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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 :
-
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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4. Scanner térahertz 3D
Le deuxième dispositif d'imagerie THz utilisé pour analyser des objets du patrimoine est basé sur l'émission continue d'une onde électromagnétique de longueur d'onde millimétrique (domaine sub-THz) couplée à une détection thermique incohérente. Le dispositif, développé en étroite collaboration avec le Centre technologique optique et lasers ALPhANOV (Bordeaux), permet de visualiser des objets en trois dimensions (imagerie 3D) suite à un processus numérique de reconstruction volumique. Il s'agit donc ici d'utiliser un scanner THz, comparable dans son mode de fonctionnement au scanner à rayons X couramment utilisé en imagerie médicale notamment.
4.1 Description technique
Le scanner THz est simple d'utilisation. Il requiert un unique faisceau THz pour éclairer l'objet (imagerie point par point réalisée par déplacement du faisceau ou de l'objet lui-même) et ensuite mesurer le flux transmis ou réfléchi par celui-ci. Le système ne nécessite donc pas de deuxième faisceau pour mesurer l'information (faisceau sonde) comme avec le système précédent.
HAUT DE PAGE
La génération du rayonnement THz est obtenue à l'aide d'un dispositif électronique appelé « diode Gunn ». Il s'agit d'une technologie purement électronique et basée sur l'utilisation de semi-conducteurs comme l'arséniure de gallium (GaAs). Cette diode présente deux terminaux dopés négativement en porteurs (électrons) séparés par une fine interface faiblement dopée. Suite à la mise sous tension, il se produit une diminution du courant dans le composant lorsque la tension de polarisation augmente. Cela entraîne la génération d'oscillations électriques et l'émission d'une radiofréquence dont la fréquence est déterminée par les propriétés physiques du résonateur [RE 73]. Dans notre cas, la diode émet à 110 GHz, ce qui correspond à une longueur d'onde de 2,7 mm. On est donc ici en présence d'un émetteur sub-THz qui génère un rayonnement de longueur d'onde...
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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).
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(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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