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RÉSUMÉ
Le rayonnement térahertz, grâce à son fort pouvoir de pénétration à travers de nombreux matériaux opaques, présente sans conteste des atouts considérables pour l'analyse des objets issus de notre héritage culturel. Pour s'en convaincre, sont présentés ici les récents résultats obtenus dans ce domaine à l'aide de deux dispositifs d'imagerie térahertz complémentaires, portables et mis à la disposition des musées nationaux et internationaux.
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Julien LABAUNE : Docteur de l'École polytechnique (C2RMF), - Ingénieur ONERA (DMPH-FPA)
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Emmanuel ABRAHAM : Maître de conférences (HDR) au Laboratoire ondes et matière d'Aquitaine (LOMA), CNRS UMR 5798, université Bordeaux 1
INTRODUCTION
Le rayonnement térahertz, grâce à son fort pouvoir de pénétration à travers de nombreux matériaux opaques, présente sans conteste des atouts considérables pour l'analyse des objets issus de notre héritage culturel. Pour s'en convaincre, nous proposons à travers cet article de résumer les récents résultats que nous avons pu obtenir dans ce domaine à l'aide de deux dispositifs d'imagerie térahertz complémentaires, portables et mis à la disposition des musées nationaux et internationaux.
Terahertz radiation, owing to a high penetration through numerous opaque materials, offers a great potential for the analysis of artifacts related to our cultural heritage. In order to convince the reader, we propose in this article to resume our recent results obtained in this domain with two complementary portable terahertz imaging systems, directly installed in national and international museums.
Imagerie, spectroscopie, térahertz, peintures, fresques, sculptures
Imaging, spectroscopy, terahertz, paintings, frescoes, sculptures
Domaine : techniques d'imagerie et d'analyse
Degré de diffusion de la technologie : Émergence | Croissance | Maturité
Technologies impliquées : optique, électronique, traitement du signal, traitement d'image, algorithmes de reconstruction
Domaines d'application : patrimoine, archéologie, anthropologie, sécurité
Principaux acteurs français :
Pôles de compétitivité : route des Lasers (Aquitaine)
Centres de compétence :
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Centre de recherche et de restauration des Musées de France (C2RMF) ;
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Laboratoire ondes et matière d'Aquitaine (LOMA) ;
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ALPhANOV, Centre technologique optique et lasers (Bordeaux) ;
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CHARISMA : Cultural Heritage Advanced Research Infrastructure, projet européen de mise en commun des infrastructures scientifiques au profit de conservateurs.
Industriels : CIRAM, Analyses scientifiques des objets d'art et du patrimoine
Autres acteurs dans le monde : National Institute of Information and Communications Technology (NICT, Japon), Picometrix (USA), Teraview (Grande-Bretagne), GigaOptics
Contact : [email protected] http://www.loma.cnrs.fr/spip.php?auteur6
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5. Perspectives et évolutions
Au cours de cet article, nous avons tenté de présenter le potentiel du rayonnement THz pour l'analyse d'objets issus de notre héritage culturel. En outre, il s'agissait d'apporter des éléments de réponse aux interrogations suivantes :
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Quel est le rôle du rayonnement THz dans l'analyse et la protection des objets en liaison avec le patrimoine culturel ?
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Quelle place lui attribuer par rapport aux autres techniques existantes (UV, visible, infrarouge, rayons X, etc.) ?
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Et plus largement, quel est le devenir de la technologie THz dans l'étude des matériaux du patrimoine, en prenant en compte les perpétuels développements en matière de sources et détecteurs THz ?
Pour cela, nous avons développé deux dispositifs portables d'imagerie THz, différents et complémentaires, dont nous résumons ici les principales propriétés :
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l'imagerie THz impulsionnelle (appelée aussi THz TDS dans cet article) permet une analyse chimique de certains matériaux (spectroscopie vibrationnelle) et surtout une étude stratigraphique des objets multicouches basées sur l'analyse du temps de vol des photons. Cela est particulièrement utile pour l'étude des peintures ou fresques murales ;
-
l'imagerie THz continue utilise un émetteur d'onde millimétrique de forte puissance moyenne pour produire un véritable scanner THz 3D. Semblable au scanner à rayons X médical, il permet de sonder des objets en volume afin d'y déceler d'éventuels contenus. Il est particulièrement efficace lorsqu'il s'agit d'identifier des matériaux organiques à la signature radiographique moins marquée.
Les perspectives envisagées à court terme concernent essentiellement une phase d'amélioration des dispositifs de mesure avec une meilleure compréhension des mécanismes mis en jeu lors de l'interaction rayonnement THz – matériaux (rôle de la diffraction, minimisation des pertes par réfraction) et une augmentation des vitesses d'acquisition. Parallèlement, cette phase devra être suivie par une étroite collaboration entre scientifiques et conservateurs afin d'identifier à présent les champs de recherche les plus adaptées à la technologie THz dans le domaine du patrimoine. Nul doute qu'un énorme travail de prospective sera nécessaire afin d'évaluer la portée de l'imagerie THz impulsionnelle dans l'étude des fresques murales (des mesures sont prévues en 2013 dans une église à Riga en Lettonie)....
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - DUVAL (A.R.), MARTIN (E.) - Les deux variétés de jaune de plomb et d'étain : étude chronologique. - Stud. Conserv., vol. 35(3), p. 117-136 (1990).
-
(2) - BELLOT-GURLET (L.), POUPEAU (G.), SALOMON (J.), CALLIGARO (T.), MOIGNARD (B.), DRAN (J.-C.), BARRAT (J.-A.), PICHON (L.) - Obsidian provenance studies in archaeology : A comparison between pixe, icp-aes and icp-ms. - Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, Section B : Beam Interactions with Materials and Atoms, vol. 240(1-2), p. 583-588 (2005).
-
(3) - DE NOLF (W.), DIK (J.), VAN DER SNICKT (G.), WALLERT (A.), JANSSENS (K.) - High energy x-ray powder diffraction for the imaging of (hidden) paintings. - J. Anal. At. Spectrom., vol. 26, p. 910-916 (2011).
-
(4) - MILLER (F.A.), WILKINS (C.H.) - Infrared spectra and characteristic frequencies of inorganic ions. - Analytical Chemistry, vol. 24(8), p. 1253-1294 (1952).
-
(5) - SALVANT (J.), BARTHEL (E.), MENU (M.) - Nanoindentation and the micromechanics of van gogh oil paints. - Applied Physics A : Materials Science and Processing,...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
1.1 Laboratoires – Bureaux d'études – Centres de recherche
LOMA (Laboratoire Ondes et Matière d'Aquitaine), CNRS UMR 5798, Université Bordeaux 1 http://www.loma.cnrs.fr
C2RMF (Centre de Recherche et de Restauration des Musées de France) http://www.c2rmf.fr
Centre Technologique Lasers et Optique ALPhANOV http://www.alphanov.com
CIRAM, Analyses scientifiques des objets d'art et du patrimoine http://www.ciram-art.com
HAUT DE PAGE1.2 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs
Picometrix, fournisseur d'instrumentation THz https://lunainc.com/blog/picometrixr-finds-its-new-home-terametrixtm-division-luna
TERAVIEW, fournisseur d'instrumentation THz http://www.teraview.com
Gigaoptics, fournisseur d'instrumentation THz ...
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