Brevet FR2771579A1 — publié le 19990528

CAMÉERA D ' OBSERVATION D ' UNE MASSE EN FUSION La présente invention concerne en général des caméras et, plus particulièrement, un procédé et un dispositif d'observation d'une surface en fusion, tout en protégeant les composants électro-optiques de la caméra contre des vapeurs métalliques, des températures extrêmes et des rayons X produits par le produit en fusion. Il est souvent souhaitable d'observer directement la surface d'un produit en fusion à température élevée. Une telle observation permet à l'utilisateur de rendre optimales les différentes conditions de fonctionnement associées au produit en fusion. Par exemple, en observant la surface en fusion, la température du four, ainsi que les débits des matières premières peuvent être réglés afin d'optimiser le débit de produit en fusion. Dans des fours utilisant des sources de chaleur dirigées, telles que des canons de faisceaux d'électrons, la capacité d'observer le produit en fusion permet à l'utilisateur de commander le fonctionnement des canons à électrons, y compris le point d'impact de la source de chaleur. De plus, il est typiquement nécessaire d'observer en continu la surface en fusion durant une vaporisation à débit élevé d'alliages métalliques, en vue de commander les propriétés résultantes de vapeurs. L'observation d'un produit en fusion à température élevée est difficile pour une quantité de raisons. D'abord, la température associée au produit en fusion empêche l'utilisation de la plupart des techniques d'observation usuelles, étant donné que la température élevée endommage rapidement les produits électroniques et optiques de façon analogue. En outre, la température est typiquement suffisamment élevée pour que des liaisons à des dispositifs électroniques à distance deviennent difficile en raison des effets de la température sur les câbles, les interconnexions, etc. Deuxièmement la plage dynamique présentée par un produit en fusion à température élevée est typiquement supérieure à 104 ce qui est une plage qui dépasse la plage dynamique d'un dispositif à couplage de charge (CCD) d'environ dix fois. Troisièmement, à un débit de vapeur élevé, la vapeur de condensation peut rapidement obscurcir les optiques d'observation. Quatrièmement, un grand nombre des matériaux présentant un intérêt sont corrosifs. Cinquièmement, il existe typiquement très peu d'espace pour monter une caméra d'observation près du produit en fusion. Enfin, pour un grand nombre d'applications, le dispositif d'observation doit être monté très près du produit en fusion. Malheureusement, la proximité du produit en fusion exacerbe encore toutes les contraintes précitées. Un certain nombre d'approches différentes ont été effectuées afin de supporter les problèmes associés à l'observation d'un corps à haute température, présentant une large plage de températures et, en correspondance, une grande plage d'intensités lumineuses. Etant donné que la majeure partie de l'équipement d'enregistrement présente une plage dynamique de deux à trois ordres de grandeur, il est typiquement nécessaire de comprimer la plage d'intensités lumineuses à un niveau acceptable. Une approche commune consiste à comprimer électroniquement la plage d'intensités. Dans cette approche, un détecteur détecte la lumière entrante et émet un signal électrique correspondant à l'intensité de lumière détectée. Les signaux électriques émis par le détecteur sont ensuite comprimés et transformés en un format observable et/ou enregistrable par l'utilisateur. Le brevet US No; 4 726 660 décrit une approche optique de compression d'une plage d'intensités lumineuses. La technique de compression décrite utilise un filtre à encoches à cristaux liquides cholestériques, qui est conçu pour faire passer de la lumière à toutes les longueurs d'ondes, sauf pour une bande de longueur d'onde relativement étroite définissant l'encoche du filtre. L'encoche associée à ce filtre varie dans une étendue limitée avec l'intensité de la lumière incidente. Le filtre à encoches est utilisé en combinaison avec un filtre à interférences pour comprimer les plages d'intensités lumineuses. Une caméra qui peut être utilisée dans un environnement corrosif à haute temperature, pour observer un rayonnement d'émission de produit en fusion à température élevée sur une grande plage dynamique, est par conséquent souhaitée. La présente invention propose une caméra pouvant surveiller en continu une surface en fusion, par exemple dans un dispositif de vaporisation à faisceau d'électrons. La caméra de l'invention se trouve dans la chambre renfermant le produit en fusion et protège les composants électrooptiques de la caméra contre des vapeurs corrosives, des températures extrêmes et des rayons X produits par le produit en fusion. L'invention utilise une matrice de détecteurs CCD (à transfert de charge) avec un obturateur électronique. Des matrices de détecteurs CCD miniaturisées sont disponibles dans le commerce et permettent typiquement aux dispositifs électroniques CCD et de commande d'être séparés de l'unité de commande de caméra, permettant ainsi à l'unité de commande de caméra d'être placée à l'extérieur de la chambre de creuset. L'obturateur électronique est utilisé pour réduire l'intensité incidente et pour empêcher une saturation de l'élément CCD durant l'utilisation normale. Dans certains modes de réalisation, un filtre de densité neutre est utilisé conjointement avec l'obturateur électronique, pour éviter toute saturation. Si un filtre de densité neutre est requis, de préférence il est suffisamment faible pour permettre un alignement de lumière ambiante, tout en étant suffisamment résistant pour éviter la nécessité d'un traitement antireflet. Un train optique, de préférence constitué d'un couple de doublets corrigés chromatiquement, forme l'image du produit de fusion sur la matrice CCD. Le train optique comprend de préférence un miroir de quatre-vingt-dix degrés pour protéger la matrice CCD contre une exposition directe aux rayons X produits sur le produit en fusion. Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, la caméra comprend un sténopé de 1 mm de diamètre. Ce diamètre est suffisamment grand pour permettre d'obtenir le champ de vision souhaité et pour éviter des effets notables de diffraction, tout en étant suffisamment petit pour fournir une protection appropriée des éléments optiques et de la matrice CCD. Le petit diamètre de sténopé aide également à fournir une grande profondeur de champ et une grande profondeur de foyer. Un gaz inerte, de préférence de l'argon, est forcé à passer à travers le sténopé, aidant de ce fait à minimiser les vapeurs de fusion ou d'autres contaminants d'endommager les composants électro- optiques. En utilisant un petit sténopé, l'écoulement de gaz peut être minimisé, réduisant ainsi tout effet nuisible que le gaz peut avoir sur la vapeur de fusion. L'invention comprend une enceinte de caméra refroidie à l'eau, ainsi qu'un organe de support de caméra refroidi à l'eau, qui permet à la caméra d'être placée en vue d'une observation optimale. L'eau s'écoule à travers un couple de passages d'eau, un passage d'entrée et un passage de retour, tous deux contenus dans un conduit intérieur. Le conduit intérieur est de préférence constitué d'un composite de cuivre-nickel qui est entouré par une protection thermique multicouche. La protection thermique atténue à des niveaux gérables le rayonnement ayant rayonné du produit en fusion et, dans le mode de réalisation préféré, est constitué de niobium. Le conduit intérieur contient également un passage pour l'écoulement du gaz de purge. Les câbles électriques qui couplent la matrice CCD à l'unité de commande de caméra sont contenus dans le passage de gaz. Une autre compréhension de la nature et des avantages de la présente invention peut être obtenue en se référant aux parties restantes de la description et aux dessins. la figure 1 illustre l'intensité en surface d'un corps noir en fonction de la température; la figure 2 représente des angles de vue horizontale requis pour intercepter les parois latérales de creuset pour un mode de réalisation spécifique de l'invention; la figure 3 illustre les angles de vue verticale sous-tendus par les parois d'extrémité du creuset représenté sur la figure 2; la figure 4 illustre la configuration des optiques associées à la caméra de produit en fusion; la figure 5 est une vue éclatée d'un support de caméra d'observation d'une masse en fusion et d'une enceinte selon un mode de réalisation de l'invention; la figure 6 fournit un autre détail de l'agencement de caméra représenté sur la figure 5; la figure 7 illustre une coupe transversale du conduit de support représenté sur la figure 5; la figure 8 illustre une coupe transversale de la section supérieure de collecteur du conduit de support représenté sur la figure 5; la figure 9 illustre une coupe transversale de la section inférieure de collecteur du conduit de support représenté sur la figure 5; et la figure 10 est une vue éclatée de l'enceinte de caméra représentée sur la figure 5. Plaqe dynamique La figure 1 illustre l'intensité en surface d'un corps noir en fonction de la température. En supposant que la température en surface du produit en fusion présentant un intérêt varie entre 1500 et 3500 K, la plage dynamique requise pour observer toute la surface en fusion doit être supérieure à 104, ou 80 dB. Bien que cette plage soit facile à adapter pour l'oeil humain, elle dépasse la plage dynamique des CCD du commerce d'à peu près dix fois. Etant donné que l'objet le plus clair en vue impose une limite supérieure à la plage utilisable des CCD, des objets plus froids se trouvant hors de la plage dynamique des CCD apparaissent être sombres. Outre les limitations de plage dynamique des CCD, l'écran d'affichage présente également une plage très limitée. Typiquement, un bon écran d'affichage fournit une plage dynamique de seulement 50 à 100. Par conséquent, la plage dynamique de l'image capturée par l'élément CCD doit être comprimée (compression d'échelle de ton) pour obtenir la plage plus étroite de l'affichage, nuisant de ce fait à l'information photométrique. Cependant, en vue d'une caméra d'observation d'une masse en fusion, la plage dynamique de CCD présente un facteur plus limitatif, étant donné qu'elle détermine la quantité d'information disponible pour une compression. Les avantages de l'utilisation d'une lumière infrarouge par rapport à une lumière visible sont évidents sur la figure 1. La courbe 101 illustre l'intensité en surface d'un corps noir dans le spectre visible de 0,4 à 0,7 micromètre, tandis que la courbe 103 fournit la même information à la longueur d'onde d'infrarouge de 0,8 micromètre. Comme représenté, la plage dynamique aux infrarouges est réduite d'environ un ordre de grandeur, s'adaptant ainsi à la plage dynamique d'un grand nombre de caméras CCD. Malheureusement, bien que la plage dynamique réduite soit un avantage évident associé au fonctionnement de la caméra dans la lumière infrarouge, les charges associées à un alignement optique et une focalisation de caméra rendent le fonctionnement aux infrarouges impossible pour un grand nombre d'applications. La figure 1 illustre également l'intensité visible ambiante disponible pour un alignement de caméra. Comme représenté, la différence entre l'intensité ambiante et l'intensité émise par un produit en fusion typique s'étend à peu près sur six puissances de dix. Par conséquent, en vue d'éviter la saturation du détecteur, l'intensité de la lumière incidente doit être réduite entre le moment o la caméra est alignée et le moment o elle est utilisée pour observer le produit en fusion. Un certain nombre de techniques peut être utilisé pour réduire l'intensité incidente, y compris des ouvertures mécaniques, des filtres et des obturateurs électroniques. Les ouvertures mécaniques ne sont pas une solution pratique pour réduire l'intensité lumineuse pour différentes raisons. D'abord, l'environnement associé à un grand nombre d'applications de fusion à haute température est un vide. Cependant, le fonctionnement d'une ouverture mécanique sous vide est souvent problématique. Deuxièmement, pour des raisons décrites plus en détail ci-après, le diamètre de l'ouverture préférée de caméra est de l'ordre de 1 mm. Si cette ouverture est encore réduite en vue de s'adapter à l'intensité lumineuse réduite durant l'alignement, les effets de diffraction vont commencer à limiter la taille d'objet définissable. Bien que des filtres à transmission variable puissent être utilisés pour réduire l'intensité lumineuse durant l'alignement, les obturateurs électroniques sont typiquement plus faciles à utiliser. Ceci est particulièrement vrai au vu du fait qu'un grand nombre de caméras CCD du commerce comprennent un obturateur électronique en vue de réduire le flou provoqué par des objets en déplacement. L'obturateur électronique réduit simplement le temps d'intégration de charge. Dans un grand nombre de caméras, le temps d'intégration peut être réduit à moins de 1 microseconde. D'après la caméra sélectionnée, les temps d'intégration disponibles et la température de fusion maximale, un obturateur électronique peut ne pas pouvoir être amélioré suffisamment pour éliminer la saturation CCD. Dans ce cas, un filtre de densité neutre peut être utilisé conjointement avec l'obturateur électronique pour éviter une saturation des CCD. De préférence, le filtre sélectionné de densité neutre est suffisamment faible pour permettre un alignement de lumière ambiante, tout en étant suffisamment résistant pour éviter un traitement antireflet. Contraintes d'Espace Les contraintes d'espace sont l'une des nécessités les plus restrictives pour une caméra d'observation d'une masse en fusion. L'emplacement sélectionné doit fournir une vue appropriée de la zone de fusion présentant un intérêt, sans avoir d'effet sur le processus de fusion. Une fois sélectionné, l'espace disponible est largement occupé par une protection thermique et le boîtier refroidi à l'eau requis par les dispositifs électro-optiques. Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, l'emplacement sélectionné fournit un large champ de vue avec une ouverture minimale dans le panneau d'enceinte. Dans ce mode de réalisation, un large champ de vue est préférable, étant donné qu'il permet à tout le creuset d'être observé. Cependant, suite à cet emplacement, il est seulement possible de loger une caméra miniature. Un certain nombre de caméras miniaturisées sont disponibles, qui présentent l'élément CCD et les dispositifs de commande séparés de l'unité de commande de caméra, permettant ainsi à l'unité de commande de caméra d'être placée hors du récipient sous vide. Le plus gros inconvénient concernant l'utilisation d'une technologie miniaturisée est que certaines techniques ne sont pas disponibles sous cette forme. Par exemple, des détecteurs d'injection de charge (CID), qui sont complètement résistants à un traitement antireflet thermique, sont difficiles, sinon impossibles, à miniaturiser. Ainsi, le fait de se reposer sur une technique de miniaturisation limite principalement cette application à des caméras CCD. Angle de Vue La taille du creuset et sa distance à la caméra déterminent les angles de vue comme illustré sur les figures 2 et 3 pour un creuset représentatif. La figure 2 illustre les angles de vue horizontale requis pour intercepter les parois latérales d'un creuset 201 à l'aide d'une caméra 203. Le demi-angle horizontal pour ce mode de réalisation est d'à peu près 12 degrés. Dans ce mode de réalisation, le trou d'observation 205 est décalé d'environ un pouce (25,4 mm) du produit en fusion, forçant l'angle à être légèrement asymétrique. La figure 3 indique que, pour ce mode de réalisation, le demi-angle vertical est d'environ 15 degrés. Cependant, la partie inférieure du produit en fusion 301 est cachée à la vue par une paroi d'extrémité 303 du creuset 201. En vue d'observer la partie cachée, une caméra doit être montée sur le côté opposé du produit en fusion (non représenté). La figure 4 illustre la configuration des optiques associées à la caméra de fusion. Comme représenté, les angles de vue et l'élément CCD déterminent la longueur focale de lentille. Du fait que l'objet est loin de la lentille par rapport à l'image, la longueur focale, f, est à peu près égale à la distance d'image. Une pupille d'entrée 401 représente le sténopé qui est décalé à l'avant d'une lentille 403. En supposant un élément CCD standard, la définition horizontale et verticale d'un objet de référence est à peu près égale lorsque l'élément CCD est utilisé avec un tube d'affichage. Etant donné que la dimension verticale est de 75 % de la dimension horizontale, l'angle de vue vertical disponible est de 25 % inférieur à l'angle de vue horizontal. Le rayon principal provenant du bout d'un objet 405 vers le bout d'une image 407 montre que la longueur focale f est liée à l'angle de vue vertical Ov, par: f - 3,3 mm/tanOv L'angle de vue horizontal OH est donné par OH t tan-1 (4,4 mm/f) Le rayon de lentille, r, qui est fixé par les produits commerciaux disponibles avec une longueur focale spécifiée, détermine la distance sur laquelle le sténopé peut être décalé avant la coupure de l'angle de vue d'observation. Du point de vue de la configuration, la distance des pupilles doit être inférieure à r/tan Ov pour éviter toute coupure. Conception de lentille Pour empêcher la lentille de limiter la définition spatiale, l'image sur l'élément CCD doit être limitée en diffraction proche. En vue de pouvoir aligner le système à l'aide d'une lumière visible, la conception de la lentille doit être corrigée chromatiquement. L'agencement le plus simple qui produit une image limitée en diffraction sur l'angle présentant un intérêt a été identifié à l'aide d'un code de traçage aux rayons. Les résultats pour trois conceptions différentes de lentilles sont indiqués dans le Tableau 1. Lentille Doublet Couple de Ramsden achromatique doublets Longueur 18 18,7 19,8 Focale, mm Résolution d'objet, mm 0,52 0,51 0,51 Limite de diffraction 0 (calculé) 0,52 0,51 0,51 (calculés) 2,1 1,6 0,51 Tableau 1 Bien que la fonction de transfert à modulation soit techniquement la meilleure solution pour comparer la performance, l'objet minimal de résolution est du plus grand intérêt pour l'utilisateur de la caméra. La résolution d'un couple plano-convexe a été comparée avec celle d'un doublet achromatique unique, et un couple de doublets achromatiques. Les longueurs focales nettes fournies au tableau 1 sont basées sur des lentilles disponibles dans le commerce. La distance d'objet et la pupille d'entrée utilisée pour obtenir ces résultats sont cohérents avec la distance au produit ou fusion, et le diamètre de sténopé pour le mode de réalisation préféré de l'invention, tel que décrite ci-dessus. Sur l'axe, la définition est limitée en diffraction pour les trois conceptions de lentille. Cependant, à un décalage de 10 , des aberrations chromatiques sont significatives pour le couple plano-convexe et une distorsion en barillet est significative pour le doublet achromatique. Un couple de doublets réduit l'angle de flexion lumineuse à chaque surface en introduisant un plus grand nombre de surfaces et produit une vue limitée en diffraction sur + 10 degrés. Ces résultats ont été vérifiés par voie expérimentale. La distorsion devient légèrement notable avec le couple de doublets à un décalage de 15 , ce qui est l'angle maximal requis pour ce mode de réalisation. Etant donné ces découvertes, le couple de doublets est la conception de lentille préférable pour cette configuration. Le tableau 2 représente l'angle de vue calculé pour différents couples de doublets disponibles dans le commerce. La longueur focale nette, f est donnée sur 1/f;l/fl+l/f2 pour un couple peu espacé. Les angles de vue sont calculés comme décrit ci-dessus. Cpticns de coneption fl, mm f2, mm f, mm Ov, degrés H, degrés Couple de doublets A38,1 38,1 20 9,0 12,0 Couple de doublets B38,1 25,4 16 11,1 14,7 Couple de doublets C25,4 25,4 14 13,1 17,2 Tableau 2 Résolution Spatiale Etant donné que la conception des optiques est limitée en diffraction proche, les densités linéaires optiques de l'élément CCD et de l'écran d'affichage sont les facteurs limitants de la définition optique. Pour se conformer à l'acuité de l'oeil humain, ces techniques ont été développées en coordination entre elles pour produire une définition horizontale et verticale identique. Une CDD ayant 493 pixels verticaux s'étendant sur 6,6 millimètres et 768 pixels horizontaux s'étendant sur 8,8 millimètres présente une densité linéaire optique de 493 pixels verticaux =493 pixels verticaux 37 lignes optiques horizontales/mm 2 x 6,6 mm 768 pixels horizontaux = 44 lignes optiques verticales/mm 2 x 8,8 mm Le facteur de deux dans le dénominateur a lieu du fait que deux pixels sont requis pour produire une caractéristique optiquement distincte. Pour un écran d'affichage ayant 525 lignes horizontales et 800 lignes verticales, la densité linéaire optique équivalente, ou puissance de définition tracée sur la CDD, est donnée par: 525 lignes TV horizontales = 40 lignes optiques horizontales/mm 2 x 6,6 mm 800 lignes TV verticales = 45 lignes optiques verticales/mm 2 x 8,8mm La densité de ligne d'écran d'affichage est tracée sur l'élément CCD pour obtenir une comparaison cohérente. Les puissances de définition de la CDD et de l'écran d'affichage sont symétriques à l'horizontale et à la verticale et analogues entre elles. La définition angulaire limitée en diffraction par un sténopé de diamètre d et de longueur d'onde x est donnée par: Or = 1,22 d La définition de deux points ou ligne est donnée par AX = Orf. Si l'on définit la puissance de définition (RP) comme étant (AX) -, alors d RP = 1,22Xf Pour une longueur focale de 18 mm, une longueur d'onde de 570 nanomètres et un sténopé de 1 mm, la définition spatiale limitée en diffraction est de 80 lignes optiques par mm. Cette limite est négligeable par rapport aux contributions du CDD ou de l'écran d'affichage. Si le diamètre de sténopé est réduit d'un autre facteur de deux, la diffraction devient un facteur limitatif. Cette mise à l'échelle a été vérifiée par des essais avec une caméra à sténopé. En ayant identifié les facteurs de limitation de définition, un procédé d'addition des limitations est nécessaire. Une approche acceptée communément consiste à supposer les limitations ajoutées de façon aléatoire. Alors la puissance de définition nette, désignée par RP est calculée comme suit 1 1 1 1 2 Rp2V 22 2 Rp RP2CCD T Rpdi-f-t La puissance de définition nette du système est d'à peu près 27 lignes optiques par mm à l'horizontale et à la verticale. L'effet de la diffraction est négligeable, tandis que les contributions du CDD et de l'affichage sont comparables. Pour une puissance de définition RP donnée, le plus petit objet définissable sur le produit en fusion est donné par l'amplification divisée par la RP. Pour la caméra d'observation d'une masse en fusion, l'amplification est d'environ 18. Ainsi, dans cet exemple, la taille d'objet définissable minimale sur le produit en fusion est d'environ 0,67 mm. Bien que cette estimation soit relativement brute et néglige les facteurs subtils du CDD et des dispositifs électroniques d'écran d'affichage, d'après des résultats expérimentaux, elle est valable à 50 %. Profondeur de Champ et Foyer La figure 3 montre que la distance de l'objet varie en direction verticale. La variation de la distance d'objet du centre de produit en fusion à la partie supérieure ou la partie inférieure de la surface en fusion pour ce mode de réalisation est d'environ centimètres. Par conséquent, afin que tout se trouve dans le foyer, la profondeur de champ doit dépasser centimètres. L'expression de la profondeur de champ est déduite d'après la configuration et donnée par: 2f2 u NC Profondeur de champ =4 2 f (NCu) La longueur focale est f, la distance d'objet moyenne est u, N est égal à f/d, o d est le diamètre de sténopé et C est le cercle de confusion au point focal. Pour des optiques limitées en diffraction, le cercle de confusion est déterminé par une diffraction est égal à 1/RPdiffraction. Pour f égal à 18 millimètres, u égal à 75 centimètres, d égal à 1 millimètre, et N égal à 18, la profondeur de champ est de 50 centimètres. La grande profondeur de champ est due en grande partie à l'observation de l'objet à travers un petit sténopé. La profondeur de foyer est également importante car elle détermine la précision à laquelle la caméra doit être fabriquée. L'expression de la profondeur de foyer est donnée par: 2 vNC profondeur de foyer = f f La distance à l'image v est à peu près égale à la longueur focale f, fournissant une profondeur de foyer de 0,35 mm notable pour ce mode de réalisation. La profondeur de foyer, principalement en raison du petit sténopé, rend les tolérances de fabrication assez tolérables. Enceinte de Caméra et Support La figure 5 est une vue éclatée de la caméra d'observation d'une masse en fusion, comprenant un organe de support 501 et une enceinte de caméra 503. La figure 6 fournit un autre détail pour l'enceinte de caméra 503; Le support de caméra 501 positionne l'enceinte de caméra d'observation d'une masse en fusion 503 par rapport au produit en fusion, ainsi qu'au creuset et au récipient environnant. Dans l'enceinte 503 sont contenues des conduites de refroidissement à l'eau 601 et 603, ainsi qu'un chemin 605 pour acheminer les fils de commande et le gaz de diffusion, de préférence de l'argon, depuis les trous d'amenée de vide dans le récipient vers l'élément CCD. L'enceinte de caméra 503 est boulonnée à l'organe de support 501. Dans l'enceinte 503 se trouve l'emballage des dispositifs électro-optiques qui est maintenu à des températures de fonctionnement nominales. L'enceinte contient un sténopé 505 remplaçable pour protéger les dispositifs optiques contre la condensation. Pour le mode de réalisation préféré de l'invention, les nécessités de conception pour le support 501 et l'enceinte 503 sont: * Vide un collecteur inférieur 901. La figure 7 illustre la section transversale de la partie de conduit 803. La partie de conduit 803 comprend un conduit intérieur 701 et uneprotection thermique extérieure 703. De préférence, le conduit intérieur 701 est fabriqué à partir d'un composite cuivre-nickel fournissant ainsi une bonne conductivité thermique, dureté et facilité d'usinage. Typiquement, le conduit intérieur est constitué à partir d'un matériau de barre rectangulaire et trois trous sont percés au canon dans la barre. Des trous 601 et 603 fournissent les passages d'entrée et de sortie respectivement, qui sont utilisés pour le refroidissement à l'eau. Un trou 605 fournit un passage pour le gaz de purge, ainsi qu'à un câble de signal 705. Après le perçage, la section de conduit est incurvée à la forme requise. Le collecteur supérieur 801 est représenté sur la figure 8. Le collecteur supérieur fournit une interface 805 à l'enceinte de caméra pour le refroidissement à l'eau, le gaz de purge et le câble électrique 705. L'enceinte de caméra est boulonnée au collecteur supérieur 801 et des passages continus sont établis à l'aide de joints toriques. Le collecteur inférieur 901 contient les connecteurs et les raccords nécessaires pour relier les conduites de refroidissement à l'eau, la conduite de gaz de purge et les câbles électriques aux trous traversants d'alimentation de récipient. Le collecteur inférieur 901 contient également des trous pour monter la caméra sur une structure rigide. La figure 10 est une vue éclatée de l'enceinte de caméra 503. La caméra CCD 1001 est placée dans une enceinte de caméra 503 refroidie à l'eau. L'élément CCD 1001 visualise le produit en fusion à travers un doublet de lentilles 1003, un miroir de rotation d'angle droit 1005 et un sténopé 505. Le sténopé 505 est usiné sous la forme d'un insert de forme conique qui est vissé dans l'enceinte 503 refroidie à l'eau. Un joint d'étanchéité 1007 entre le sténopé 505 et l'enceinte 503 assure que l'argon, gaz de diffusion, est forcé à passer à travers le sténopé 505 indépendamment du chemin qu'il prend dans l'enceinte 503. Le cône amovible facilite le nettoyage ainsi que le remplacement du sténopé. Analyse Thermique Dans une configuration typique, l'agencement de caméra se trouve à l'intérieur de l'enceinte thermique entourant le creuset. Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, la température ambiante moyenne dans cette enceinte est de 1000 C. Pour réduire à des niveaux gérables le flux thermique sur la caméra, la structure de support et l'enceinte de caméra sont emballées dans quatre couches de protection thermique 703. La protection thermique 703 réduit le flux incident à moins de 1 Watt par centimètre carré, un flux facilement permis par l'utilisation d'un refroidissement à l'eau comme indiqué ci-dessus. Dans le mode de réalisation préféré, des parties de la structure de support de caméra 501 sont inférieures à quelques centimètres à partir des éléments chauffants rayonnant jusqu'à 90 Watts par pouce (25, 4 millimètres) de longueur. Une analyse élémentaire finie a été effectuée dans cette zone pour déterminer si quatre couches de protection thermique 703 sont appropriées pour empêcher l'ébullition de l'eau de refroidissement ou l'endommagement des câbles électriques 705. Une analyse a été également effectuée pour déterminer l'augmentation de température de l'élément CCD en raison des 4 Watts dissipés dans ces composants électriques. Les résultats de cette analyse sont résumés ci- après: * La température maximale du support de caméra 501 sur la zone de chauffage est de 12 C au-dessus de la température de l'eau; * La température de l'eau à l'intérieur de l'enceinte de caméra 503 ne dépasse pas 3 C au-dessus de la température de l'eau en supposant un débit d'eau de 2 gallons (7,56 1) par minute; * La chute de pression maximale à un débit d'eau de 2 gallons (7,56 1) par minute est de 41 livres par pouce carré (0,285 MPa); * L'effet de l'écoulement d'argon sur le transfert thermique au CCD est négligeable. Comme le comprendra l'Homme de l'art, la présente invention peut être mise en oeuvre sous d'autres formes spécifiques sans sortir de l'esprit ni de ses caractéristiques essentielles. Par conséquent, la description du mode de réalisation préféré de l'invention est destiné à être illustrative mais non limitative du champ d'application de l'invention. REVEND I CATIONS 1. Une caméra d'observation de masse en fusion, caractérisé par: une enceinte de caméra (503) refroidie à l'eau; une matrice de détecteurs CCD (1001) contenue dans ladite enceinte de caméra; un obturateur électronique couplé à ladite matrice CCD; un train optique pour former une image dudit produit en fusion sur ladite matrice CCD, ledit train optique étant contenu dans ladite enceinte de caméra; un sténopé (505) dans ladite enceinte de caméra, dans laquelle ladite image dudit produit en fusion passe à travers ledit sténopé, et dans laquelle un gaz passe par ledit sténopé; un organe de montage (501) de caméra couplé à ladite enceinte de caméra, dans laquelle ledit organe de montage comprend au moins deux passages d'eau (601, 603), dans laquelle l'eau destinée à ladite enceinte de caméra refroidie à l'eau passe par lesdits passages d'eau, et dans laquelle ledit organe de montage comprend un passage de gaz (605), ledit gaz passant à travers ledit passage de gaz avant de passer à travers ledit sténopé; et un câble électrique (705), ledit câble couplant ladite matrice CCD à une unité de commande de caméra, dans laquelle ledit câble électrique passe à travers ledit passage de gaz. 2. La caméra d'observation d'une masse en fusion, selon la revendication 1, dans laquelle ledit train optique est en outre constitué d'un couple de doublets (1003). 3. La caméra d'observation d'une masse en fusion selon la revendication 2, dans laquelle ledit couple de doublets est corrigé chromatiquement. 4. La caméra d'observation d'une masse en fusion selon la revendication 1, dans laquelle ledit train optique est en outre constitué d'un élément de rotation de quatre-vingt-dix degrés (1005). 5. La caméra d'observation d'une masse en fusion selon la revendication 1, dans laquelle ledit sténopé (505) présente un diamètre de 1 mm. 6. La caméra d'observation d'une masse en fusion selon la revendication 1, dans laquelle ledit sténopé est couplé par filetage à ladite enceinte de caméra. 7. La caméra d'observation d'une masse en fusion selon la revendication 1, dans laquelle ledit organe de montage de caméra comprend en outre un organe formant conduit (803), dans laquelle lesdits passages d'eau et ledit passage de gaz traversent ledit organe formant conduit. 8. La caméra d'observation d'une masse en fusion selon la revendication 7, dans laquelle ledit organe formant conduit est constitué d'un composite de cuivre-nickel. 9. La caméra d'observation d'une masse en fusion selon la revendication 1, dans laquelle ledit organe de montage de caméra et ladite enceinte de caméra comprennent en outre une protection radiologique extérieure. 10. La caméra d'observation d'une masse en fusion selon la revendication 9, dans laquelle ladite protection radiologique est constituée d'une structure multicouche (703). 11. La caméra d'observation d'une masse en fusion selon la revendication 10, dans laquelle ladite structure multicouche est constituée de niobium. 12. La caméra d'observation d'une masse en fusion selon la revendication 1, dans laquelle ledit train optique est en outre constitué d'un filtre de densité neutre. 13. La caméra d'observation d'une masse en fusion selon la revendication 1, dans laquelle ledit obturateur électronique présente une vitesse d'obturateur variable comprise dans la plage allant d'environ 1/63 de seconde à 2,7 x 10 7 seconde. 14. La caméra d'observation d'une masse en fusion selon la revendication 1, dans laquelle ledit train optique produit une image limitée à la diffraction proche dudit produit en fusion sur ladite plage CCD, sur une plage de décalage d'axe de 10 degrés. 15. La caméra d'observation d'une masse en fusion selon la revendication 1, dans laquelle ledit gaz est un gaz inerte. 16. La caméra d'observation d'une masse en fusion selon la revendication 15, dans laquelle ledit gaz inerte est de l'argon. 17. La caméra d'observation d'une masse en fusion selon la revendication 1, dans laquelle ladite enceinte de caméra et une partie dudit organe de montage de caméra sont exposées à un environnement sous vide durant le fonctionnement de ladite caméra d'observation d'une masse en fusion. 18. La caméra d'observation d'une masse en fusion selon la revendication 1, dans laquelle ladite image dudit produit en fusion est une image à longueur d'onde située dans le visible. 19. La caméra d'observation d'une masse en fusion selon la revendication 1, dans laquelle ledit train optique et ladite matrice de détecteurs CCD sont alignables à l'aide d'une lumière ambiante à longueur d'onde située dans le visible. 20. Une caméra d'observation d'une masse en fusion caractérisée par: une enceinte de caméra (503) refroidie à l'eau; une matrice de détecteurs CCD (1001) contenue dans ladite enceinte de caméra; un obturateur électronique couplé à ladite matrice CCD, ledit obturateur électronique réduisant le temps d'intégration de charge pour ladite matrice CCD à une valeur inférieure à une 1 microseconde; un train optique conçu pour former une image dudit produit en fusion sur ladite matrice CCD, ledit train optique étant contenu dans ladite enceinte de caméra, dans laquelle ledit train optique produit une image délimitée sensiblement par la diffraction dudit produit en fusion sur ladite matrice CCD, sur une plage de décalage d'axe d'au moins + 10 degrés; un sténopé (505) dans ladite enceinte de caméra, dans laquelle -ladite image dudit produit en fusion passe à travers ledit sténopé, et dans laquelle ledit sténopé présente un diamètre inférieur à 1,5 millimètre; un organe de montage (501) de caméra couplé à ladite enceinte de caméra, dans laquelle ledit organe de montage comprend au moins deux passages d'eau (601, 603), dans laquelle l'eau destinée à ladite enceinte de caméra refroidie à l'eau passe à travers lesdits passages d'eau, et dans laquelle ledit organe de montage comprend un passage de gaz, dans lequel un gaz passe à travers ledit passage de gaz avant de passer à travers ledit sténopé (505); et un câble électrique (705), ledit câble électrique couplant ladite matrice CCD à une unité de commande de caméra, dans laquelle ledit câble électrique passe à travers ledit passage de gaz.