Compte-rendu du colloque 2010

 

L’objectif du colloque est de favoriser l’échange des connaissances scientifiques et techniques entre la recherche et l’industrie afin de faciliter les applications industrielles dans tous les domaines où les contrôles et les mesures optiques sont ou peuvent être concernés, en particulier pour les contrôles non destructifs, les mesures de déplacements, de déformation, de contraintes, de formes macroscopiques (numérisation 3D) ou microscopiques (état de surfaces, rugosité)…

 

Son audience est la francophonie internationale. Notre Comité Scientifique et Technique et nos Correspondants regroupent des représentants de nombreux pays d’Europe, du Canada, des USA et de nombreuses régions et villes de France.Et notamment de la Région Midi - Pyrénées avec des collègues de haut niveau, le Professeur Thierry Bosch, Directeur du Laboratoire d’Optoélectronique pour les Systèmes Embarqués (LOSE) et coordinateur Recherche de l’Ecole Nationale Supérieure d´Electrotechnique, d´Electronique, d´Informatique, d´Hydraulique et des Télécommunications (ENSEEIHT) de Toulouse, le Professeur Moussa Karama, Directeur de la Recherche de l’Ecole Nationale d’Ingénieurs de Tarbes et le Professeur Jean-José Orteu, de l’Ecole des Mines d’Albi, Directeur Adjoint du site Institut Clément Ader/Albi, avec lesquels et nous avons décidé d’organiser l’édition 2010 du colloque CMOI à Toulouse, du 15 au 19 novembre 2010 au centre DIAGORA   de Toulouse-Labège 

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Ce colloque est très tourné vers l’industrie (50 % d’industriels aux derniers colloques de Biarritz en novembre 2000, à Trégastel en novembre 2001, à Saint Aubin de Médoc en novembre 2002, à Belfort en novembre 2003, à Saint-Etienne en novembre 2004, à Marseille en novembre 2005, à Mulhouse en novembre 2006, à Arcachon en novembre 2007, à Nantes en novembre 2008 et à Reims en novembre 2009. A Toulouse-Labège, il y a eu 72 conférences et affiches et 21 exposants avec plus de 160 participants (toujours avec environ 50% d’industriels) et de nombreux invités de l’université, des écoles d’ingénieurs et de l’industrie.

 

Le programme est établi de façon à laisser assez de temps pour les discussions et débats afin qu’effectivement la communication s’établisse entre les opticiens qui développent les techniques de mesure et les industriels utilisateurs. Des démonstrations pédagogiques (exposition, stands) des diverses techniques opérationnelles pour l’industrie illustrent largement le potentiel des moyens disponibles.

 

Les conférences concernent un large public : aussi bien les scientifiques que les ingénieurs, les techniciens et décideurs de l’industrie, spécialistes ou non de l’optique et désireux de connaître les possibilités des applications industrielles de l’optique.

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

 

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

G. BRUN, Direction de l’Innovation, la Recherche et l'Enseignement Supérieur

Conseil Régional Champagne-Ardenne, Châlons-en-Champagne (F)

P. FERDINAND, CEA LIST, Gif-sur-Yvette (F)

 

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

 

M. SPAJER, Université de Franche-Comté, FEMTO-ST, CNRS, Département d'Optique

P.M. Duffieux, Besançon (F)

P. MONTGOMERY, Institut d’Electronique du Solide et des Systèmes (InESS), CNRS, UDS, Strasbourg (F)

 

Contrôle et mesure de la qualité de l’aspect de surface par déflectométrie.
Y. SURREL, VISUOL Technologies, Metz (F)

Contrôle non destructif par techniques infrarouges
J.L. BODNAR - Laboratoire d'Énergétique et d'Optique, Université de Reims (F)

L’exposition dure 2 jours, le mercredi et le jeudi avec de longues pauses permettant une visite approfondie par les participants aux conférences et par les invités des industries et des laboratoires de la région.

On peut remarquer que de plus en plus de techniques optiques et photoniques sont utilisées maintenant dans divers secteurs allant de la mécanique du solide à la mécanique des fluides en passant par les sciences de la vie et la médecine, et les nombreux exposants nationaux et internationaux en apportent la preuve.

 

Présidence : Roma GRZYMALA, Pôle Optique et Photonique d’Alsace

Ces rencontres ciblées, destinées à améliorer les contacts avec les exposants, ont été faites en parallèle des conférences, en dehors des pauses café, le mercredi et le jeudi. Au total, il y a eu 11 présentations ayant attiré plusieurs dizaines de participants.

 ELAG Elektronik – Bureau de liaison France, 50 Avenue de Colmar, 68025 Colmar Cedex (F)

 

 

HTDS (Hi-Tech Detection Systems) - Parc d’activités Moulin de Massy - 3, rue du Saule Trapu, BP 246 - 91 882 Massy Cedex

IMAGINE OPTIC – 18, rue Charles de Gaulle – 91400 Orsay (F)
Tél. : +33 (0)1 64 86 15 60 / Site internet : www.imagine-optic.com
« Analyseurs de front d’onde, métrologie optique, optique adaptative »

 

KEOPSYS – 21, rue de Broglie – 22300 Lannion (F)

 

« Matériel et Formation pour Essais Vibratoires et Mesures Dynamiques (déplacement, déformation, accélération), logiciels de corrélation d'images et matériel de contrôle par Shearographie. Présentation des logiciels CORRELATED SOLUTIONS pour les mesures de déplacement et de déformation par corrélation d'images (versions 2010 de VIC-2D et VIC-3D) et des systèmes STEINBICHLER de CND par Shearographie »

 

Des visites techniques sont organisées chaque année le vendredi chez des industriels locaux montrant des nouvelles applications de l’optique. A Toulouse, nous avons visité la chaîne d’assemblage de l’AIRBUS A380.

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 et dans le domaine des sciences de la vie grâce aux progrès réalisés dans le domaine de la micro-électronique, de la micromécanique, de l’imagerie et du traitement du signal.

Le colloque de Toulouse-Labège comportait 4 conférences plénières, 12 sessions d’exposés présidées par des collègues de la recherche et de l’industrie réparties sur 3 jours, du 16 novembre au 18 novembre. Seize affiches ont également été présentées dans le hall d’exposition.

Les posters ou affiches pourront sont  consultés et discutés par les participants pendant toutes les pauses, à proximité immédiate de la salle d’exposition des stands et de la salle de conférences. Les résumés sont dans le fascicule distribué aux participants et les articles correspondants sont édités dans les Actes du colloque

 

R. BRAULT⁽¹⁾, F. ECHEVARRIA⁽²⁾,C. GARNIER^(3,4),S. GENOT⁽²⁾,S. MISTOU⁽³⁾ - (1) CRC Composites, Tarbes (F) - (2) TomoAdour, Pau (F) - (3) Université de Toulouse, INPT / ENIT, LGP, Tarbes(F) – (4) Daher-Socata, département R&T, Saint Julien de Chedon (F)

R. BRUDER, K. BOUDOULEC, F. FARIAUT - IVEA, Orsay (F)

 

J-L. BODNAR⁽¹⁾, J-L. NICOLAS⁽¹⁾, J-C. CANDORE⁽¹⁾, K. MOUHOUBI⁽¹⁾,

V. DETALLE⁽²⁾ - (1) Laboratoire d’Energétique et d’Optique, UFR Sciences Exactes et Naturelles, Reims (F) - (2) Laboratoire de Recherche des Monuments Historiques, Champs sur Marne (F)

 

A. BOUKELLAL⁽¹⁾, K. BOUMRAR⁽¹⁾, P. PFEIFFER⁽²⁾, O. LAMROUS⁽¹⁾,

R. MOKDAD⁽¹⁾ - (1) Université Mouloud Mammeri (LPCQ), Tizi-Ouzou, (DZ) - (2) Université de Strasbourg, Laboratoire des Systèmes Photoniques,Pôle API, Illkirch (F)

 

E. MOUTAYE, H. TAP-BETEILLE - Laboratoire d’Optoélectronique pour les Systèmes Embarqués, Université de Toulouse ; INPT-ENSEEIHT, Toulouse (F)

 

O. LLOPIS, H. BRAHIMI, P. LACROIX - CNRS, LAAS, Université de Toulouse,

 

T. COLOMB⁽¹⁾, N. PAVILLON⁽²⁾, E. CUCHE⁽¹⁾, J. KÜHN⁽³⁾, C. DEPEURSINGE⁽²⁾,

 

M. DESSE⁽¹⁾, P. PICART⁽²⁾, P. TANKAM⁽²⁾ - (1) ONERA - Centre de Lille, Lille (F)

 

M. BOURGET⁽¹⁾, H. PRON⁽¹⁾, G. LIGER-BELAIR⁽²⁾, G. POLIDORI⁽¹⁾ - (1) Laboratoire de Thermomécanique du GRESPI, Université Reims Champagne Ardenne, Reims (F) –

 

 

M. FAZZINI⁽¹⁾, R. BRAULT⁽²⁾, T. DJILALI⁽²⁾, S. MISTOU⁽¹⁾- (1) Université de Toulouse, INPT, ENIT, LGP, Tarbes (F) - (2) CRC Composites, Tarbes (F)

 

M. DIAF⁽¹⁾, S. KHIARI⁽¹⁾, J.P. JOUART⁽²⁾, N.M. KHAIDUKOV⁽³⁾ – (1) Laboratoire de Physique des Lasers, de Spectroscopie Optique et d’Optoélectronique, Département de Physique, Université d’Annaba, Annaba (DZ) – (2) Laboratoire d’Optique et d’énergétique, Unité de Thermique et de Mesures Physiques, Université de Reims Champagne-Ardenne, Reims (F) – (3) Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry, Moscou (RUS)

 

13 « L’effet des impuretés magnétiques sur les DMS de type II-VI : calcul ab-initio »W. BENSTAALI, A. ABBAD, M. BENYAMINA, A. BOUKORTT– Elaboration et Caractérisation Physico Mécanique et Métallurgique des Matériaux ECP3M - Université de Mostaganem, Faculté des Sciences et de la Technologie, Département de Génie Electrique, Algérie (DZ)

 

14 « Calcul des propriétés magnéto-optique des semi-conducteurs avec la méthode FPLAPW »M. BENYAMINA, W. BENSTAALI, A. ABBAD, A. BOUKORTT - (1) Elaboration et Caractérisation Physico Mécanique et Métallurgique des Matériaux ECP3M - Université de Mostaganem, Faculté des Sciences et de la Technologie, Département de Génie Electrique, Algérie (DZ)

 

H. LAMELA⁽¹⁾,  D. GALLEGO⁽¹⁾, A. ORAEVSKY⁽²⁾ - (1) Optoelectronic and laser technology group (GOTL), Carlos III de Madrid University, Leganes, Madrid (E) – (2) Fairway Medical Technology, Inc,. Houston, Texas (USA)

 

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 différentes contributions.

 

Présidents M. HONLET – Carl Zeiss Optronics, Oberkochen (D)

                     Y. SURREL – VISUOL Technologies, Metz (F)

ENIT-LGP Tarbes, IUT-ICA Tarbes, DAHER SOCATA Tarbes

Présentée par Elodie Peronnet

 

Une préoccupation constante dans le domaine du contrôle non destructif est de comparer et de valider mutuellement différentes méthodes, afin de pouvoir effectuer les contrôles au coût le plus juste, sans réduire l'efficacité de détection de ceux-ci. Sur l'exemple de l'infusion de résine liquide (LRI) sur des éprouvettes monolithiques et éprouvettes sandwich  avec défauts artificiels (Teflon), un début de comparatif entre ultra-sons (US) par immersion, US dans l'air, US par jet d'eau, thermographie IR par réflexion et par transmission a été présenté.

Sans grande surprise, une grande dépendance à la typologie des défauts a été relevée. Ce genre de travail est très important pour la communauté du CND où existe une grande variété de techniques.

 

CRISMAT – CNRT-Matériaux / ENSICAEN, Caen et Institut für Mikrostrukturtechnik,

Forschungszentrum Karlsruhe GmbH, Karlsruhe (Allemagne)

Présentée par Sophie Eve

 

Dans le cadre de la diminution du coût des systèmes optiques, le PMMA est de plus en plus utilisé (guides d'onde optiques, capteurs à réseau de Bragg). Un enjeu essentiel est évidemment la durabilité du matériau et la stabilité de ses propriétés opto-mécaniques sous l'effet des agents dégradant extérieurs classiques: température, humidité, exposition aux UV. L'étude montre en particulier une réduction importante des propriétés mécaniques, qui semble plus lié au viellissement physique que chimique. Les différentes "nuances" des PMMA disponibles commercialement sont également déterminantes pour la durabilité, car le degré de réticulation du polymère influence fortement les propriétés mécaniques.

3- Spécificités techniques propres à l'application de la Shearographie sur des structures épaisses assemblées

AIRBUS - St Martin, Toulouse

Présentée par Marie-Anne De Smet

 

Les matériaux composites continuent à se tailler une place de choix dans l'aéronautique, impulsé par les programmes récents des deux prinicpaux avionneurs mondiaux, Boeing avec son B787 et Airbus avec son A350. La problématique principale devient le contrôle de pièces composite épaisses (plusieurs dizaines de millimètres). L'exposé présente l'état de l'art actuel chez Airbus pour la qualification de systèmes pour détecter des défauts sur structures en nid d'abeille jusqu'à une profondeur de 50 mm: détection de fissuration d'adhésif et/ou de décollement, détection de décollements sous des peaux métalliques, et détection de défaut dans les réparations, joints nodaux, etc.

 

Les points-clé sont l'optimisation du système optique en fonction du type de défaut mais aussi - et surtout - du mode de sollicitation : thermique, dépression ou vibratoire. Afin de garantir une répétabilité, des pièces de calibration existent.

 

L'exposé a bien mis en exergue le chemin à parcourir entre la simple disponibilité d'une technique et son application réelle dans une entreprise comme Airbus où la sécurité et donc le contrôle (traçable!) de la fabrication est un enjeu majeur. La conséquence est que la démarche de validation d'une technique et des opérateurs appelés à l'utiliser est un processus qui s'étale sur plusieurs années.

 

4- Mesure des phénomènes dynamiques transitoires par interférométrie de speckle temporelle à 15 kHz

Laboratoire de Mécanique, INSA Rouen, Saint-Etienne du Rouvray

Présentée par: Ioana Nistea

 

La communication présente l'utilisation d'une caméra rapide dans le domaine de la mesure vibratoire par interférométrie de speckle temporelle avec un laser de 300 mW, en excitation sinusoidale. La caméra permet d'acquérir dix à quinze mille images par seconde dans une zone de 60 x 160 pixels.

L'exposé illustre bien une des tendances actuelles dans le domaine des méthodes optiques, à savoir l'utilisation de caméras rapides (dont le coût ne cesse de diminuer) pour l'étude des phénomènes vibratoires ou transitoires; peut-être est-ce d'ailleurs dans ce dernier domaine que leur utilité potentielle est la plus marquée.

 

 

Présidents  P.C. MONTGOMERY – InESS/CNRS, Strasbourg (F)

 

Cette session  a fait l’objet de trois conférences.

 

La technique emploie un balayage en continu de franges d'interférences en lumière blanche et une acquisition et un traitement d'image par une caméra rapide et une carte basée sur un FPGA ("Field Programmable Gate Array"). Les applications visées sont la mesure des surfaces en 3D rapide, des transitoires dans les MEMS, des modifications des surfaces dues aux réactions chimiques et l'analyses des matières molles. Des applications ont été démontrées sur la mesure 3D des surfaces en translation latérale, comme une puce et une surface de GaN après une attaque chimique, et la transformation d'une goutte de TippEx avec le séchage. Des cadences de mesures 3D de 3 i/s à 25 i/s ont été démontrées, dépendant de la taille d'images (de 640x1024 pixels à 160x128 pixels) pour des profondeurs de 2 µm à 20 µm. La spécificité de ce système et l'habilité d'effectuer des mesures en-ligne et enregistrables.

 

 Le travail fait partie du projet PONAME de l’ANR-PNANO qui vise à répondre au besoin de nanostructurer et nanocaractériser à grande échelle latérale.

Les résultats sont le fruit d’une collaboration entre le Laboratoire d’Ingénierie des Systèmes de Versailles (LISV), le Laboratoire d’Instrumentation Optique et de Nanotechnologies (LNIO-ICD) de Troyes et ISP Système de Vic en Bigorre. Des résultats impressionnants ont été montrés de mesures de topographie par AFM d’une guide d’onde avec un champ de 30 µm de large et de 1,1 mm de long. Le premier prototype de déplacement permet d’atteindre une repétabilité de positionnement latéral de 10 nm sur une longueur de 1 mm. Un deuxième système intégré va permettre un balayage de 10 mm et de s’adapter aux différents systèmes commerciaux comme les microscopies de champ proche (AFM, SNOM) ou la lithographie.

 

Pour pouvoir caractériser des films magnétiques, un système basé sur la variation de polarisation d’un faisceau laser réfléchie d’une couche soumis à un champ magnétique permet de détecter des variations d’aimantation. L’effet exploité est le « Magneto-Optic Kerr Effect (MOKE). Le microscope permet d’obtenir le cycle d’hystérésis sur des empilements de couches minces qui peuvent être employées par exemple dans l’enregistrement magnétique, les marqueurs pour la détection sans contact ou les inducteurs à haute fréquence. Les premiers résultats de ce microscope ont été montrés pour la première fois au colloque CMOI sur des échantillons réels, ce qui a permis de retrouver la loi de Malus.

 

Cette session 2 sur la microscopie et la nanoscopie a surtout mis en évidence les avancées intéressantes en techniques de caractérisation micro/nano qui ouvrent de nouveaux champs de mesure comme pour la caractérisation des matières molles et des couches magnétiques aussi bien que la possibilité d’effectuer des mesures nanométriques sur des champs étendus sur quelques mm.

Présidents        C. CARRE – Laboratoire FOTON, Lannion (F)

Après une conférence plénière illustrant les multiples applications des lasers, 50 ans après l’année où a fonctionné le premier laser à rubis en mode impulsionnel, la session "Lasers et Matériaux" a montré que cet outil est aujourd’hui simultanément :

-         un outil d’investigation des mécanismes réactionnels mis en œuvre par absorption de photons ;

-         un outil permettant de micro et nano-structurer les matériaux polymères afin d’élaborer différents dispositifs optiques ;

-         un outil utile pour évaluer les performances des microstructures créées par différentes techniques.

Reposant sur l’étude de l’interaction lumière-matière et la mise en œuvre de matériaux fonctionnels pour l’optique, cette session fut l’objet de cinq communications.

 

Cette contribution fut centrée sur la spectroscopie d’absorption transitoire. Cette technique consiste à exciter un échantillon à l’aide d’une impulsion courte, puis à suivre l’évolution des états transitoires (ou excités) créés par analyse de leur spectre de transmission. Ici, l’amélioration incessante des performances des sources lasers a permis de passer d’une résolution temporelle de l’ordre de la nanoseconde à la picoseconde, puis à la femtoseconde, voire l’attoseconde. En plus de la réduction temporelle des impulsions, les progrès en optique linéaire ont permis de rendre accordable en fréquence les lasers et d’obtenir un accord en fréquence continu des impulsions lasers de l’UV jusqu’à l’infrarouge. Après présentation des montages expérimentaux mis en œuvre dans le laboratoire concerné, différents exemples d’étude des mécanismes d’interaction des molécules en solution ont été présentés, en particulier pour l’étude d’un système d’amorçage à 3 composants.

 

Après quelques rappels d’optique non-linéaire, l’attention s’est portée sur l’absorption à deux photons (ADP) et la génération de second harmonique (GSH). L’ADP induite par focalisation d’un faisceau laser femtoseconde fut ici mise à profit pour fabriquer par photopolymérisation des micro-objets avec une résolution pouvant être inférieure à 100 nm, permettant donc d’accéder à un grand confinement spatial. Les exemples présentés reposaient sur la réalisation de structures guidantes tridimensionnelles (connections entre fibres optiques monomodes, modulateurs électro-optiques organiques) et la création d’objets micro-déformables par construction de réseaux dans des élastomères nématiques thermo-actifs. La GSH, c’est à dire l’émission de photons à la fréquence double de celle des photons incidents sur le matériau, fut illustrée par la présentation de mémoires optiques de nouvelle génération où les bits d’information 1 ou 0 étaient contrôlés par la maîtrise de l’orientation de chromophores dans des micro-volumes via l’utilisation de l’ADP.

 

L’objectif ici était de nanostructurer des matériaux polymères à des échelles inférieures à la longueur d’onde d’excitation, donc de contourner les limites imposées par la diffraction de la lumière. La première technique consistait à mettre en œuvre des nanoparticules métalliques en tant que nano-sources de lumières pour induire une polymérisation locale, anisotrope et sélective. Dans le second cas, l ‘extrémité d’une fibre optique jouait le rôle de micro-source de lumière. L’optimisation du procédé reposait sur l’étude du volume polymérisé en fonction des paramètres photoniques. En particulier, un inhibiteur de polymérisation fut judicieusement mis à profit d’améliorer le confinement spatial de la réaction. Le même effet de confinement obtenu par utilisation d’un inhibiteur fut illustré par l’enregistrement d’un réseau de pas égal à 140 nm, par interférence de deux ondes évanescentes à 442 nm.

 

Après avoir présenté les activités de l’entreprise Kloé qui existe maintenant depuis une dizaine d’années, les auteurs se sont focalisés sur leur offre actuelle de photolithographie directe par laser, technique correspondant à une alternative très performante à la lithographie conventionnelle par masquage. Il s’agit ici d’un procédé d’écriture vectorielle fonctionnant en continu où c’est l’échantillon qui se déplace lors l’irradiation. Ce procédé de haute résolution est désormais associé à une grande profondeur de champ et peut fonctionner sur des surfaces allant jusqu’à 1m². Cela permet de réaliser des microstructures homogènes sur des profondeurs pouvant être de l’ordre de 10µm ou submicroniques grâce à la tête haute-résolution. Différents exemples ont été présentés (guide d’onde optique, micro-cuvette de 1µm de large pour 15 µm de haut, canal micro-fluidique, micromiroir et microlentille sphérique), la granulosité des éléments étant de l’ordre de 10 nm.

 

Le dernier exposé était lié à la fabrication d’éléments optiques diffractifs dans un matériau sol-gel hybride photopolymérisable par moulage. Le masque initial est créé dans une photorésine positive classique par écriture directe grâce à un phototraceur fonctionnant par l’intermédiaire d’un micro-écran à cristaux liquides, qui est donc reconfigurable. Le procédé de transfert du relief a pu être validé au travers de l’analyse et de la comparaison des différentes microstructures (spectres UV-visible, analyse des reliefs par microscopie interférométrique, des propriétés de diffraction des éléments). L’intérêt du second matériau est lié à ses meilleures propriétés optiques, mécaniques, thermiques et chimiques, ce qui permet d’accéder à une gamme de micro-optiques diffractives répondant à de nouveaux besoins industriels, en particulier en vue d’utilisation avec des faisceaux laser.

 

Présidents  Ph. HERVÉ - Université Paris Ouest Nanterre, La Défense (F)

Présidents P. FERDINAND – CEA LIST, Gif-sur-Yvette (F)

 

Auteurs : P. Ferdinand & M. Giuseffi,H. Lesueur, M. Philippe, C. Maragna et A. Vrain

  

Pierre Ferdinand, Directeur de Recherche au CEA LIST, a présenté les travaux réalisés en collaboration avec le BRGM. Ces deux Instituts de Recherche se sont en effet associés dans un projet visant à améliorer la connaissance des échangeurs géothermiques enterrés de pompes à chaleur, le bâtiment étant le secteur le plus énergivore en France. Une plate-forme expérimentale a donc été mise en place sur le site du BRGM à Orléans, l’objectif étant primo d’évaluer l’effet du climat, la compacité du sol et la disposition géométrique des boucles de tuyaux sur les performances des échangeurs horizontaux (placés à 1 m sous la surface), secundo de déterminer l’impact de propriétés thermiques de sols variables avec la profondeur et/ou l’effet d’aquifères sur l’efficacité des échangeurs verticaux (jusqu’à - 100 m) et, tertio d’évaluer les performances de nouveaux types d’échangeurs. L'approche a consisté à recourir à des fibres optiques multimodes déployées le long des échangeurs et dans le sol environnant (50 cm au dessus et sous les tuyaux échangeurs) et à les interroger par un instrument fondé sur la rétrodiffusion Raman dans les fibres (technique DTS) pour obtenir leurs profils de température (à mieux que 0,5°C avec une résolution spatiale de 1 m), en particulier lors des sollicitations thermiques (injection de chaud/froid dans les échangeurs). Au-delà du DTS, l’instrumentation intègre un commutateur multiplexant 8 câbles optiques (10 km au total, soit 10 000 ‘points’ de mesure), un caisson régulé thermiquement contenant quelques mètres de fibre et 2 sondes Pt100 pour ‘caler’ les profils thermiques, un PC pilotant le DTS et le commutateur, et un autre dédié au transfert des données brutes, à leur traitement, à l’affichage et à l’archivage des résultats. Compte tenu du flux important de données à traiter (150 000/h), un logiciel dédié a été développé. Il intègre plusieurs modules dont "Topologie" (correspondance entre les données brutes et la topologie de déploiement des fibres), "Traitement du signal" (calcul des profils thermiques calibrés), et "Interface Homme Machine" (6 fenêtres de visualisation). Pour valider la méthode, une première expérimentation a été conduite sur un échangeur vertical, hors fonctionnement de la régulation thermodynamique : les mesures fournissent le gradient géothermique naturel du sous sol, ici 2,5°C/100 m mesuré à 10 m sous la surface, en bon accord avec le gradient naturel moyen dans l’hexagone (3,3°C/100 m). Puis, une fois la machinerie thermodynamique en fonctionnement, l’une des expériences a consisté à injecter, pendant 18 h, un débit de 1,2 m³/h d’eau à 35°C dans les échangeurs. Les profils issus du DTS apparaissent en bon accord avec les températures de fluide mesurées par les Pt100. Ces expériences simples valident la possibilité de mesurer le profil de température du sol autour d’échangeurs enterrés et de suivre leur évolution avec le temps grâce à cette instrumentation à fibre optique par effet Raman.

Auteurs : M. Suleiman, H.C. Seat, M. Cattoen

 

Cette présentation, issue de travaux menés à ENSEEIHT-INPT, Université de Toulouse, fût donnée par H. C. Seat du Laboratoire d’Optoélectronique pour les Systèmes Embarqués.

Le schéma de principe du capteur comportant la cavité Fabry-Perot connecté  à la fibre de mesure fut présenté et son fonctionnement décrit avec rigueur. H. C. Seat n’hésita pas à reprendre les notations de la 1^ère figure de son article. Les relations qui permettent d’obtenir le déphasage entre les deux longueurs d’onde par modulation du courant de pilotage du laser ont été rapidement rappelées. L’orateur a pu ainsi gagner du temps de présentation et d’explications sur le système multiaxe à modulation et sur le fonctionnement du capteur en mode différentiel. Présentation qui se termina sur des relevés expérimentaux de très bonne qualité et des résultats correspondant aux attentes des géophysiciens, d’après l’orateur.

 

Auteurs : H. Medjadba, S. Lecler, L. M. Simohamed, J. Fontaine, et P. Meyrueis.

 

Il s’agit cette fois de travaux menés au sein du Laboratoire des Systèmes Photoniques de l'ENSPS de Strasbourg, en collaboration avec Laboratoire des Systèmes Electroniques et Optroniques de l’EMP à Bordj El-Bahri en Algérie. La présentation fût assurée par S Lecler de l’ENSPS.

Elle fut à la fois très bonne et très claire sur un sujet intéressant. L’orateur et ses collègues co-auteurs sont parvenus à convaincre que l’effet Sagnac, bien connu depuis un siècle dans les interféromètres en anneau mis rotation, et exploité dans les gyrolasers à fibres monomodes (Cf. la présentation d’Hervé Lefèvre au 9^ème colloque CMOI, à Nantes en 2008), pouvait être également utilisé dans les gyromètres - interféromètres à fibres, cette fois de type ‘multimodes’, associé à un traitement statistique des signaux. Les équations essentielles portant sur le moyennage nécessaire à appliquer en raison du grand nombre de modes dans la fibre ont été rappelées. Les choix de tous les éléments constitutifs du système ont été bien justifiés, complétant les calculs ou extraits de publications antérieures sur les fibres multimodes. La présentation des performances relevées sur le biais et de sa stabilité, sur la vitesse de rotation ont convaincu de l’intérêt que peut présenter ce type de gyromètre dans certaines applications où les contraintes environnementales et financières sont très sévères.

Les quelques questions posées à l’orateur ont bien souligné l’intérêt de l’auditoire pour ce travail.

 

Auteurs : C. Sonnenfeld, S. Sulejmani, T. Geernaert, F. Berghmans, H. Thienpont ,

S. Eve, G. Luyckx, N. Lammens, E. Voet, J. Degrieck, W. Urbanczyk, P. Mergo, J. Wojcik, M. Becker, H. Bartelt

 

Il s’est agit d’une présentation donnée par Francis Berghmans, Professeur à l’Université Libre de Bruxelles, et correspondant à un travail mené avec 5 autres partenaires : l’Université de Gent [Belgique], celles de Wroclaw et de Marie-Curie [Pologne], ainsi que l’IPTH-Iéna [Allemagne]) et le Laboratoire CRISTMAT de l’ENSI Caen. Cette présentation se voulait la suite de celle donnée à Reims au CMOI 2009 réalisée, entre autres, dans le cadre du projet Européen PHOSFOS du 7^ème PCRD.

L’orateur a tout d’abord introduit le sujet de sa présentation en le replaçant dans le cadre de la surveillance des structures, composites en l’occurrence, par réseaux de Bragg. (Cf. la session 7 du Colloque CMOI 2008 de Nantes pour en savoir plus sur les principes de mesure sous-jacents aux réseaux de Bragg et aux techniques de mesure associées). Puis, Francis Berghmans est plus particulièrement revenu sur le fonctionnement et les performances d’une fibre micro-structurée à maintien de polarisation (fortement asymétrique), de conception nouvelle, contenant des réseaux de Bragg dans son cœur dopé Germanium. L’objectif de ces travaux concernant l’instrumentation à cœur et peu intrusive de matériaux composites organiques, l’orateur a ensuite abordé la problématique de leur contrôle santé, précisant l’objectif de mesure des contraintes résiduelles et transverses. La réponse d’un réseau de Bragg inscrit dans une fibre biréfringente se présente sous forme de deux pics spectraux, dont la séparation est liée à la biréfringence du guide et le barycentre aux contraintes d’origines thermomécaniques. Francis Berghmans a ensuite montré comment une modélisation réalisée à l’aide de l’outil informatique COMSOL Multiphysics leur a permis de calculer la sensibilité de cette fibre vis-à-vis des forces transverses, à savoir - 370 pm/(N/mm). La fibre micro-structurée a ensuite été intégrée au sein d’un composite laminé – époxy renforcé fibres de carbone – formé de 16 couches à plis croisés de type [0₂, 90₂]_2S ; dont les tests ont mis en évidence : i) que les pics de Bragg fournissent les contraintes résiduelles présentes dans le composite, ii) une sensibilité significative aux déformations transversales de - 0,16 pm/(µm/m), iii) une faible sensibilité aux déformations axiales : 0,02 pm/(µm/m), prouvant la sélectivité de la transduction. Par ailleurs la sensibilité à la température de la fibre intégrée atteint [4,4 pm/°C] ce qui, une fois comparée à celle de la fibre nue [0,07 pm/°C] prouve que le réseau permet de suivre les contraintes transversales d’origine thermique. La preuve expérimentale est donc établie que cette nouvelle fibre micro-structurée à forte biréfringence permet le suivi des contraintes résiduelles d’une matrice composite au sein de laquelle elle est noyée, avec une sensibilité aux efforts transverses supérieure d’un ordre de grandeur à celle des fibres conventionnelles.

 

Auteurs : X. Chapeleau, P. Casari, J. Fajoui, F. Jacquemin et M. Drissi-Habti.

 

Les travaux présentés par Xavier Chapeleau s'intègrent dans le Projet DECID2 soutenu par le FUI et regroupant une quinzaine de partenaires. Ce travail concerne plus particulièrement une collaboration Nantaise, à savoir l’Université éponyme et le LCPC au sein duquel il est chercheur. L’objectif a consisté à mettre en œuvre un système de mesures réparties, en l’occurrence l’OBR [Optical Backscatter reflectometer] de chez Luna (USA) capable de fournir un grand nombre de ‘points de mesure’ le long d’une fibre optique monomode pouvant mesurer jusqu’à 70 m. Il s’agit en fait d’un Capteur à Fibres Optiques continu de déformations [résolution ~ 1 µm/m] et de température (les deux mesurandes n’étant pas discriminés) fondé sur d’une part la réflectométrie fréquentielle pour la localisation centimétrique des points de mesure et la rétrodiffusion de Rayleigh pour la mesure proprement dite. Un démonstrateur technologique a été construit à Nantes, qui comprend un panneau sandwich composé de mousse PVC (type AIREX C70 200 kg/m³), dans le but d’estimer les capacité de cette nouvelle méthode de mesure optique à répondre aux différentes attentes du secteur des matériaux composites, in fine aussi bien pour les besoins de leur fabrication que pour leur contrôle santé (suivi de cuisson, caractérisation, mesure des déformations, détection des endommagements, des délaminages éventuels …).

Au sein du panneau de dimensions 800 x 250 mm² et 48 mm d’épaisseur, 3 fibres optiques monomodes ont été insérées comme suit : 2 placées longitudinalement à 3 mm des bords supérieur et inférieur, et une troisième ondulant sinusoïdalement de 10 mm de part et d’autre de la fibre neutre (6 périodes de 126 mm le long du panneau), pour être sensible aux cisaillements.

L’orateur a précisé qu’une simulation mécanique avait été réalisée à l’aide COMSOL Multiphysics^TM dans l'objectif de confronter les résultats des mesures optiques à ceux du modèle (hypothèses : déformations planes ; comportement linéaire et élastique ; non prise en compte de la présence des fibres ni de la colle). Ainsi, dans un premier test de type flexion 3 points, un chargement de 200 N a été appliqué au centre de la mousse, les déformations sinusoïdales mesurées par les fibres droites atteignent environ 2000 µm/m en relativement bon accord avec le modèle, tandis que la fibre centrale, placée en sinus, détecte tout naturellement une déformation périodique, mais dont l’amplitude est sensiblement moitié de la prédiction du modèle. Les résultats d’un autre essai, réalisé cette fois avec le sandwich, sous 1000 N de chargement, puis ceux obtenus en flexion 4 points, dénotent un comportement globalement satisfaisant de la mesure optique même si les amplitudes s’écartent quelque peu des prédictions du modèle, sans doute du fait de la non prise en compte dans celui-ci de l’interface de collage ni de la présence des fibres dans la mousse. Ces tous premiers travaux démontrent la possibilité de réaliser des mesures à cœur de structures composites de type mousse PVC par la méthode fréquentielle OBR.

 

Auteurs : B. Delobelle, F. Courvoisier, P. Delobelle et D. Perreux

La dernière présentation de cette session fût donnée par B. Delobelle du Département Mécanique de FEMTO- ST à Besançon dans la cadre d’une collaboration avec le Département Optique, tous deux appartenant à l’Université de Franche Comté. Cette présentation bien structurée analysa le comportement d’un capteur nouveau de type « fusible » à base de fibres optiques pré-endommagées. D’un point de vue pratique, pour réaliser ces capteurs-fusibles, les fibres sont soumises à des impulsions laser très brèves (quelques femtosecondes) calibrées de manière à induire des défauts « calibrés » sous faisceau gaussien aux limites de la rupture de la silice. L’étude consiste ensuite à suivre l’évolution de la rupture des fibres optiques noyées dans une structure au cours de sa fabrication et soumise à des contraintes mécaniques. L’orateur n’a pas hésité à utiliser le formalisme de Beer-Lambert et la statistique de Weibull. Il est ainsi démontré expérimentalement, et après une approche théorique intéressante sur la morphologie des défauts, que la déformation à rupture des fibres est voisine de la déformation des structures qui les renferment. A suivre ...

 

Présidents J-M. CAUSSIGNAC – LCPC, Paris (F)

 

Mots-clés : capteur sans contact ; rétro-injection optique ; concentration NO₂ dans l’air ; vélocimétrie Doppler ; lévitation diamagnétique ; nanoforces.

 

Cette première contribution présentée par le LOSE de l’Université de Toulouse et l’INT-ENSEEIHT porte sur la conception d’un capteur de déplacement sans contact par « self-mixing » basé sur la rétro-injection optique. L’originalité du dispositif tient au fait qu’il peut être embarqué. En effet, couplé à un accéléromètre à base de MEMS, les auteurs ont montré qu’il était possible par double intégration du signal d’accélération de déterminer le déplacement parasite du aux mouvements ou aux vibrations du support du capteur pour corriger les mesures des déplacements « vrais » recherchés. Le démonstrateur développé a permis de valider la méthode sur des distances nominales capteur/cible de plusieurs mètres avec des étendues de mesure de quelques micromètres avec un résolution de 40nm et des fréquences de vibration pouvant atteindre 500Hz.

Ce travail, fruit d’une collaboration entre la Société Floralis, le Laboratoire de Spectrométrie Physique de l’Université Joseph Fourier de Grenoble et le Pôle Recherche-Développement et Innovation de Poissy, a pour but de proposer une méthode de suivi des concentrations du NO₂ dans l’atmosphère permettant de pallier les limitations de la méthode de chimiluminescence qui constitue actuellement la référence dans le cadre de la norme NF EN 14211. De plus, la Directive 2008/50/CE fournit les valeurs seuils pour l’information et l’alerte de la population en cas de pollution. Le principe de mesure développé s’apparente à une combinaison entre la spectroscopie DOAS (Differential Optical Absorption Spectroscopy) et la spectroscopie utilisant des cavités optiques (CEAS ou CRDS). Ce qui permet d’exploiter le spectre du NO₂ dans la gamme de longueur d’onde 600-650nm. Par ailleurs, l’utilisation d’une cavité optique permet d’augmenter considérablement le trajet effectif de la lumière (jusqu’à plusieurs kilomètres) et ainsi d’améliorer la sensibilité de la mesure. Les premiers résultats obtenus qui prennent en compte l’aspect règlementaire, les contraintes, à la fois, du constructeur et d’utilisation, ont permis d’atteindre les caractéristiques suivantes : étendue de mesure (0-600ppb), limite de détection (1,4ppb), temps de réponse (montée 8s et descente 10s) ouvrent de nouvelles voies pour proposer de nouveaux analyseurs de gaz plus performants que ceux actuels.

 

Cette communication issue d’une étude conjointe entre le LOSE de l’Université de Toulouse et l’INT-ENSEEIHT a pour objet de présenter un prototype de capteur de mesure de vitesse par effet Doppler basé sur la réinjection optique. Dans la plupart des capteurs interférométriques par effet Doppler, l’information relative à la vitesse n’est pas sensible au sens du vecteur vitesse, contrairement aux vélocimètres par réinjection optique. En effet, la non-linéarité du phénomène de self-mixing donne au signal interférométrique une forme typique en « dents de scie » dans laquelle l’orientation des dents informe sur le sens de la vitesse. Toutefois, l’exploitation de cette spécificité nécessite un traitement de signal avec une fréquence d’échantillonnage importante alors que la détermination de la norme du vecteur vitesse s’appuie uniquement sur l’analyse fréquentielle. La méthode proposée fournit l’information « sens » tout en conservant la simplicité du traitement par analyse fréquentielle. La validation du principe de mesure et du prototype associé a été effectuée sur une cible en rotation disposée devant une diode laser, le sens de cette rotation pouvant être changé à la demande. Les premiers résultats qui sont conformes aux prévisions ouvrent des perspectives intéressantes en matière de développement industriel.

La mesure de forces inférieures au millinewton constitue un marché émergent pour lequel les acteurs industriels sont peu nombreux à l’exception des fabricants d’AFM (Atomic Force Microscope). De plus, l’étalonnage précis des outils de mesure présente une difficulté compte tenu de l’absence d’étalon de référence à ces échelles de force. C’est la raison pour laquelle dans le cadre du projet STILµFORCE bénéficiant du soutien de l’ANR, la société STIL et le département AS2M (Automatique et Systèmes Micro-Mécatroniques) de l’Institut FEMTO de Besançon ont développé conjointement un dispositif de mesure. Il se compose de deux éléments :

d’une part, un capteur basé sur le principe optique confocal chromatique pour la mesure de déplacements d’une masse sismique,

d’autre part, un capteur de force qui utilise la mise en lévitation passive de 2 aimants permanents solidarisés par un micro-capillaire en verre dans un champ magnétique créé par des aimants cubiques. Des plaques diamagnétiques disposées convenablement par rapport à la direction des champs permettent de stabiliser la position de la tige grâce aux efforts diamagnétiques répulsifs qu’elles exercent sur les aimants de la tige. On a montré qu’il était ainsi possible d’atteindre une résolution de 1nN sur une table antivibratoire, ce qui est un résultat tout à fait prometteur.

 

Présidents  J. BOUTEYRE – EADS France, Saint-Médard-en-Jalles (F)

 

L’holographie numérique consiste pour l’essentiel à enregistrer l’hologramme à l’aide d’un capteur photoélectrique matriciel, à numériser l’intensité enregistrée et à reconstruire l’onde objet, en amplitude et en phase, par un calcul de diffraction. Cette technique poursuit sa montée régulière en puissance, en s’affirmant dans la niche des petits objets (microscopie) et en s’ouvrant de larges perspectives d’applications en mécanique des fluides et du solide grâce au multiplexage en longueur d’onde.

Trois contributions sont au programme :

 

1- Sous le titre “Réflectométrie par microscopie holographique numérique”, un groupe constitué de chercheurs de la société Lyncée Tec SA, Lausanne (CH), de l’Université technique de Vienne (A), et de l’EPFL (CH) présente la mesure simultanée de l’indice de réfraction et de l’épaisseur d’un empilement de couches minces semi-transparentes. La société Lyncée Tec SA commercialise des microscopes holographiques éponymes et la mesure en question est obtenue dans un tel microscope comportant deux sources laser émettant à 682.5 et 660 nm. C’est en fait une modélisation préalable du comportement optique supputé de l’empilement, encadrée par la connaissance d’une poignée de paramètres caractéristiques, qui permet de résoudre à la fois les épaisseurs, les indices et la topographie de surface, sans devoir recourir aux techniques lourdes de tomographie. Les investigations sur les couches minces devraient s’en trouver simplifiées.

 

2-L’association des centres ONERA de Lille et de Meudon et de l’ENSIM, Le Mans, propose une “Etude des micro-jets par interférométrie holographique numérique à 3 longueurs d’onde”. L’optimisation des performances de vol d’un aéronef passe par la maîtrise des écoulements d’air, que l’on peut influencer par des micro-jets implantés sur les voilures ou les gouvernes. Ces micro-jets sont analysés dans un montage d’interférométrie numérique à porteuse spatiale, alimenté par trois lasers accordés sur les raies 647, 532 et 457 nm, dans lequel une caméra couleur tri-CCD enregistre les interférogrammes. Un traitement numérique basé sur la transformée de Fourier 2D des trois signaux couleur permet de reconstruire les cartes de phase avec et sans jet. Leur différence fournit les champs d’indice de réfraction de l’écoulement intégré sur toute la profondeur du jet. Dans l’hypothèse d’un écoulement axisymétrique, une technique de déconvolution conduit à la répartition radiale du champ de la masse volumique dans le jet. Des résultats spectaculaires sont présentés.

 

3- La contribution intitulée “Mesure temps réel 3C par holographie numérique tri-chromatique” résulte d’une collaboration entre l’Université du Maine, l’ENSIM, Le Mans, l’Université de Kunming (CN) et le centre de Lille de l’ONERA. Cette contribution répond au besoin croissant de mesurer simultanément les trois composantes d’un champ de déplacement en mécanique du solide. L’holographie numérique se prête bien au multiplexage en longueur d’onde. A noter qu’ici le capteur couleur est un empilement de trois couches de matrices de photodiodes noyées dans le silicium, chaque couche étant préférentiellement sensible à une couleur particulière. Les trois hologrammes couleur ainsi enregistrés sont restitués numériquement dans les trois longueurs d’onde par une technique originale qui garantit une superposition parfaite des images reconstruites, au même grandissement. Les cartes de phase correspondantes sont sensibles à des combinaisons linéaires indépendantes des composantes du champ de déplacement, fonction de la géométrie du montage pour chaque couleur. La simple inversion de ce système linéaire fournit les trois composantes recherchées. Un exemple de chargement d’une plaque carrée percée de deux trous démontre que les écarts type de l’incertitude de mesure des composantes transversales et longitudinale du déplacement sont de l’ordre du dixième et de quelques centièmes de micron respectivement.

 

A signaler enfin que les techniques d’holographie numérique sont également présentes dans d’autres sessions, en particulier dans la conférence plénière 3 qui traite d’enregistrements à une longueur d’onde de 10 m, et dans les affiches, qui complètent la présentation des propriétés du microscope holographique de Lyncée Tec SA et des méthodes à trois longueurs d’onde de l’ONERA-ENSIM.

 

Présidents Y. BAILLY – ENISYS/FEMTO-ST, Belfort (F)

 

La première conférence, présentée par D. Bonnet (ENISYS/FEMTO-ST, Belfort), s’inscrit dans le cadre d’un projet de recherche collaborative ayant pour ambition de comprendre les phénomènes mis en jeu dans la boucle d'air d'un moteur à combustion interne d'une automobile. L'objectif de ce projet est de produire des modèles numériques de la boucle d'air dans son intégralité et de les valider, notamment, par des mesures utilisant la technique de PIV (Vélocimétrie par Imagerie de Particules). Après présentation du dispositif expérimental et des différentes contraintes inhérentes à sa complexité, D. Bonnet s’est attardé sur la définition d’un processus de traitement des images PIV ainsi que sur la présentation des premiers résultats obtenus en différents endroits du moteur

 

La deuxième présentation par S. Fohanno (GRESPI/Thermomécanique, Reims) concernait l’étude expérimentale de l’interaction d’un jet d’air chaud et d’une paroi solide mince. Ce travail amont s’inscrit dans le cadre d’une meilleure compréhension de ce type d’interactions, rencontrées dans de nombreuses applications industrielles. A l’aide de la thermographie infrarouge, le protocole expérimental a été conduit pour deux types de parois minces : en aluminium et en plastique. L’interaction du jet avec la paroi se traduit par une diffusion radiale de la chaleur dans la paroi plus étendue que la diffusion de la chaleur dans le jet libre seul. L’influence du matériau sur la diffusion de la chaleur à l’approche de la feuille par le jet ainsi que sur la température maximale observée sur la paroi a également été dégagée.

 

La troisième et dernière conférence, présentée par T. Kauffmann (Laboratoire Matériaux Optiques, Photonique et Systèmes, Metz) a trait à la définition d’un mode de détection de la présence de sel et de sa concentration, en particulier du chlorure de sodium (NaCl).

Initialement dévolue aux mesures concentrations élevées de sel dans le contexte d'épandage de fondants routiers sur la chaussée par le biais d’un capteur optique fondé sur la spectrométrie Raman, cette méthode est étendue aux solutions salines dans le but de détecter et de déterminer de faibles concentrations de chlorure de sodium NaCl dans divers milieux. Les auteurs montrent que cette méthode permet déjà d’atteindre des concentrations

de l'ordre du gramme par litre.

 

Présidents  J.-M. DESSE – ONERA, Lille (F)

 

 Cette communication présente une méthode non invasive de détermination des paramètres optiques à partir de la mesure de la réflectance résolue spatialement angulaire, utilisant une LED continue de forte puissance (3W), à la longueur d’onde 625 nm. Le coefficient d’absorption est déduit à partir des coefficients d’atténuation effectif et de diffusion réduit, les paramètres optiques sont déduits à partir des résultats de mesures et d’une expression analytique basée sur l’approximation de la diffusion.

 

 

Présidents Y. BERTHAUD – Université Pierre et Marie Curie, Paris (F)

1- La première présentation concernait la numérisation automatisée de l'espace urbain et rural, en vue d'établir une cartographie de la visibilité géométrique des routes (environnement routier perçu par le conducteur d'un véhicule). La numérisation est effectuée par un véhicule terrestre prototype équipé d'un scanner laser pour l'acquisition des données 3D, d'un GPS et d'une centrale inertielle pour la géolocalisation des données. Les points relevés par le scanner laser sont géolocalisés pour produire un nuage de points 3D dense représentatif de l'environnement traversé par le véhicule durant son parcours. Ce nuage de points 3D dense est ensuite traité et analysé pour supprimer les artefacts, réduire son volume par décimation (1 million de points 3D pour 100 m parcourus) et identifier les zones planes de l'environnement (routes, façades d'immeubles, etc.). La visibilité géométrique est ensuite calculée. Les premiers résultats montrent que les cartes de visibilité obtenues semblent fiables. Les travaux futurs porteront sur la validation de ces cartes à partir de données de référence (vérités terrains, relevés topographiques, etc.).

L'information de visibilité est importante, notamment pour les gestionnaires de routes (et pour les usagers de ces routes) car elle permet une amélioration de la sécurité routière (évaluation de l'impact de nouveaux concepts d'aménagement, de signalisation et d'aides à la conduite, destinés à améliorer la perception et la compréhension par le conducteur de son environnement routier).

 

perturbations induites. En effet, la présence d'un champ convectif entourant l'objet à haute température génère une variation de l'indice de réfraction dans la région de couches limites thermiques, variation liée au champ de températures près de l'objet. Cette variation d'indice a pour effet une modification des trajets optiques dans l'environnement proche de l'objet. Le travail présenté a pour but, dans un premier temps, de caractériser les champs convectifs se développant autour d'objets simples (cylindre chauffé par exemple). Un modèle basé sur la méthode de lancer de rayons a été developpé pour évaluer les déviations des rayons lumineux traversant la couche perturbée. En complément de cette approche numérique, plusieurs méthodes expérimentales ont été

développées (strioscopie, corrélation d'images, etc.) pour la visualisation/quantification des

écoulements convectifs. Dans un deuxième temps, des algorithmes d'analyse et traitement d'images seront développés pour permettre une estimation et une correction des phénomènes perturbateurs.

L'état de polarisation d'un rayon lumineux peut être décrit par les quatre composantes du vecteur de Stokes. Ces quatre composantes permettent de quantifier la polarisation par un scalaire appelé "degré de polarisation" (DOP). En pratique, le DOP est calculé à partir de l'acquisition de quatre images successives. Cette méthodologie fonctionne correctement sur des scènes statiques mais l'acquisition de plusieurs images successives sur des scènes dynamiques (qui changent durant l'acquisition des quatre images) conduit à des informations de polarisation erronées. C'est sur ce verrou que portent les travaux présentés. Quatre méthodes de traitement d'images permettant de

corriger les erreurs engendrées par le mouvement ont été présentées. Certaines méthodes peuvent être mises en oeuvre en temps réel mais les méthodes de correction les plus performantes

s'effectuent pour l'instant par post-traitement des images. Les travaux futurs porteront sur le développement de méthodes performantes implémentables en temps-réel.

 

4- La quatrième présentation de M. Honlet était relative au développement d'un système optronique innovant destiné à être installé dans un véhicule blindé léger de type PUMA.

Le cahier des charges a été présenté qui a conduit à proposer une solution originale avec des systèmes mécaniques articulés et autorisant des mouvements relatifs importants des différentes parties avec toute l'optique intégrée et ses systèmes de compensation associés. Un périscope panoramique avec une tête multispectrale, un système de vision multi capteurs (CCD, vision directe et infrarouge) et une connection optique flexible ont donc été imaginés..

 

acquisition numérique. Seule l'ombre de la pointe est enregistrée pour éviter le problèmes de mise au point. La difficulté du travail reposait sur la mise en place d'un traitement automatisé du profil pour en déduire une classification (avec quatre ou cinq classes) du type de défaut : pointe tordue, émoussée, cassée, ... La morphologie mathématique a été utilisée pour en déduire une notion de squelette associée à un dépouillement par cercles inscrits. L'analyse des chemins du squelette a permis de proposer et de tester une méthodologie dans un contexte industriel.

 

6- La sixième présentation : détection à haute cadence de codes-barres bidimensionels sous éclairage variable était une présentation relative au traitement de données de l'industrie  pharmaceutique : boîte de médicaments et surtout plaquette de médicaments. L'enjeu était de pouvoir - en un temps limité à la fois de développement du produit et de traitement sur chaîne de production ou de conditionnement - détecter des codes barre sur des plaquettes sachant que ces codes barre sont dans un environnement variable (état de la plaquette qui peut  présenter des défauts, réflectance variable, etc.). L'exposé a montré que différents traitements numériques de l'image - seuillage et corrélation - permettaient successivement  de localiser les codes barre puis de les analyser le tout avec un temps  de traitement limité et un taux de rejet très faible. La solution imaginée est en cours d'installation sur site industriel.

Présidents T. BOSCH – ENSEEIHT, Toulouse (F)

 

In year 2009 the Spanish cluster for Photonics and Optics started his walk under the name of Southern European Cluster on Photonics and Optics (SECPhO). The cluster is attempting to join forces of the main actors in the optics and photonics area in Spain. The sector has been identified as a highly specialized, high end value sector with several actors working in a disaggregate manner, so a cluster strategy was evaluated as especially appropriate. The first actions of the cluster are giving support to the visibility and identification of the sector, ending with the characterization of a sector with over 80 direct industrial and academic partners. The subsequent line of activity is helping to develop synergies for joint projects and promoting the mutual knowledge of his members. Up to the moment, 42 members have joined the cluster and participate in different activities, being the most relevant the visits to research labs, the preparation of joint project proposals within national and international frameworks, and the support to internationalization of the activities of the partners. This year, the cluster organized and contributed to finance a joint mission of its members to the Optatec fair, and started the development of transnational relationships with other clusters in Europe. In France, active relationships with the clusters in Marseille (Popsud), Rhöne-Alpes and Paris are currently starting to deliver its first results in the form of crossed missions and joint project proposals.

 

The detailed measurement of the scattering waves on thin plates is one of the main areas of interest in the optical metrology laboratory at Vigo University, in Galicia, Spain. The group is developing nondestructive testing techniques in different types of materials, both metallic and composite, in a research activity which extends over the last 30 years and which has become world-reference in some NDT techniques. In the most usual experimental arrangement, the piece under test is excited (thermally or by ultrasound), and then the interaction of the excitation with the piece, in form of propagating Lamb or Rayleigh waves, is measured and characterized. Results were presented in full-field measurements of ultrasonic waves on metallic plates based on TV holography techniques, and on the detection of static deformations and resonant modes using digital holography in continuous mode on composite materials. Main results are related to defect detection, for composite plates, and to the analysis of the characterization of mechanical properties for metallic plates.

 

The research group in Fabrication Engineering and Advanced Metrology of the University of Zaragoza (GIFMA) is part of the Aragon Engineering Institute (I3A), centered in the development of fabrication-oriented metrology solutions, including the development of methods of measurement and calibration for quality control and verification of production systems, optimization of 3D measurement systems, analysis of traceability and calibration, and in mechatronics, precision engineering design, manufacture and calibration of manufacturing systems and precision measurement with or without contact using the 2D and 3D machine vision. In the application presented, as an example of the activity of the group, stereo vision systems were used for controlling the fabrication process of a complete truck, based in double camera vision acquisition combined with dedicated target placed on the chassis of the truck, allowing photogrammetric techniques to be applied for 3D reconstruction and the detection of deviations in the fabrication process.

 

UPC-CD6 stand for the Centre of Sensor, Instrumentation and Systems Development, a specific research Centre in the UPC-BarcelonaTech University. The Centre is an innovation-oriented Centre working in Optical Engineering techniques, with a strong expertise in Optical Metrology. Main areas of activity include non-destructive testing, with strong specialty in laser ultrasonics, fringe projection, or photogrammetry, plus characterization of optical systems and components (by confocal microscopy, interferometry, Shack-Hartmann sensors or Ronchi test), and an expertise developed in the field of adaptive optical systems and sensors. One important line of activity of the development of ready-to-use systems, developed in the electronics and mechanics workshops of the Centre. Other Optical Engineering research lines, such as vision systems, optomechanical design, or colour and hyperspectral imaging, are also working line son the Centre. The group is mainly financed by industrial research contracts, has reference clients over the world, and promotes entrepreunership among its members, which has given rise to the existence of five spin-off companies out of the research activities developed in the Centre.

 

Présidents A. BOUDRIOUA- Université Paris 13, Villetaneuse (F)

                     T. TOUAM – CDTA, Alger (DZ)                 

 

Le club SFO/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'existence d'applications a décidé de créer le prix Jean EBBENI en 2005. Professeur à l'Université Libre de Bruxelles, il fut en Europe un des premiers à œuvrer dans ce sens. 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.

L’objet du prix, sponsorisé par la société QUANTEL, est de récompenser un projet innovant abouti avec une réalisation industrielle effective ou une perspective sérieuse d’application industrielle

Le prix 2010 a été décerné lors du banquet du colloque à Michel HONLET, directeur Recherche et Technologie au sein du développement de la CARL ZEISS OPTRONICS GmbH à Oberkochen, en Allemagne. Depuis plus de 20 ans il se consacre au développement et la propagation active de solutions optiques pour l’industrie. Il met en avant-plan la solution, pas les méthodes et n’hésite donc pas à inciter des synergies technologiques et partenariats internationaux, laissant libre cours à son esprit purement européen. Son cumul de compétence technique et son expérience d’entrepreneur, à travers de petites et grandes sociétés ainsi que sa propre PME, l’ont fortement sensibilisé à interagir avec succès avec l’industrie. Finalement c’est son ouverture et les actions constamment orientées sur le WIN-WIN qui reflètent parfaitement l’esprit de Jean EBBENI

Le prix a été remis par Jean-Louis TRIBILLON, Président du Comité d’Attribution et Fondateur du prix, en présence d’Eléonore FOUCREY de la société QUANTEL, sponsor du prix, de Marie-Anne DE SMET Expert EADS et AIRBUS - Bureau d’Etudes Matériaux et Procédés – ancienne collaboratrice de Jean EBBENI à l’Université Libre de Bruxelles, et de Paul SMIGIELSKI, Président du club CMOI/SFO et parrain de Michel HONLET.

Les techniques optiques et  photoniques progressent dans tous les domaines. Ce sont des technologies clés présentent dans la vie quotidienne et très porteuses d’avenir. Le colloque de Toulouse-Labège  conforte une fois de plus l’avis de la Commission Européenne qui a considéré à Bruxelles, en décembre 2005, que la photonique est la science du 21^ème siècle.

Le développement important des capteurs à fibres optiques à réseaux de Bragg ou à effet Brillouin, illustre les progrès de la photonique et de ses applications dans de nombreux domaines (ferroviaire, matériaux composites, ponts et chaussées, environnement nucléaire,…)

Les applications innovantes de l’holographie numérique et de la microscopie se poursuivent. Les techniques IR et thermiques pour le diagnostic des œuvres d’art et le contrôle non destructif en général, reflètent également bien l’évolution de la photonique qui est souvent une source d’innovations. La photonique présente un caractère transversal et diffusant très important dans le secteur industriel et est susceptible d’irriguer des filières extrêmement variées : automobile, aéronautique, biotechnologies, environnement..... En regard de son potentiel, et dans un contexte international qui privilégie l’innovation, il est sans doute préjudiciable qu’aucun grand programme national ne soit consacré aux développements de la photonique comme c’est le cas sur d’autres thématiques comme les nanotechnologies ou la santé par exemple. La mise en place d’un grand programme interministériel (Recherche, Industrie, Défense) pourraient utilement fédérer la communauté scientifique nationale de la photonique et s’articuler en très bonne cohérence avec de grands projets industriels (et qui est mieux reconnue en Allemagne et en Grande Bretagne, par exemple, qu’en France.)