Projet ANR-07-BLAN-0316 – R3T : Real Time and True Temperature field measurement based on optoelectronic devices
Programme : Blanc (BLANC) 2007
Année de financement : 2007
Coordinateur du projet : ASSOCIATION POUR LA RECHERCHE ET LE DEVELOPPEMENT DES METHODES ET PROCESSUS INDUSTRIELS (ARMINES) (ASSOCIATION POUR LA RECHERCHE ET LE DEVELOPPEMENT DES METHODES ET PROCESSUS INDUSTRIELS (ARMINES))
Partenaires : Divers privé; Association pour la recherche et le développement des méthodes et processus industriels; Centre national de la recherche scientifique; Centre national de la recherche scientifique
Montant : 400000.0 euros
Date de début : 2008
Durée : 36 mois
Résumé : La mesure de température sans contact basée sur l'émission thermique présente de nombreux avantages : pas d'instrumentation préalable et peu ou pas de perturbations des échanges thermiques. Elle permet de disposer d'une carte de températures à grande vitesse (quelques millisecondes)  sur de faibles surfaces (quelques millimètres carrés)  avec une excellente sensibilité relative (de quelques 100mK) et sur des objets en mouvement. Cependant, cette carte thermique n'est exprimée généralement qu'en température de luminance. Cette température diffère d'autant plus de la température vraie que l'émissivité de la surface observée est différente de l'unité et que la forme de cette surface est complexe. Ces grandeurs d'influence sont généralement intégrées hors ligne à partir de connaissance issue de la littérature ou de mesures préalables réalisées lors d'un étalonnage. L'objectif du projet est de proposer un système optronique de mesure en ligne de champs de température vraie d'objet tridimensionnelle à hautes températures et avec une précision inférieures à +/-10°C . Son originalité est de fusionner, dans une même bande spectrale, des mesures de température de luminance, de forme issues et de propriétés de surface (émissivité) avec un unique capteur basé sur des caméras matricielles haute résolution et non refroidie. La bande spectrale choisie serait le proche infrarouge avec des caméras fonctionnant sur une technologie InGaAs (0,8- 1,7µm).  Pour ce faire, plusieurs verrous scientifiques et technologiques seront étudiés : 1)l'étalonnage radiométrique et géométrique de cette nouvelle technologie de caméra fonctionnant en proche infrarouge ;  2) la reconstruction tridimensionnelle de forme en temps réel dans le domaine spectral proche infrarouge; la mesure de champs denses d'émissivité;  3) la fusion des différentes informations  4) et enfin l'intégration de ces fonctions dans un même système exploitable en ligne. Pour répondre à ce problème, trois laboratoires du domaine STIC coopèreront avec un partenariat étroit avec le centre technique AREVA. Tout d'abord, le centre CROMeP-Armines (Centre de Recherche sur les Outillages, les Matériaux et les Procédés de l'Ecole des Mines d'Albi-Carmaux), mène depuis 2002 des recherches sur la thermographie proche infrarouge, afin de développer des systèmes de mesure de champs de températures de luminance bas-coût. Ensuite, le laboratoire LAAS-CNRS (Laboratoire d'Analyse et d'Architecture des Systèmes), localisé à Toulouse, a des compétences en modélisation de formes 3D et sur le portage d'algorithme temps réel. De plus, le laboratoire PROMES-CNRS (Procédés Matériaux et Énergie Solaire), localisé à Odeillo, possède une forte compétence sur le développement de techniques non intrusives de mesure de propriétés thermo optiques des matériaux, dites pyroréflectométriques. Enfin, le centre technique AREVA possède une longue expérience de la métrologie thermique.  Ce consortium multidisciplinaire présente donc les compétences pour aborder les problèmes posés par la mesure en ligne d'un champ dense de températures vraies à partir de la fusion de mesures de température de luminance, d'émissivité et de forme 3D. Le résultat visé est un prototype d'un système optronique regroupant deux caméras InGaAs fonctionnant dans le domaine spectral proche infrarouge et un système active d'éclairage, dit pyroréflectométrique. Les étapes principales sont les suivantes : 1) Etude chaque technique de mesure dans un cas de référence basé sur un étalon : étalonnage radiométrique sur la base d'une mesure de température corps noir ; étalonnage géométrique et la méthode de reconstruction de la forme tridimensionnelle avec des mires spatiales planes infrarouges étalons ; mesure d'émissivité ponctuelle de surfaces de matériaux utilisés dans le projet et sur le site d'AREVA.  2) Mesure d'une température vraie par la fusion des informations de champs de température de luminance, de la forme tridimensionnelle et de l'émissivité...