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1 - PRÉSENTATION GÉNÉRALE

2 - RAPPEL SUR LES MÉTHODES D’INTERFÉROMÉTRIE HOLOGRAPHIQUE

  • 2.1 - Interférométrie holographique par double exposition
  • 2.2 - Interférométrie holographique en temps réel
  • 2.3 - Interférométrie holographique « moyennée dans le temps » (ou par « intégration temporelle »)
  • 2.4 - Interférométrie holographique à double faisceau de référence
  • 2.5 - Cinéholographie interférométrique

3 - RAPPEL SUR LES MÉTHODES D’INTERFÉROMÉTRIE DE SPECKLE

4 - ÉTUDE DES CHOCS ET DES VIBRATIONS

5 - ANALYSE VIBRATOIRE PAR ENDOSCOPIE HOLOGRAPHIQUE

6 - ANALYSE VIBRATOIRE IN SITU PAR CINÉHOLOGRAPHIE

7 - UTILISATION DE L’INTERFÉROMÉTRIE DE SPECKLE. CAS PARTICULIERS

8 - CONCLUSION

| Réf : R6210 v1

Rappel sur les méthodes d’interférométrie de speckle
Caractérisation des vibrations par interférométrie

Auteur(s) : Paul SMIGIELSKI

Date de publication : 10 juin 2005

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RÉSUMÉ

L’interférométrie holographique  est une méthode de visualisation globale sans contact, capable de donner une idée très précise du comportement réel d’un ensemble mécanique ou d’un phénomène physique sans le perturber. Capable de réaliser des mesures quantitatives des phénomènes tridimensionnels statiques ou dynamiques, cette technique se montre donc très performante pour conduire une analyse vibratoire. L’évolution vers le numérique et les progrès dans le traitement informatique des images holographiques  lui promettent un bel avenir dans la mesure de l’intensité vibratoire.

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Auteur(s)

  • Paul SMIGIELSKI : Docteur ès sciences - Ingénieur de l’École Supérieure d’Optique (ESO) - Président de Rhenaphotonics Alsace

INTRODUCTION

L’étude du comportement de matériaux et de structures soumis à des contraintes dynamiques ou l’analyse des déformations de machines en fonctionnement (moteur d’automobile, par exemple) se fait habituellement à l’aide de capteurs permettant une mesure ponctuelle avec contact très sensible (accéléromètres, jauges de contrainte...). La validation de codes de calculs par ce type de capteurs peut parfois se révéler erronée.

L’utilisation de capteurs optiques ponctuels sans contact est un progrès dans la qualité de la mesure. Mais il serait trop onéreux de trop les multiplier. On opère donc par balayage, ce qui restreint le domaine des applications. De plus, la mesure en des endroits non directement accessibles est difficile et nécessite l’usage de fibres optiques.

Les méthodes optiques globales, interférométriques ou holographiques, quoique moins sensibles (0,01 à 0,1 µm) que les méthodes ponctuelles, semblent les mieux adaptées à l’étude des déplacements dynamiques, notamment sur des corps en rotation ou lorsque l’on désire une grande résolution temporelle. Souvent, elles seront associées à une méthode ponctuelle (vibrométrie laser, par exemple), complémentaire, permettant la synchronisation du laser.

L’étude des phénomènes dynamiques en fonction du temps se fait aisément « en continu » avec des capteurs ponctuels. Avec l’holographie, on opère par échantillonnage à l’aide de la cinéholographie (voir paragraphe 6). Les objets non accessibles directement à l’observation seront étudiés par endoscopie holographique (voir paragraphe 5).

Dans cet article, nous présenterons la caractérisation des vibrations par interférométrie holographique et de speckle.

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VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-r6210


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3. Rappel sur les méthodes d’interférométrie de speckle

3.1 Granularité laser ou speckle

Un objet diffusant éclairé en lumière cohérente génère un système d’interférences complexe dans l’espace appelé speckle en anglais (littéralement « moucheture, tache ») ou granularité laser en français. Le mot speckle étant communément admis par les milieux scientifiques internationaux, nous l’utiliserons.

Le speckle se manifeste dès que la surface de l’objet diffusant, éclairé par une source de lumière cohérente, présente un relief microscopique donnant, vu du point d’observation, des variations de chemin optique supérieures à la longueur d’onde de la lumière (figure 3).

Ainsi, une surface polie optiquement ne donnera pas de speckle.

La figure de speckle contient des informations multiples sur l’objet : état de surface, forme, déformation... Le problème est de savoir comment décoder l’information. Dans le cas des petits déplacements, il y a invariance locale de la figure de speckle : une petite portion du speckle se déplace en bloc sans modifier sa forme de façon appréciable, de sorte que la connaissance du déplacement local du speckle permet de remonter au déplacement de la zone correspondante de l’objet. Plus de détails sur le speckle se trouvent dans la référence .

HAUT DE PAGE

3.2 Photographie de speckle : mesure des déplacements dans le plan

Le lecteur pourra se reporter à la référence .

Considérons, pour simplifier, un objet quasiment plan...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - SMIGIELSKI (P.) -   Interférométrie holographique. Principes.  -  Traité Sciences fondamentales AF 3 345. Techniques de l’Ingénieur éd., Paris (1998).

  • (2) - SMIGIELSKI (P.) -   Holographie industrielle.  -  Teknéa éd., Toulouse (1994).

  • (3) - FAGOT (H.), SMIGIELSKI (P.) -   Cinéholographie et interférométrie.  -  CR Acad. Sc. Paris, t. 302, vol. II, no 4 (1986).

  • (4) - DISCHLI (B.), FAGOT (H.), SMIGIELSKI (P.), DIARD (A.) -   Interferometric cineholography on 126-mm film at 25 Hz with the help of two pulsed YAG lasers.  -  3rd French-German Congress on Applications of Holography, Saint-Louis (F), 20-22 nov. 1991.

  • (5) - SMIGIELSKI (P.) -   Cineholography in non-destructive testing.  -  Invited critical review paper, OE/TECHNOLOGY’92 SPIE Congress, Conference on Optical Inspection and Testing, Boston. Proceedings SPIE CR 46, 18 nov. 1992.

  • ...

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