusieurs techniques optiques (rayons X, lumière infra rouge, monochromatique et polychromatique). Les lentilles asphériques en fluorure de calcium, CaF2, utilisées dans l'optique de précision (applications dans le cinéma, la télévision, et le militaire) sont produites par le rodage au diamant suivi par un polissage MRF (Magneto-Rheological Finishing). Les résultats confirment la très grande qualité de surface avec une amplitude maximum Pic-Vallée inférieure à 100 nm et une rugosité de 1 nm à 2 nm. Cette étude montre, de plus, qu’avec la mise en œuvre de plusieurs techniques complémentaires, il est possible d’aboutir à une caractérisation totale de l’état de surface.

Parallèlement à ce que nous venons de voir, le développement de méthodes de caractérisation de surface est essentiel pour permettre d’étudier les déformations des micro-systèmes tels que les MEMS. La seconde présentation illustre, en effet, comment à l’aide de la microscopie à saut de phase en mode laser strobé, on est capable de caractériser les déformations à l’échelle nanométrique de micro-miroirs employés dans les micro-systèmes. On a ainsi pu confirmer par cette technique qu’un micro-miroir de 2x2 mm de courbure (centre-bord) de 160 nm au repos ne présentait aucune déformation supérieure à 15 nm (limite de performance du dispositif) lorsqu’il entrait en résonance à 1085Hz. Le troisième papier, très pédagogique, montre les différentes possibilités d’un système industriel d’éllipsométrie spectroscopique pour caractériser les surfaces (épaisseur, rugosité, paramètres optiques...) et les couches minces.

Nous avons constaté la maturité technologique du dispositif qui loin d’être un appareil de mesure de laboratoire est devenu un véritable outil industriel de caractérisation utilisé sur les lignes de production. Toujours dans le domaine de la caractérisation spatiale de surfaces optiques de précision, la quatrième intervention se rapporte à une étude de la technique BRDF (Bidirectional Reflectance Distribution Function) en lumière polarisée qui permet l’accès à des données globales de la qualité d'une surface. Les travaux montrent la nécessité du recours à des techniques complémentaires pour pallier les limites d'une simple mesure BRDF dans le cas de certains défauts de surface. La dernière présentation concerne le développement d'un nouveau système industriel de mesure spectrométrique qui permet la mesure automatique de la BRDF/BTDF (Bidirectional Reflectance Distribution Function et Bidirectional Transmittance Distribution Function) en fonction de l'angle d’analyse et de la longueur d’onde. Le banc de mesure a déjà mis en valeur son intérêt dans différentes industries comme celles de l'automobile, de l’éclairage, de la métallurgie (aluminium, acier), de la cosmétique et des semi-conducteurs. Les performances du système ont été étendues (dynamique plus élevée) pour pouvoir mesurer les matériaux très peu diffusants comme ceux rencontrés dans les industries des verres, des cristaux et des lentilles.

D’un point de vue général, nous avons été agréablement surpris dans cette session par la qualité des interventions, contrairement peut-être à ce que nous avons pu constater ici ou là dans d’autres sessions. Ceci nous semble-t-il n’est pas lié à la qualité des travaux qui dans la majorité des cas sont excellents, mais provient plutôt des intervenants, de leur esprit de synthèse et de leur capacité à transmettre leur savoir. Une suggestion pour les années à venir serait peut-être de communiquer à nos amis chercheurs (surtout pour les débutants) quelques règles indispensables à respecter pour une bonne présentation orale, comme le fait, d’ailleurs, le SPIE pour ses colloques.

 

• Session 10: Caractérisation des surfaces optiques et des couches minces

Présidents J. M. Caussignac - LCPC, PAris (F)P. Montgomery – InESSS / CNRS, Strasbourg (F)

Les communications présentées en session X ont eu pour objet de faire le point sur les applications des derniers développements des techniques de caractérisation optique de surface aussi bien dans l’industrie qu’en laboratoire. Le premier papier présente un bon exemple de vérification de la qualité de surfaces des optiques de précision par plusieurs techniques optiques (rayons X, lumière infra rouge, monochromatique et polychromatique). Les lentilles asphériques en fluorure de calcium, CaF2, utilisées dans l'optique de précision (applications dans le cinéma, la télévision, et le militaire) sont produites par le rodage au diamant suivi par un polissage MRF (Magneto-Rheological Finishing). Les résultats confirment la très grande qualité de surface avec une amplitude maximum Pic-Vallée inférieure à 100 nm et une rugosité de 1 nm à 2 nm. Cette étude montre, de plus, qu’avec la mise en œuvre de plusieurs techniques complémentaires, il est possible d’aboutir à une caractérisation totale de l’état de surface.

Parallèlement à ce que nous venons de voir, le développement de méthodes de caractérisation de surface est essentiel pour permettre d’étudier les déformations des micro-systèmes tels que les MEMS. La seconde présentation illustre, en effet, comment à l’aide de la microscopie à saut de phase en mode laser strobé, on est capable de caractériser les déformations à l’échelle nanométrique de micro-miroirs employés dans les micro-systèmes. On a ainsi pu confirmer par cette technique qu’un micro-miroir de 2x2 mm de courbure (centre-bord) de 160 nm au repos ne présentait aucune déformation supérieure à 15 nm (limite de performance du dispositif) lorsqu’il entrait en résonance à 1085Hz. Le troisième papier, très pédagogique, montre les différentes possibilités d’un système industriel d’éllipsométrie spectroscopique pour caractériser les surfaces (épaisseur, rugosité, paramètres optiques...) et les couches minces.

Nous avons constaté la maturité technologique du dispositif qui loin d’être un appareil de mesure de laboratoire est devenu un véritable outil industriel de caractérisation utilisé sur les lignes de production. Toujours dans le domaine de la caractérisation spatiale de surfaces optiques de précision, la quatrième intervention se rapporte à une étude de la technique BRDF (Bidirectional Reflectance Distribution Function) en lumière polarisée qui permet l’accès à des données globales de la qualité d'une surface. Les travaux montrent la nécessité du recours à des techniques complémentaires pour pallier les limites d'une simple mesure BRDF dans le cas de certains défauts de surface. La dernière présentation concerne le développement d'un nouveau système industriel de mesure spectrométrique qui permet la mesure automatique de la BRDF/BTDF (Bidirectional Reflectance Distribution Function et Bidirectional Transmittance Distribution Function) en fonction de l'angle d’analyse et de la longueur d’onde. Le banc de mesure a déjà mis en valeur son intérêt dans différentes industries comme celles de l'automobile, de l’éclairage, de la métallurgie (aluminium, acier), de la cosmétique et des semi-conducteurs. Les performances du système ont été étendues (dynamique plus élevée) pour pouvoir mesurer les matériaux très peu diffusants comme ceux rencontrés dans les industries des verres, des cristaux et des lentilles.

D’un point de vue général, nous avons été agréablement surpris dans cette session par la qualité des interventions, contrairement peut-être à ce que nous avons pu constater ici ou là dans d’autres sessions. Ceci nous semble-t-il n’est pas lié à la qualité des travaux qui dans la majorité des cas sont excellents, mais provient plutôt des intervenants, de leur esprit de synthèse et de leur capacité à transmettre leur savoir. Une suggestion pour les années à venir serait peut-être de communiquer à nos amis chercheurs (surtout pour les débutants) quelques règles indispensables à respecter pour une bonne présentation orale, comme le fait, d’ailleurs, le SPIE pour ses colloques.

 

• Session 11: Caractérisation des surfaces optiques et des couches minces

Présidents X. COLONNA DE LEGA, ZYGO, Middlefield (USA)C. Deumié - Institut Fresnel, Marseille (F)

Bonne continuité entre cette session et la précédente. Les thèmes abordés couvrent un large spectre : de la méthode de caractérisation avancée développée comme outil de recherche en université à un instrument commercial qui paraît répondre à un besoin industriel.

« Vidéogoniomètre – Mesure de BRDF (Bidirectional Reflectance Distribution Function) et caractérisation de l’apparence de surfaces », N. Cariou, R. Rykowsky, S. Wadman.

Cet instrument, basé sur un brevet Philips, permet de mesurer quasi-instantanément la distribution de lumière créée dans un demi-espace par une surface diffusante en réflexion ou transmission ou une source lumineuse. L’attraction principale de cette technique est le temps de mesure extrêmement court comparé à une mesure de BRDF utilisant un système goniométrique. Notons que cela se fait cependant au détriment de la résolution angulaire du système (de l’ordre de 0.5° ici). La rapidité de mesure (en supposant que l’installation de l’objet à caractériser soit aisée) peut potentiellement ouvrir la voie vers de nombreuses applications industrielles où le temps de mesure court permettrait de caractériser une fraction représentative d’un flot de production.

« Sondage optique par ellipsométrie sur flux diffusé », C. Deumié, G. Georges, L. Arnaud, O. Gilbert, C. Amra. Ce travail est basé sur l’étude de l’état de polarisation de la lumière diffusée par un objet diffusant. Le dispositif expérimental inclut la possibilité de faire des mesures de lumière diffusée sur une large gamme de longueurs d’onde et pour des directions d’illumination et d’observation arbitraires. Les résultats présentés les plus importants sont :La mesure de l’état de polarisation permet de déterminer aisément si la diffusion lumineuse est d’origine surfacique ou volumique.

La grande résolution angulaire du dispositif permet de vérifier ces principes à l’intérieur de grains de speckle complètement développés.

Le choix approprié de l’état de polarisation de la lumière incidente sur l’objet diffusant permet d’atténuer au choix la composante de diffusion liée à la rugosité de surface ou volumique. C’est un aspect à mon avis (XCL) très intéressant pour des applications biomédicales où il est important de pouvoir séparer (ou éliminer) les contributions des interfaces (par exemple entre l’air et la peau) et des structures faiblement diffusantes à l’intérieur des tissus.

« Mesure de la macro- et de la microtexture des revêtements routiers : Réalisation d’un prototype de terrain », A. Soete, C. Vasile, M. Demeyere, L. Goubert, C. Eugene. Les auteurs de ce travail sont les lauréats du premier prix Jean Ebbeni décerné lors d’un colloque SFO/CMOI.

Le travail présenté ici est la réalisation d’un instrument de mesure pour la caractérisation de la texture des revêtements routiers dans deux bandes de fréquences spatiales différentes. Ce capteur offre des performances qui répondent aux critères défini par une norme ISO pour la caractérisation de ces surfaces. Le but est d’offrir une caractérisation objective de l’état de surface et d’utiliser cette information pour en déterminer la « glissance », un paramètre clé lié à la distance de freinage, au risque d’aquaplanage et à la tenue de route en général. Pratiquement, le système présenté utilise deux systèmes de triangulation pour capturer l’information requise à différentes résolution spatiales. Un certain nombre d’algorithmes ont étés développés pour valider les résultats de mesure et choisir par la mesure préliminaire de macrotexture les endroits les plus appropriés pour la mesure de microtexture.

 

• Session 12: Interaction laser – matière

Présidents M. COMMANDRÉ - Institut Fresnel, Marseille (F)Ph. Delaporte - Univ. de la Méditerranée, Marseille (F)

Cette session a permis de faire découvrir les potentialités d’une thématique qui ne fait pas forcément partie des sujets habituels du Colloque CMOI. L’interaction laser-matière est pourtant à l’origine de nombreux procédés de contrôles et de diagnostics optiques qui ont de multiples applications dans le monde industriel. Les orateurs de cette session se sont attachés non seulement à présenter certaines de ses applications, telles que l’analyse spectroscopique de matériaux ou la tenue au flux de composants optiques, mais surtout à expliquer avec pédagogie les principes physiques qui permettent de mettre en œuvre ces procédés. Chacun a ainsi eu la possibilité d’évaluer si ces techniques pouvaient avoir une application dans son domaine d’activités, et les nombreuses questions qui ont suivi chacun des exposés ont été la preuve de l’intérêt porté à cette thématique.

Les mécanismes fondamentaux de l’interaction laser-matière en régime impulsionnel nous ont été présentés par Melle Itina.

Elle a décrit les principes physiques gérant les phénomènes d’absorption de l’énergie laser et ceux responsables de la génération, de l’expansion du plasma d’ablation laser et de la formation de nano-agrégats dans ce plasma. Elle a montré que les modèles numériques aujourd’hui développés étaient suffisamment fiables pour être prédictifs et pour permettre une bonne interprétation des résultats obtenus par les procédés d’analyse par laser. Ces études théoriques et numériques sont d’une grande utilité pour le choix de la source laser adaptée à la mise en œuvre de nouvelles applications. Deux exposés ont présenté des méthodes originales d’analyse de matériaux basées sur la spectroscopie d’émission.

M. Hermann a décrit un procédé d’analyse de la composition élémentaire d’une surface par spectroscopie du plasma d’ablation.

Cette technique, très faiblement intrusive, a fortement évolué depuis l’utilisation de lasers femtoseconde qui réduit les effets thermiques et induit une interaction d’origine multi photonique permettant d’étudier une plus grande gamme de matériaux. Lors de l’irradiation de matériaux pour l’optique sous le seuil d’ablation, il n’y a pas de génération de plasma, et les émissions de fluorescence observées sont dues à la décroissance radiative des défauts excités par le faisceau laser.

Ce procédé, que nous a présenté M. Wagner, permet de localiser et de caractériser des défauts, en surface ou en volume, de manière complètement non intrusive. Cette technique a notamment était appliquée avec succès à la caractérisation de l’endommagement de substrats de Silice.Melle Krol a présenté un banc de mesures statistiques de l’endommagement par laser et la métrologie associée qui lui permettent de déterminer les origines de ces processus et de mesurer les seuils d’endommagement pour différentes conditions d’irradiation dont le domaine infra rouge 2-4µm.

Ces études sont particulièrement importantes pour améliorer la tenue au flux des optiques utilisées pour le développement des applications des lasers de puissance. M. Capoulade a présenté un autre procédé non destructif d’analyse des défauts absorbants présents dans les matériaux pour l’optique. Cette technique est basée sur la modification de l’indice du matériau induite par son échauffement autour du défaut du à l’absorption préférentielle de l’énergie du faisceau par le défaut. Ce banc de microscopie photothermique haute résolution permet de localiser des défauts de tailles micrométriques et nanométriques dans le volume et en surface du matériau. Couplé à un dispositif d’endommagement laser, il est utilisé pour remonter aux origines de l’endommagement de ses substrats.

 

• Session 13: Sciences du vivant,

Présidents P.Ferdinand – CEA, Gif-sur-Yvette (F)J.L. Tribillon – DGA / MRIS, Paris (F)

Cette session a été consacrée aux applications de l’optique dans les « sciences du vivant ». Au total, quatre présentations orales ont constitué la session, à savoir : « Développement d’un outil de suivi automatique des informations visuelles d’un conducteur automobile » présentée par le Laboratoire MIPS de l’Université de Haute Alsace-Mulhouse,« Mesure des paramètres optiques des tissus biologiques par spectroscopie résolue en fréquence : modélisation, instrumentation et résultats expérimentaux », présentée par le Laboratoire LPMI du CER ENSAM à Angers (F),« Excitation de fluorescence par ondes évanescentes pour la détection et le suivi par imagerie de l’hybridation de puces ADN » présentée par le CEA-Leti, Grenoble (F),« Les Capteurs à Fibres Optiques et la Biophotonique » donnée par le Laboratoire de Mesures Optiques du CEA-List de Saclay (F).

La première présentation a concerné le développement d’un système de vison par caméras embarquées pour applications dans l’automobile, visant à la mise au point d’un procédé de type occulométrique (analyse des déplacements du regard) pour une meilleure sécurité au volant. Le contexte général est donc le véhicule intelligent. De fait, l’orateur a présenté le projet de véhicule nommé BASILE intégrant de nombreux types de capteurs et de mesures (détecteurs de mouvements, capteurs sur les roues, capteurs inertiels, GPS ..), en plus du suivi de la vision du pilote. Le procédé présenté intègre d’une part un ensemble de deux caméras, l’une braquée vers la route et l’autre montée sur les lunettes du pilote pour suivre son regard en temps réel et, d’autre part, un système de traitement d’images dédié. Ce dernier a en fait pour fonction de recaler les images fournies par les caméras de manière à déterminer à tout moment ce que regarde effectivement le chauffeur. Ce recalage, facilité par des mires (points fixes) placées dans l’habitacle, est fondé sur une analyse matricielle de mise en correspondance automatique des points fixes, en maximisant les corrélations d’images. Dans l’avenir, les auteurs de ces travaux envisagent d’augmenter la robustesse, la vitesse de traitement et la précision de leur dispositif, et de plus d’utiliser la couleur comme information complémentaire pour encore améliorer les performances globales.

La seconde présentation de cette session a consisté à élaborer une méthode d’analyse fréquentielle d’investigation non invasive des tissus d’origine biologique. Les travaux relatés par les auteurs ont donc porté sur la conception puis le développement d’un système destiné à mesurer les paramètres optiques des tissus via une analyse en fréquence. Une telle technique repose sur l’éclairement du tissu à sonder par une impulsion laser, suivi de l’analyse temps réel de la mesure de la réflexion diffuse, du même côté de l’échantillon mais à quelques mm (typiquement 1 cm) du point d’impact laser, suivi d’un traitement de signal de type transformée de Fourier, afin de remonter à l’évolution fréquentielle des paramètres recherchés. Il s’agit donc d’une analyse fréquentielle de la réflectance impulsionnelle du tissu.L’orateur a également présenté l’évolution des paramètres atténuation et déphasage en fonction, d’une part, de la fréquence (du continu à 200 MHz) et, d’autre part, de la distance entre les points d’excitation et de mesure (de 0 à 40 mm). Au final, les travaux ont conduit à la mise au point d’une méthode nouvelle, non invasive, fondée sur la réponse impulsionnelle des tissus. Ils vont se poursuivre par certaines améliorations au niveau des performances métrologiques du démonstrateur, ainsi que par de nouvelles caractérisations sur tissus biologiques.

Le travail présenté par le CEA-Léti (Grenoble) a concerné la réalisation d'un lecteur optique de ‘biopuces’ par l’intermédiaire de la fluorescence générée par des marqueurs (de nombreux sont aujourd’hui disponibles), dans le contexte de l’analyse biologique pour laquelle la détection se doit d’être extrêmement sensible (analyse d’uniques molécules).

Rappelons pour mémoire qu’une ‘biopuce’ (de l’anglais biochip) est un terme générique appliqué à tout type de micro-système pour la biologie. C’est en fait un support généralement plan (lame de silice, silicium, plastique ..) contenant de nombreuses zones de reconnaissance moléculaires. C’est enfin un système ‘activé’ couvert de sondes susceptibles de s’hybrider avec les molécules cibles (analytes) du milieu que l’on cherche à analyser.L’auteur a tout d’abord présenté un modèle de chaîne de détection optique prenant en compte deux modes d'excitation (le premier fonctionnant en réflexion totale sur un prisme pour lequel l’angle d’excitation est un paramètre déterminant, le second travaillant en lumière guidée et pour lequel le confinement de l’onde et son indice effectif sont à considérer). Dans les deux cas, le but recherché consiste à générer un champ évanescent uniquement au voisinage immédiat de l'interface biologique, de manière à ne pas sur éclairer le milieu dans sa globalité ce qui augmente le bruit de fond de fluorescence, et bien augmente le risque de photo-destruction des marqueurs.

Les résultats obtenus à l’aide de ces modèles, ajustés par des expériences de laboratoire (banc optique fonctionnant en réflexion totale ‘TIR’, sous excitation par laser Ar (488 nm) et utilisant une CCD de collection), ont permis à cette équipe de définir des règles de conception montrant qu'il leur est désormais envisageable de détecter un très faible nombre de molécules, malgré un environnement fortement fluorescent. Dans l’avenir, compte tenu de ces premiers résultats encourageants, les auteurs vont s’attacher à développer un démonstrateur ultra sensible de détection biologique fonctionnant en continu, et bien entendu à le qualifier expérimentalement.

La présentation du CEA-List (Saclay) a concerné l’apport des fibres et des Capteurs à Fibres Optiques (CFO) dans le domaine biomédical, soit pour ce que l’on nomme désormais la « Biophotonique ». Plus globalement, l’auteur a rappelé que les biotechnologies jouent un rôle de plus en plus important dans le secteur des industries de la santé, et occupent aussi une place émergente dans l’agriculture, l’agroalimentaire, … ce qui de factorequiert la mise au point de capteurs et de systèmes de mesure aux fonctionnalités nouvelles. C’est l’émergence des besoins, couplée aux avancées réalisées ces vingt dernières années dans plusieurs domaines comme l’optoélectronique, la micro électronique et la micro informatique, qui est à l’origine de ces travaux. Plus spécifiquement, les avancées réalisées dans le domaine des CFO tout en permettant de répondre à de nombreuses problématiques industrielles offrent désormais des opportunités pour la biologie, la médecine, la sécurité, du fait que les grandeurs traditionnellement évaluées par les CFO sont très variées : température, pression, déformation, force, indice de réfraction, dose radioactive …

Les développements réalisés autour de ces capteurs et systèmes de mesure, ainsi que les avantages intrinsèques des fibres optiques justifient leur mise en oeuvre dans les applications biomédicales. La petitesse des fibres utilisées leur confère une très faible intrusivité et permet d’effectuer des mesures localisées et déportées. Elles peuvent être connectées à des systèmes multiplexant de nombreuses voies de mesure. Les fibres de silice résistent aux radiations et sont insensibles aux perturbations électromagnétiques (mesures sous champs, rayons X, gamma). Enfin, le faible coût des fibres télécoms mises en œuvre dans la plupart de ces instrumentations autorise l’emploi de sondes à usage unique. De plus, les nouvelles technologies actuellement en développement (fibres micro-structurées, …) offrent de nombreuses perspectives qu’il est intéressant d’explorer, et dont la conjonction constitue une rupture technologique porteuse d’avenir.

Aussi, lors de la présentation, l’auteur a t-il présenté quelques applications biomédicales fondées sur les CFO, certaines déjà expérimentées, d’autres en devenir : mesure temps réel du traitement des patients en radiothérapie (dosimétrie ‘OSL’ par Luminescence Stimulée Optiquement en bout de fibre), détermination de la valeur et de l’évolution temporelle de l’indice de réfraction du cytoplasme de cellules cancéreuses par réflectométrie résolue dans le temps (OTDR) en bout de fibre, détection et mesures quantitatives de biomolécules, mesures corporelles de température et de déformations (hypo- et hyperthermie, volume respiratoire, déformations osseuses, musculaires, etc.). Certaines applications sont fondées sur des mesures de puissance lumineuse d’un transducteur placé en extrémité de fibre tandis que d’autres impliquent l’utilisation de transducteurs à réseaux de Bragg gravés au sein même du cœur des fibres optiques télécoms ou micro-structurées.

Conclusion et perspectives : Lors de cette session, les apports de l’optique (vision par caméras, analyse de la fluorescence, de la diffusion, Capteurs à Fibres Optiques …) pour les sciences du vivant, ont été illustrés par de plusieurs exemples de réalisations liés à la sécurité (des conducteurs), ainsi qu’à la biologie, la médecine, la sécurité, et la Défense. Rappelons que cette ‘nouvelle’ discipline qu’est la Biophotonique se situe à la convergence de la physique (optique, optoélectronique, informatique, théorie du signal et de l’information…) et des sciences du vivant (biologie, médecine, sécurité sanitaire ...). De fait, de la conjonction de bon nombre des disciplines de l’optique et de l’émergence des besoins du « vivant », l’intégration de certaines applications commencent à voir le jour et un certain nombre de travaux conduisent à des résultats très encourageants comme présenté lors de la session. Terminons en rappelant que les besoins sont réels, la demande sociétale forte et croissante notamment en ce qui concerne la santé et la sécurité. Souhaitons que les efforts engagés se poursuivent de manière soutenue dans l’avenir pour qu’encore plus d’instrumentations optiques performantes puissent voir le jour, pour une meilleure santé et une sécurité accrue des citoyens.

 

FORMATION

Introduction aux fibres optiques et à leurs applications

J.P. GOURE, Université Jean Monnet, ARUFOG, Saint-Etienne (F)

 

Les microscopies et la caractérisation des surfaces

M. SPAJER, G. TRIBILLON, Université de Franche-Comté, FEMTO, CNRS,

Laboratoire d'Optique P.M. Duffieux, Besançon (F)

 

Techniques speckle et applications

P. JACQUOT, NAM/EPFL, Lausanne (CH)

 

Mesure de formes et de déformations par stéréo-corrélation

J.J. ORTEU, Ecole des Mines , Albi (F)

 

Lumière structurée et grilles : mesure de formes, de défauts de formes et de déformations

Y. SURREL, TECHLAB, Metz

 

Contrôle non destructif par techniques infrarouges : principes et exemples d'applications

J.L. BODNAR, Laboratoire d'Énergétique et d'Optique, Université de Reims (F)

 

 

Prix Jean EBBENI 2005

 

Le club SFO/"Contrôle et Mesures Optiques pour l'Industrie"(Cmoi) qui s'est donné, à sa création, pour mission de favoriser l'échange des connaissances entre la recherche et l'industrie afin de faciliter l'existenced'applications a décidé de créer le prix Jean EBBENI. Professeur à l'Université Libre de Bruxelles, il fut en Europe un des premiers à oeuvrer dans ce sens. C'est sur cette crête que que j'ai eu la chance de lerencontrer. Très bon physicien en mécanique des solides, il a été aussi un des premiers à appréhender l'apport positif pour ce domaine de la nouvelle optique (laser). Il devint alors dans le domaine du CND par voies optiques un chercheur lu et écouté.

J'ai bien connu Jean. Je ne peux pas terminer ces quelques lignes d'hommage sans saluer aussi l'homme qu'il fut : poète, adorant la vie, fier mais pas mondain, n'offrant jamais l'apparence d'un intellectuel étriqué nicelle d'un matérialiste sans espoir.La revue "Photoniques" me donne l'occasion de saluer un ami. Merci

 

Jean-Louis Tribillon

DGA/MRIS

 

Extrait de la revue Photoniques, N° 20, novembre 2005

 

Objet du prix :

Récompenser un projet innovant abouti avec une réalisation industrielle effective ou une perspective sérieuse d’application industrielle.

 

Lauréat 2005 :

Le prix a été attribué lors du banquet du colloque avec :

un objet d’art (cristal avec gravure laser interne indiquant « Prix Jean Ebbeni » avec le logo du club) remis Marie-Anne DE SMET d’AIRBUS France et par Jean-Louis TRIBILLON de la DGA- un chèque de 1000 € de la société QUANTEL, sponsor du prix, remis par Alain DIARD de la société QUANTEL

« Mesure de la macro- et de la microtexture des revêtements routiers :

réalisation d’un prototype de terrain »de :

A. SOETE (1), C. VASILE (1),M. DEMEYERE (1), L. GOUBERT (2), C. EUGENE (1)

 

(1) Centre de Recherche en Mécatronique Université Catholique de Louvain - Louvain-la-Neuve (B)

(2) Centre de Recherches Routières, Bruxelles (B)III.

 

III RÉSULTATS ORIGINAUX ET AXES DE RECHERCHES DÉGAGÉS

 

D’une façon générale, on constate un engouement de plus en plus marqué des industriels pour tous les thèmes présentés et débattus dans notre colloque avec de nombreuses applications. L’optique et la photonique sont des sciences transverses qui concernent tous les domaines industriels.

Le secteur de la bio photonique et plus généralement des applications de la photonique aux sciences du vivant et à la médecine est en plein développement.

Du point de vue des méthodes de mesure, de nouvelles sessions ont été consacrées spécifiquement aux diagnostics de l’état des œuvres d’art, à la caractérisation des surfaces optiques et à l’interaction laser-matière.

 

IV. AVIS PERSONNEL SUR L’EVOLUTION DU DOMAINE

Les potentialités de l’optique (mesures ponctuelles ou globales sans contact, grande résolution spatiale et temporelle, miniaturisation et bas coût possibles) sont devenues et deviendront de plus en plus des réalités dans le monde industriel grâce aux progrès réalisés dans le domaine de la micro-électronique, de la micromécanique, de l’imagerie et du traitement du signal.Globalement, le colloque du club SFO / CMOI favorise l’échange des connaissances scientifiques et techniques entre la recherche et l’industrie dans le but de faciliter les applications industrielles dans tous les domaines où les contrôles et mesures optiques peuvent intervenir, et ces domaines sont de plus en plus nombreux du fait de la transversalité de la photonique et de l’optique.

 

V. CONCLUSION

La stabilité du nombre de conférences et du nombre de stands de démonstrations pédagogiques et le fort pourcentage de participants industriels conforte le club SFO/CMOI dans ses choix stratégiques et l’incite fortement à organiser son septième colloque francophone en l’an 2006 :

METHODES ET TECHNIQUES OPTIQUES POUR L’INDUSTRIEMulhouse 20-24 Novembre 2006

 

Contact

Paul SMIGIELSKI

Tél./Fax: +33 (0)3 89 46 49 82

club-cmoi@wanadoo.fr