Brevet FR3107118A1 — publié le 20210813

Texte Abrégé L’invention concerne un appareil de profilométrie par thermographie infrarouge pour caractériser un échantillon (9) comprenant une couche d’un premier milieu (19) disposée sur un deuxième milieu (29), l’appareil comprenant une source (1) apte à générer un rayonnement électro-magnétique (10) incident sur la couche du premier milieu (19) en un point de mesure de l’échantillon (9), le rayonnement électro-magnétique (10) comprenant une longueur d’onde sélectionnée pour former une source thermique (16) ponctuelle par absorption du rayonnement électro-magnétique à ladite longueur d’onde à une interface (12) entre le premier milieu (19) et le deuxième milieu (29), la couche du premier milieu (19) étant transparente à ladite longueur d’onde et le deuxième milieu (29) étant absorbant à ladite longueur d’onde, un détecteur thermique (6, 26) adapté pour acquérir, en fonction du temps, une série de mesures de variation locale de rayonnement thermique (60, 62) émis par ladite source thermique (16). Figure pour l’abrégé: Fig. 1 Appareil et procédé de profilométrie par thermographie infrarouge La présente invention concerne le domaine technique du contrôle non destructif de matériaux et de structures. Plus précisément, l’invention concerne un système et procédé de profilométrie par thermographie infrarouge. L’invention concerne aussi un microscope thermique multispectral par exemple pour l’analyse d’échantillons biologiques comprenant au moins une couche superficielle. La profilométrie est une méthode de mesure de l'épaisseur d'un revêtement, qui consiste à déterminer le profil d'une surface dans une ou plusieurs directions. Dans le domaine ci-dessus, on connait deux principaux types de profilomètres: les profilomètres à contact, basés sur un contact physique entre une pointe en diamant et la surface à mesurer, et les profilomètres optiques sans contact, qui permettent de mesurer la distance entre le capteur et la surface étudiée. L’inconvénient des profilomètres à contact est que le contact de la pointe est susceptible d’entrainer des rayures sur les surfaces fragiles. De plus, les profilomètres à contact ou sans contact de l’art antérieur ne donnent accès qu’à la surface externe d’un échantillon et pas aux interfaces entre différents matériaux. Selon sa résolution spatiale, un profilomètre peut permettre d’évaluer la rugosité de surface ou la micro-géométrie de surface d’une pièce. Un profilomètre optique peut offrir une résolution spatiale sub-micrométrique, de par la longueur d’onde optique du faisceau lumineux utilisé. Dans le domaine de la microscopie, il existe de nombreux microscopes optiques ou électroniques qui permettent d’accéder à de nombreux paramètres physico-chimiques d’un échantillon. Toutefois, il reste difficile de caractériser les propriétés thermo-optiques à l’intérieur d’un échantillon à l’échelle microscopique, par exemple dans un échantillon biologique comprenant une ou plusieurs couches superficielles. La thermographie infrarouge active est connue pour permettre d’effectuer des mesures d’augmentation de température par exemple au moyen d’une caméra thermique suite à une excitation externe en surface d’un matériau. Toutefois, ces méthodes sont généralement limitées à l’étude de la surface des matériaux. La publication J.C. Krapez («Résolution spatiale de la caméra thermique à source volante», Int. Journal of thermal sciences, 38, 769-779, 1999), décrit un système de balayage de faisceau permettant de déplacer simultanément un faisceau optique d’excitation émis par une source laser pour former un flux de chaleur incident sur la surface d’un échantillon et une zone imagée par une caméra thermique. Ce système permet de détecter des fissures dans un matériau. La publication P. Bison et al. («A thermographic technique for the simultaneous estimation of in-plane and in-depth thermal diffusivities of tbcs», Surface and Coatings Technology, 205, 3128-3133, 2011), décrit une méthode et un système basé sur un flux de chaleur incident généré par une impulsion laser de forme gaussienne et l’étude du rayon de la gaussienne pour mesurer des diffusivités thermiques dans différentes directions. Toutefois, ces méthodes basées sur un flux de chaleur incident généré par une excitation optique par laser sont conçues pour exciter uniquement la surface des matériaux et ne permettent pas de caractériser des grandeurs physiques en profondeur dans les milieux étudiés. D’autres sources de flux de chaleur notamment de type thermo-acoustique, thermo-mécanique, de thermo-induction ou thermo-chimie ont été utilisées pour convertir une énergie en source thermique à l’intérieur d’un matériau. La caractérisation de ces sources repose sur la mesure d’un champ de température à la surface du matériau. Ces méthodes reposent sur un modèle physique pour permettre une reconstruction en profondeur des propriétés du matériau. Toutefois, la température présente des propriétés de diffusion dans les matériaux, qui rendent complexe l’inversion des mesures. Un des buts de l’invention est de proposer un appareil de caractérisation sans contact permettant des mesures résolues spatialement à l’intérieur d’un échantillon. Afin de remédier aux inconvénients précités de l’état de la technique, la présente invention propose un appareil de profilométrie par thermographie infrarouge. Plus particulièrement, on propose selon l’invention un appareil de profilométrie par thermographie infrarouge pour caractériser un échantillon comprenant une couche d’un premier milieu disposée sur un deuxième milieu, l’appareil comprenant une source apte à générer un rayonnement électro-magnétique incident sur la couche du premier milieu en un point de mesure de l’échantillon, le rayonnement électro-magnétique comprenant une longueur d’onde sélectionnée pour former une source thermique ponctuelle par absorption du rayonnement électro-magnétique à ladite longueur d’onde à une interface entre le premier milieu et le deuxième milieu, la couche du premier milieu étant transparente à ladite longueur d’onde et le deuxième milieu étant absorbant à ladite longueur d’onde, un détecteur thermique adapté pour acquérir, en fonction du temps, une série de mesures de variation locale de rayonnement thermique émis par ladite source thermique ponctuelle au point de mesure de l’échantillon. D’autres caractéristiques non limitatives et avantageuses de l’appareil de profilométrie par thermographie infrarouge conforme à l’invention, prises individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, sont les suivantes. La source est apte à générer le rayonnement électro-magnétique à une pluralité de longueurs d’onde et dans lequel la longueur d’onde du rayonnement électro-magnétique est ajustable en fonction de l’échantillon. La source de rayonnement électro-magnétique est apte à générer le rayonnement électro-magnétique dans le domaine, visible, infrarouge, mégahertz, térahertz et/ou gigahertz. L’appareil de thermographie infrarouge comprend un dispositif arrangé sur un trajet du rayonnement électro-magnétique entre la source et l’échantillon, le dispositif étant adapté pour diriger et/ou focaliser le rayonnement électro-magnétique en un point de l’échantillon. L’appareil de thermographie infrarouge comprend un système de traitement du signal adapté pour extraire de ladite série de mesures, un signal représentatif d’une mesure d’épaisseur de la couche du premier milieu et/ou de diffusivité thermique de l’échantillon. L’appareil de thermographie infrarouge comprend un système de déplacement spatial relatif entre le rayonnement électro-magnétique incident et l’échantillon, le système de déplacement spatial relatif étant configuré pour diriger le rayonnement électro-magnétique en chaque point d’une pluralité de points de mesure de l’échantillon. Selon un aspect particulier et avantageux, le système de déplacement spatial relatif est configuré pour positionner le rayonnement électro-magnétique perpendiculairement à l’échantillon en chaque point de mesure. Dans un mode de réalisation, le système de déplacement spatial relatif comprend un dispositif de balayage spatial du rayonnement électro-magnétique et/ou un système de déplacement de l’échantillon par rapport au rayonnement électro-magnétique incident. De façon avantageuse, le dispositif de balayage spatial comprend au moins un miroir galvanométrique. Selon un autre aspect de la présente divulgation, le déplacement spatial relatif du rayonnement électro-magnétique incident par rapport à l’échantillon suit une distribution spatiale choisie parmi une distribution prédéterminée en lignes et/ou en colonnes, une grille de mesure prédéterminée ou une distribution aléatoire. Le détecteur thermique comprend une caméra thermique adaptée pour acquérir, en fonction du temps, une série de mesures de variation locale de rayonnement thermique émis en chaque point d’une pluralité de points de mesure de l’échantillon et un système de traitement du signal adapté pour extraire de ladite série de mesures en ladite pluralité de points de mesure, une image représentative d’une distribution spatiale de diffusivité thermique et/ou d’épaisseur de l’échantillon. L’appareil de thermographie infrarouge comprend un miroir dichroïque disposé de manière à superposer un axe de propagation du rayonnement électro-magnétique et un axe optique du détecteur thermique. Selon un mode de réalisation particulier et avantageux, l’appareil de thermographie infrarouge comprend un microscope optique confocal muni d’un objectif de microscope apte à focaliser le rayonnement électro-magnétique à l’intérieur de l’échantillon à au moins deux longueurs d’onde de la pluralité de longueurs d’onde pour former un microscope thermique multispectral. Selon une variante, on acquiert une mesure de profil d’une surface externe de l’échantillon et on combine la mesure de profil d’une surface externe et la mesure du profil d’interface pour en déduire un signal représentatif de l’épaisseur de ladite couche en chaque point de la série de points de mesure. Selon un autre aspect de la présente divulgation, le système de traitement du signal est adapté pour extraire d’une série de mesures en une pluralité de points, une image représentative d’une distribution spatiale d’épaisseur de couche sur la base d’une diffusivité thermique de la couche. L’invention concerne aussi une méthode de profilométrie par thermographie infrarouge pour caractériser un échantillon comprenant une couche d’un premier milieu disposée sur un deuxième milieu, comprenant les étapes suivantes : génération d’un rayonnement électro-magnétique, le rayonnement électro-magnétique ayant une longueur d’onde sélectionnée pour que la couche du premier milieu soit transparente à ladite longueur d’onde et le deuxième milieu soit absorbant à ladite longueur d’onde ; orientation du rayonnement électro-magnétique pour qu’il soit incident sur la couche du premier milieu en un point de mesure de l’échantillon ; acquisition, au points de mesure, d’une série de mesures de variation locale d’un rayonnement thermique émis en fonction du temps ; traitement de ladite série de mesures en fonction du temps au point de mesure pour en extraire un signal représentatif signal représentatif d’une mesure d’épaisseur et/ou de diffusivité thermique de la couche du premier milieu. Bien entendu, les différentes caractéristiques, variantes et formes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. De plus, diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent de la description annexée effectuée en référence aux dessins qui illustrent des formes, non limitatives, de réalisation de l'invention et où: est une vue schématique des éléments d’un profilomètre thermique selon un mode de réalisation de l’invention; est une vue schématique en coupe d’un échantillon et illustre le procédé de génération d’une source thermique ponctuelle à l’interface entre deux matériaux dans un échantillon; est un schéma de principe de fonctionnement d’un profilomètre thermique selon la présente divulgation; est une illustration d’une application d’un profilomètre thermique sans contact; représente schématiquement un microscope thermique multi-spectral selon un autre mode de réalisation; est un exemple de mesure thermique d’un échantillon suite à un balayage ligne par ligne; est un autre exemple de mesure thermique d’un échantillon suite à un balayage suivant une grille de mesure prédéterminée; est un autre exemple de mesure thermique d’un échantillon suite à un balayage aléatoire; est un exemple de simulation théorique d’un échantillon pour illustrer une méthode d’inversion; est une simulation d’une mesure d’un champ de température généré par l’échantillon de la figure 9Aavec un balayage de type CVFS («Constant velocity flying spot»ou spot mobile à vitesse constante); est une représentation d’amplitude des sources thermiques estimées à partir du champ de température de la figure 9B; est une représentation d’épaisseur de couche évaluée par une méthode d’inversion de type logarithme transitoire à partir des sources thermiques estimées sur la figure 9C; est un exemple de mesure de profil d’une rainure suivant différents plans de coupe d’une interface dans un échantillon obtenu au moyen d’un profilomètre thermique selon la présente divulgation. Il est à noter que sur ces figures les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différentes variantes peuvent présenter les mêmes références. Description détaillée La figure 1 représente schématiquement un appareil de thermographie infrarouge selon un exemple de réalisation. L’appareil de la figure 1 comporte une source 1 de rayonnement électro-magnétique, au moins un détecteur thermique 6 et/ou 26 et un contrôleur 8. La source 1 émet un rayonnement électro-magnétique 10 dans le domaine spectral visible, infrarouge (IR), mégahertz (Mhz), térahertz (THz) ou gigahertz (GHz) qui induit un flux de chaleur dans l’échantillon. Dans un exemple, la source 1 est monochromatique. Par exemple, la source 1 génère des impulsions à la longueur d’onde de 905 nanomètres. Toutefois, de manière avantageuse, la source 1 de rayonnement électro-magnétique est polychromatique (ou multispectrale) et/ou ajustable en longueur d’onde, par exemple entre 400 nm et 15µm. La source 1 de rayonnement électro-magnétique comprend généralement un laser pulsé, par exemple une diode laser. Le laser pulsé génère un rayonnement électro-magnétique 10 sous la forme d’un faisceau d’impulsions lumineuses. La durée d’une impulsion lumineuse est généralement comprise entre 1 ns et 1 ms. De façon alternative ou complémentaire, la source 1 comprend une source micro-onde émettant un rayonnement électro-magnétique dans le domaine spectral du MHZ, THz ou GHz. Le rayonnement électro-magnétique 10, constitué par exemple d’un faisceau d’impulsions lumineuses, est incident sur une surface extérieure 90 en face avant d’un échantillon 9. De façon avantageuse, dans le cas d’un faisceau d’impulsions lumineuses dans le domaine visible ou infrarouge, un système optique 3 de focalisation focalise le rayonnement électro-magnétique 10 sur la face avant de l’échantillon 9. Dans le cas d’un rayonnement électro-magnétique dans le domaine spectral du MHZ, THz ou GHz l’homme du métier peut utiliser d’autres moyens pour diriger et/ou focaliser le rayonnement électro-magnétique sur l’échantillon. On considère un repère orthonormé XYZ, dans lequel l’axe Z est orthogonal à la surface externe 90 au point d’incidence du rayonnement électro-magnétique. De préférence, on dirige le rayonnement électro-magnétique 10 sur l’échantillon 9 de façon à ce qu’il soit incident sur la surface externe de l’échantillon sous un angle d’incidence nul. Autrement dit, le rayonnement électro-magnétique 10 incident est orthogonal à la surface externe de l’échantillon au point de mesure. Cette disposition permet de déterminer la position du point d’impact P0 en (X, Y, Z=0) sur la surface externe de l’échantillon. On verra plus loin que cela simplifie l’inversion des mesures thermiques et ramène le problème d’inversion des mesures à une seule dimension suivant l’axe Z. De façon avantageuse, l’appareil comporte un système 2 de balayage de faisceau conçu pour déplacer le rayonnement électro-magnétique 10 incident par rapport à l’échantillon 9. Par exemple, le système 2 de balayage de faisceau comporte deux miroirs galvanométriques 21, 22 disposés en série sur le chemin optique d’un faisceau d’impulsions lumineuses pour déplacer le faisceau d’impulsions lumineuses suivant deux directions transverses par rapport à l’échantillon. De façon alternative ou complémentaire, l’appareil comporte un système 5 de positionnement et/ou d’orientation de l’échantillon 9 par rapport au rayonnement électro-magnétique incident 10. Avantageusement, comme indiqué ci-dessus, le rayonnement électro-magnétique 10 et/ou l’échantillon 9 sont orientés de façon à ce que le rayonnement électro-magnétique 10 incident soit perpendiculaire à la surface extérieure 90 de l’échantillon 9 en chaque point de mesure. Le système 5 de positionnement et/ou d’orientation comporte une platine de déplacement multi-axes ou un bras de robot multi-axes. Par exemple, dans le cas d’un échantillon de grandes dimensions, l’échantillon 9 est fixé sur le bras d’un robot à six axes qui permet de positionner la surface externe en face avant de l’échantillon 9 perpendiculairement au rayonnement électro-magnétique incident, en chaque point de mesure. Dans le cas d’un échantillon biologique observé au moyen d’un microscope thermique, l’échantillon est généralement monté sur une platine porte-échantillon qui permet de translater l’échantillon suivant les trois directions X, Y et Z du repère orthonormé et éventuellement sur une platine mobile en rotation qui permet d’orienter la surface externe de l’échantillon perpendiculairement à l’axe optique du microscope. Comme décrit de manière plus détaillée ci-dessous, suite à l’exposition de l’échantillon au flux de chaleur induit par le rayonnement électro-magnétique 10, l’échantillon 9 émet un rayonnement thermique 60 en face avant. Lorsque l’échantillon 9 est suffisamment fin et conducteur thermique, l’échantillon peut aussi émettre un rayonnement thermique 62 en face arrière de l’échantillon 9. Dans le présent document, on entend par rayonnement thermique un rayonnement dans le domaine spectral infrarouge compris entre 0,8 µm et 22 µm. Le détecteur thermique 6, 26 est choisi pour acquérir des mesures de rayonnement thermique résolues en fonction du temps suite à une excitation par le rayonnement électro-magnétique 10 incident. Le détecteur thermique 6, 26 acquiert des mesures à une fréquence d’acquisition comprise généralement entre 100 kHz et 10 Hz, par exemple de 50 kHz. Plus précisément, on acquiert un nombre de points de mesures de rayonnement thermique en fonction du temps pour chaque position de mesure suite à un flux de chaleur incident, par exemple 100 points, 1000 points ou plus de 1000 points. Ce nombre de points d’acquisition peut être adapté en fonction de l’échantillon, de la source 1 et/ou du détecteur thermique 6, 26. Le contrôleur 8 permet de synchroniser et/ou de déclencher l’acquisition de mesures de rayonnement thermique en fonction du temps par rapport à l’émission du rayonnement électro-magnétique incident. Dans un mode de réalisation, le détecteur thermique 6, 26 comporte un seul capteur sans résolution spatiale. Dans ce cas, la résolution spatiale de l’appareil est déterminée par les dimensions du rayonnement électro-magnétique 10 sur l’échantillon. De façon avantageuse, dans ce cas, la fréquence d’acquisition peut être plus élevée et atteindre par exemple quelques mégahertz (MHz). Toutefois, de manière préférée, le détecteur thermique 6, 26 comprend une caméra thermique munie d’un objectif 27 infrarouge pour former une série d’images vidéo de l’échantillon. La caméra thermique comporte une matrice de détecteurs infrarouge ou matrice de pixels. Dans ce cas, la résolution spatiale du détecteur thermique dépend du nombre de pixels de la caméra thermique et du grandissement de l’objectif infrarouge. La fréquence d’acquisition d’une caméra thermique est généralement comprise entre 10 Hz et 100 kHz. On considère un premier mode de réalisation dans lequel le détecteur thermique 6 est disposé côté face avant de l’échantillon 9. Dans ce cas, l’appareil comporte avantageusement une lame ou un miroir dichroïque 4 disposé pour séparer le rayonnement thermique 60 émis en face avant de l’échantillon de la réflexion du rayonnement électro-magnétique 10 incident sur l’échantillon. En variante ou de manière complémentaire, l’appareil comporte un autre détecteur thermique 26 disposé en face arrière de l’échantillon 9 pour détecter le rayonnement thermique 62 émis en face arrière. L’autre détecteur thermique 26 comporte par exemple une caméra thermique munie d’un objectif 27 infrarouge. De préférence, le détecteur thermique 6, respectivement 26 acquiert des mesures thermiques perpendiculairement à la surface externe 90 en face avant, respectivement à la surface externe 99 en face arrière de l’échantillon. Le détecteur thermique 6, respectivement 26, acquiert une mesure du rayonnement thermique 60, respectivement 62, émis par l’échantillon 9 en fonction du temps. Le détecteur thermique 6, respectivement 26, a une résolution temporelle déterminée en fonction de l’application, par exemple en fonction de l’épaisseur de la couche ou des couches à mesurer. Le contrôleur 8 synchronise la source 1 de rayonnement électro-magnétique et l’acquisition temporelle par le détecteur thermique 6, respectivement 26. Le contrôleur 8 comprend un système de traitement du signal qui reçoit des mesures de rayonnement thermique résolues en fonction du temps suite à l’émission du rayonnement électro-magnétique incident sur l’échantillon. La source 1 de rayonnement électro-magnétique génère un flux de chaleur qui excite l’échantillon 9 thermiquement. Plus précisément, on considère ici un échantillon 9 représenté schématiquement en coupe sur la figure 2. On a représenté ici la partie en face avant de l’échantillon 9. L’échantillon 9 comprend au moins une couche d’un premier milieu 19 et une couche inférieure ou un substrat d’un deuxième milieu 29. Le rayonnement électro-magnétique 10 est incident sur la surface extérieure 90 en face avant de l’échantillon 9, qui est aussi la surface externe de la couche du premier milieu 19. La longueur d’onde du rayonnement électro-magnétique 10 est sélectionnée pour que la couche du premier milieu 19 soit transparente ou au moins partiellement transparente au rayonnement électro-magnétique 10. Ainsi, le rayonnement électro-magnétique 10 traverse la couche du premier milieu 19 jusqu’à une interface 12 avec le deuxième milieu 29. De façon avantageuse, le système optique 3 comprend une lentille de balayage de type F-Thêta qui focalise et corrige la planéité du rayonnement électro-magnétique 10 sur l’interface 12. La longueur d’onde du rayonnement électro-magnétique 10 est aussi sélectionnée pour que le deuxième milieu 29 soit absorbant ou opaque au rayonnement électro-magnétique 10. De cette manière, le rayonnement électro-magnétique 10 est absorbé dans le deuxième milieu 29 au niveau de l’interface 12. Autrement dit, l’absorption du rayonnement électro-magnétique créée une source thermique 16 ponctuelle en un point P de l’interface 12. De façon avantageuse, le rayonnement électro-magnétique 10 incident se propage le long de l’axe Z du repère orthonormé (X, Y, Z). La surface externe 90 est située dans le plan Z = 0. L’interface 12 est située dans le plan Z = L 1 . La face arrière 99 de l’échantillon est située dans le plan Z = L 2 . Autrement dit, la couche du premier milieu 19 a une épaisseur égale à L 1 et le deuxième milieu 29 a une épaisseur égale à L 2 . Par exemple, L 1 est égal à 1 mm et L 2 est égal à 2 mm (la figure 2 n’est pas à l’échelle). On note β 1 le coefficient d’absorption du premier milieu 19 à la longueur d’onde du rayonnement électro-magnétique 10 incident. On note β 2 le coefficient d’absorption du deuxième milieu 29 à la longueur d’onde du rayonnement électro-magnétique 10 incident. On choisit la longueur d’onde de la source 1 de rayonnement électro-magnétique de façon à ce que la couche du premier milieu 19 soit transparente à cette longueur d’onde et le deuxième milieu 29 soit absorbant à cette longueur d’onde. Autrement dit, à la longueur d’onde du rayonnement électro-magnétique 10 incident émis par la source 1, le coefficient d’absorption β 1 du premier milieu 19 est pratiquement nul: β 1 ≈ 0 tandis que le coefficient d’absorption β 2 du deuxième milieu 29 est non nul et fortement supérieur au coefficient d’absorption β 1 du premier milieu 19 : β 2 >> β 1 . Par exemple, pour un échantillon dans lequel le premier milieu 19 comporte une couche de polymère de type PDMS et le deuxième milieu 29 est constitué de carbone, les coefficients d’absorption respectifs sont β 1 =0.3cm -1 et β 2 =100cm -1 à la longueur d’onde de 905 nm. Pour simplifier les explications, on peut considérer que β 2 est infini. Dans autre un exemple simplifié, on considère que le coefficient d’absorption β 1 du premier milieu 19 est tel que l’intensité I du rayonnement électro-magnétique 10 est réduite de quelques pourcents, par exemple de 2% en z= L 1 par rapport à l’intensité I 0 du rayonnement électro-magnétique 10 incident sur la surface externe 90 à la longueur d’onde choisie. De plus, à cette longueur d’onde choisie, le rapport entre le coefficient d’absorption β 2 du deuxième milieu 29 et le coefficient d’absorption β 1 du premier milieu 19 est supérieur à un seuil déterminé, par exemple : β 2 / β 1 >>100. Dans le présent document, on entend par transparent à une longueur d’onde, un milieu dans lequel l’intensité I du rayonnement électro-magnétique 10 est réduite de quelques pourcents à l’interface avec le milieu sous-jacent par rapport à l’intensité du rayonnement électro-magnétique 10 incident sur ce milieu sous incidence normale à la longueur d’onde choisie. Dans le présent document, on entend par absorbant à une longueur d’onde, un milieu ayant un coefficient d’absorption supérieur d’environ deux ordres de grandeur par rapport au coefficient d’absorption d’un milieu transparent à ladite longueur d’onde. L’absorption du rayonnement électro-magnétique 10 créée une source thermique 16 ponctuelle à l’interface 12 entre la couche du premier milieu 19 et le deuxième milieu 29. Pour la simplification de l’explication, considérons qu’il n’y a qu’un seul impact du rayonnement électro-magnétique 10 sur l’échantillon au point P de coordonnées (x, y, z = L 1 ). La source thermique 16 ponctuelle génère un rayonnement thermique 60 qui se propage dans le premier milieu 19 en direction de la surface externe 90. Le détecteur thermique 6 mesure la variation de température surfacique θ (x,y,z, t) de l’échantillon en fonction du temps au droit de l’impact, c’est-à-dire au point (x, y, z=0), c’est-à-dire θ (x, y, z=0, t). Autrement dit, le détecteur thermique 6 acquiert un signal représentatif du rayonnement thermique 60 émis par la source thermique 16 ponctuelle au point P situé à l’interface 12 entre la couche du premier milieu 19 et le deuxième milieu 29. Pour chaque impact du rayonnement électro-magnétique 10 incident, connaissant les propriétés thermiques de la couche transparente ou semi-transparente supérieure, il est possible d’estimer la profondeur du milieu absorbant par une méthode d’inversion. Ainsi, il est possible d’estimer sans contact l’épaisseur de la couche supérieure ou le profil de l’interface entre les deux milieux. Un algorithme d’inversion est appliqué pour déterminer la position de la source thermique 16, autrement dit la position z du point P. On utilise par exemple une méthode d’inversion de type logarithme transitoire. On déduit des mesures de variation de température surfacique, une valeur de durée caractéristique de diffusion, notée t cd . La durée caractéristique de diffusion correspond à la pente de la mesure de variation de température surfacique, en échelle logarithmique, suite l’absorption du rayonnement électro-magnétique à un instant t=0. On considère ici pour simplifier que la diffusivité thermique de l’échantillon est isotrope. Il existe aussi des modèles d’inversion qui prennent en compte une anisotropie de la diffusivité thermique de l’échantillon suivant les directions X, Y, Z. Cette durée caractéristique de diffusion est fonction d’une diffusivité thermique du premier milieu 19, notée a , et de l’épaisseur e de la couche du premier milieu selon la formule suivante: t cd = e²/a . Cette formule s’applique aussi bien lorsque l’acquisition des mesures thermiques est effectuée en face avant ou en face arrière. Si la diffusivité thermique de l’échantillon a est connue ou mesurée, on en déduit une évaluation de l’épaisseur e de la couche du premier milieu 19 ou de la profondeur de l’interface 12 par rapport à la surface externe 90. On obtient ainsi une mesure sans contact de l’épaisseur e de la couche du premier milieu 19 au point P. Inversement, si l’épaisseur e de la couche du premier milieu 19 est connue, on en déduit une évaluation la diffusivité thermique a de l’échantillon au point P (x, y, z=L1). Plus précisément, on en déduit la diffusivité thermique a de l’échantillon suivant l’axe Z entre la source thermique ponctuelle au point P (x, y, z=L1) sur l’interface 12 et la surface de l’échantillon en face avant au point (x, y, z=0). Lorsque l’échantillon est isotrope thermiquement, la diffusivité thermique a de l’échantillon suivant les axes X et Y est identique à celle suivant l’axe Z. Pour un échantillon anisotrope ou orthotrope la diffusivité thermique a de l’échantillon suivant les axes X et Y est différente de celle suivant l’axe Z. Dans ce cas, il est important que le flux de chaleur incident soit perpendiculaire à la surface et que l’acquisition des mesures thermiques soit aussi perpendiculaire à la surface de l’échantillon, pour extraire uniquement la composante diffusivité thermique a de l’échantillon suivant l’axe Z. Comme indiqué ci-dessus, l’appareil de profilométrie par thermographie infrarouge comporte avantageusement un système de balayage du rayonnement électro-magnétique 10 incident qui permet d’effectuer des mesures en plusieurs points de l’échantillon. De façon particulièrement avantageuse, le système de balayage de faisceau est configuré pour que le rayonnement électro-magnétique 10 soit incident sous incidence normale en chaque point de mesure et pour que la mesure thermique soit aussi effectuée sous un angle d’incidence normale. De cette manière, on obtient une pluralité de mesures en une pluralité de points de l’échantillon. Par exemple, on acquiert ou on utilise un fichier numérique représentatif d’une cartographie du relief externe de l’échantillon, par exemple un fichier de CAO en 3D de l’échantillon. L’échantillon est monté sur un système de déplacement, par exemple un bras de robot à six degrés de liberté, qui permet de positionner et orienter l’échantillon de manière à ce que la surface externe 90 de l’échantillon soit perpendiculaire au rayonnement électro-magnétique 10 en chaque point de mesure. De façon avantageuse, l’axe de propagation du rayonnement électro-magnétique 10 et l’axe optique du détecteur thermique 6 sont colinéaires sur l’échantillon. Ainsi, le détecteur thermique 6 acquiert des mesures thermiques perpendiculairement à la surface de l’échantillon. La figure 3 illustre le principe de la mesure effectuée en deux points sur l’échantillon par balayage du rayonnement électro-magnétique 10 suivant la direction X. On effectue ici une première mesure en un point P1 de coordonnées (X1, Y1, Z1) où est créée une première source thermique ponctuelle 16. La diffusivité thermique a étant connue, on en déduit une première mesure d’épaisseur e(X1) = Z1 de la couche du premier milieu 19 au point P1. On déplace le rayonnement électro-magnétique 10 et/ou l’échantillon suivant la direction X. On effectue ici une deuxième mesure en un point P2 de coordonnées (X2, Y2=Y1, Z2) où est créée une deuxième source thermique ponctuelle 162. La diffusivité thermique a étant connue, on en déduit une deuxième mesure d’épaisseur e(X2) = Z2 de la couche du premier milieu 19 au point P2. La répétition de ces mesures suivant l’axe X permet de détecter sans contact une rainure ou une fissure enterrée à l’interface entre le premier milieu 19 et le deuxième milieu 29, cette rainure s’étendant transversalement à l’axe X. L’homme du métier comprendra aisément comment effectuer le balayage suivant l’axe Y pour obtenir des mesures d’épaisseur en deux dimensions. La figure 4 illustre une application de la présente divulgation à la profilométrie de couche ou d’interface enterrée. On suppose que la diffusivité thermique a est connue. On en déduit une mesure de la variation d’épaisseur e(x) de la couche du premier milieu 19 suivant la direction x. Dans l’exemple illustré sur la figure 4, la surface externe 90 de la couche du premier milieu 19 est plane et située dans le plan Z=0. La mesure du relief de la surface extérieure peut être obtenue par l’une quelconque des méthodes citées dans l’arrière-plan technologique de l’invention. L’évaluation de e(x) permet ici d’en déduire le profil de l’interface 12 entre la couche du premier milieu 19 et le deuxième milieu 29. Nous soulignons à nouveau que cette évaluation du profil d’une interface 12 enterrée est obtenue sans contact. La couche du premier milieu 19 peut être opaque dans le visible et transparente à la longueur d’onde du rayonnement électro-magnétique 10, par exemple située dans le proche infrarouge, à 900 nm. On a considéré sur les figures 2 à 4 que la surface externe de l’échantillon est plane. Dans le cas où la surface externe n’est pas plane ou dans le cas où on souhaite discriminer les variations d’épaisseur provenant de la surface externe et de l’interface, il est souhaitable d’effectuer une mesure de la surface externe 90. Dans un mode de réalisation particulier et avantageux, on utilise un profilomètre conventionnel par exemple de contact, pour déterminer le profil de la surface externe de l’échantillon. Cette mesure de profil externe est combinée avec la mesure de profilométrie thermique décrite ci-dessus pour en déduire une mesure du profil de l’interface 12 en se basant sur la mesure d’épaisseur de la couche corrigée du profil de la surface externe de l’échantillon. La figure 5 illustre l’application du principe de mesure d’une couche superficielle exposé ci-dessus à la mesure d’une ou plusieurs couches superposées au moyen d’un microscope équipé d’une source 1 de rayonnement électro-magnétique, ici une source de lumière pulsée et d’un détecteur thermique 6, 26. Le système optique 3 comporte ici un objectif de microscope pour focaliser le rayonnement électro-magnétique visible ou infrarouge émis par la source en un ou plusieurs points de l’échantillon. De façon avantageuse, l’échantillon 9 est disposé sur une platine 5 de déplacement multiaxe, pour déplacer l’échantillon par rapport au rayonnement électro-magnétique incident. L’échantillon 9 est par exemple un échantillon biologique. L’échantillon 9 comprend une première couche de surface d’un premier milieu 19 qui recouvre une deuxième couche d’un deuxième milieu 29. La deuxième couche du deuxième milieu 29 recouvre une troisième couche d’un troisième milieu 39. La troisième couche du troisième milieu 39 est par exemple disposée sur un quatrième milieu 49. Pour différencier les signaux des différentes couches, on utilise une source 1 de rayonnement électro-magnétique à plusieurs longueurs d’onde aussi appelée source multi-spectrale. On peut aussi utiliser plusieurs sources, par exemple plusieurs lasers, ayant chacun une longueur d’onde spécifique. Dans l’exemple de réalisation décrit ci-dessous, on ajuste une par une, la longueur d’onde du rayonnement électro-magnétique incident. En variante, on applique un rayonnement électro-magnétique simultanément à plusieurs longueurs d’onde. La première longueur d’onde λ 1 est sélectionnée comme indiqué ci-dessus de manière à ce que la première couche soit transparente et la deuxième couche soit absorbante ou opaque à cette première longueur d’onde. Ainsi, le rayonnement électro-magnétique 10 créée une source thermique ponctuelle à l’interface 12 entre le premier milieu 19 et le deuxième milieu 29. Le rayonnement électro-magnétique 10 à la première longueur d’onde λ 1 permet ainsi d’évaluer une épaisseur e 1 et/ou une diffusivité thermique de la première couche ou encore un profil de l’interface 12 comme détaillé en lien avec les figures 2 à 4. La deuxième longueur d’onde λ 2 est sélectionnée de manière à ce que la première couche et la deuxième couche soient transparentes à cette deuxième longueur d’onde et la troisième couche soit absorbante ou opaque à cette deuxième longueur d’onde. Ainsi, le rayonnement électro-magnétique 10 à la deuxième longueur d’onde λ 2 créée une deuxième source thermique ponctuelle à l’interface 23 entre le deuxième milieu 29 et le troisième milieu 39. Le rayonnement électro-magnétique 10 à la deuxième longueur d’onde λ 2 permet ainsi d’évaluer une épaisseur e 2 et/ou une diffusivité thermique de la deuxième couche ou encore un profil de l’interface 23 entre le deuxième milieu 29 et le troisième milieu 39. De manière analogue, la troisième longueur d’onde λ 3 est sélectionnée de manière à ce que les première couche, deuxième couche et troisième couche soient transparentes à cette troisième longueur d’onde et le quatrième milieu 49 soit absorbant ou opaque à cette troisième longueur d’onde. Ainsi, le rayonnement électro-magnétique 10 à la troisième longueur d’onde λ 3 créée une source thermique ponctuelle à l’interface 34 entre le troisième milieu 39 et le quatrième milieu 49. Le rayonnement électro-magnétique 10 à la troisième longueur d’onde λ 3 permet ainsi d’évaluer une épaisseur e 3 et/ou une diffusivité thermique de la troisième couche ou encore un profil de l’interface 34 entre le troisième milieu 39 et le quatrième milieu 49. On forme ainsi un microscope thermique sans contact qui permet d’évaluer les épaisseurs de différentes couches et/ou les propriétés thermo-optiques à l’intérieur d’un échantillon à l’échelle microscopique. Les figures 6 à 8 illustrent différents balayage de surface de l’échantillon et les mesures obtenues au moyen d’une caméra thermique. Les figures 6 à 8 représentent une image thermique de l’échantillon en fonction de la position X, Y des points de mesure. En niveau de gris sont représentés les niveaux d’élévation de température suite au balayage de faisceau. Dans ces exemples, on utilise le même échantillon, qui est ici constitué de quatre quadrants de mêmes dimensions dans des matériaux différents. Le rayonnement électro-magnétique incident est ici constitué d’impulsions laser à une longueur d’onde de 905 nm. Le quadrant supérieur gauche est constitué d’un matériau composite isotrope, le quadrant supérieur droit est constitué d’un matériau isolant thermique (de type PVC), le quadrant inférieur gauche est constitué de bois et le quadrant inférieur droit est constitué d’un matériau composite anisotrope ayant des fibres orientées selon l’axe Y. Plus précisément, sur la figure 6, on effectue un balayage ligne par ligne aussi appelé CVFS (pour Constant Velocity Flying Spot). Sur la figure 7, on effectue un balayage suivant une grille de mesure prédéterminée de maille carrée en X et Y. Cette mesure est aussi appelée GPFS pour Grid Pulse Flying Spot. Sur la figure 8, on effectue un balayage aléatoire en x et en Y. Ce balayage est aussi appelée RPFS pour Random Pulse Flying Spot. Comme détaillé en lien avec les figures 2 à 5, pour chaque impact du laser, il est possible, par le biais d’une méthode inverse, d’estimer la profondeur du matériau absorbant connaissant les propriétés thermiques de la couche semi-transparente supérieure ou d’estimer les propriétés thermiques de la couche semi-transparente supérieure connaissant l’épaisseur jusqu’au matériau absorbant. Pour illustrer cette méthode d’inversion, une simulation est présentée sur les figures 9A à 9D. Dans cet exemple, l’échantillon est constitué d’une couche d’un premier milieu homogène ayant une épaisseur de 1 mm et d’un deuxième milieu isolant d’épaisseur semi-infinie. Une ouverture de forme carrée est formée à travers le premier milieu et s’étend dans le deuxième milieu jusqu’à une profondeur 1,5 mm au centre de l’échantillon. On suppose que le rayonnement électro-magnétique incident est entièrement absorbé à l’interface entre le premier milieu et le deuxième milieu. La figure 9A montre une représentation numérique en 2D de l’épaisseur de l’échantillon en projection dans un plan XY. La figure 9B montre une simulation d’un champ de température de l’échantillon de la figure 9A, au cours d’un balayage de faisceau du rayonnement électro-magnétique de type CVFS suivant l’axe Y. On simule une série d’images en fonction du temps et au cours du balayage de toute la surface de l’échantillon par CVFS. On estime, à partir des images de thermographie infrarouge générées lors du balayage, l’amplitude de la source de rayonnement thermique en chaque point X, Y de l’échantillon. La figure 9C représente l’image de l’amplitude de la source de rayonnement thermique déduite des mesures de thermographie infrarouge. On utilise une méthode d’inversion de type logarithme transitoire pour estimer, à partir de l’image 9C, l’épaisseur de l’échantillon en fonction des coordonnées X, Y. Le résultat obtenu sur la figure 9D correspond au modèle utilisé pour la simulation, avec une bonne résolution spatiale, comme on peut le constater sur les bords du carré central. L’invention trouve une application dans la mesure sans contact d’un échantillon composite recouvert d’un revêtement de résine transparente à une longueur d’onde de 905 nm. La figure 10 montre des mesures de profil d’interface dans différents plans XZ, en particulier le plan X= 1,275, le plan X=2,5544 et le plan X = 3,8512 (en unités arbitraires), en fonction d’un balayage le long de l’axe Y obtenues selon la méthode de la présente divulgation. On observe nettement une variation d’épaisseur du revêtement de résine entre environ 1mm et 3 ou 3,5 mm. Cette méthode permet de détecter sans contact un défaut à l’interface entre deux matériaux. La présente divulgation trouve des applications dans les domaines industriels pour le contrôle non destructif de pièces dans le secteur automobile, aéronautique ou spatial pour la détection de défauts ou d’anomalies. La présente divulgation trouve aussi des applications dans les domaines de la biologie et du médical. Bien entendu, diverses autres modifications peuvent être apportées à l’invention dans le cadre des revendications annexées. Appareil de profilométrie par thermographie infrarouge pour caractériser un échantillon (9) comprenant une couche d’un premier milieu (19) disposée sur un deuxième milieu (29), l’appareil comprenant une source (1) apte à générer un rayonnement électro-magnétique (10) incident sur la couche du premier milieu (19) en un point de mesure de l’échantillon (9), le rayonnement électro-magnétique (10) comprenant une longueur d’onde sélectionnée pour former une source thermique (16) ponctuelle par absorption du rayonnement électro-magnétique à ladite longueur d’onde à une interface (12) entre le premier milieu (19) et le deuxième milieu (29), la couche du premier milieu (19) étant transparente à ladite longueur d’onde et le deuxième milieu (29) étant absorbant à ladite longueur d’onde, un détecteur thermique (6, 26) adapté pour acquérir, en fonction du temps, une série de mesures de variation locale de rayonnement thermique (60, 62) émis par ladite source thermique (16) ponctuelle au point de mesure de l’échantillon. Appareil de profilométrie par thermographie infrarouge selon la revendication 1 dans lequel la source (1) est apte à générer le rayonnement électro-magnétique (10) à une pluralité de longueurs d’onde et dans lequel la longueur d’onde du rayonnement électro-magnétique (10) est ajustable en fonction de l’échantillon (9). Appareil de profilométrie par thermographie infrarouge selon la revendication 1 ou 2 dans lequel la source (1) de rayonnement électro-magnétique est apte à générer le rayonnement électro-magnétique (10) dans le domaine, visible, infrarouge, mégahertz, térahertz et/ou gigahertz. Appareil de profilométrie par thermographie infrarouge selon l’une des revendications 1 à 3 comprenant un dispositif (3) arrangé sur un trajet du rayonnement électro-magnétique entre la source (1) et l’échantillon, le dispositif (3) étant adapté pour diriger et/ou focaliser le rayonnement électro-magnétique (10) en un point de l’échantillon. Appareil de profilométrie par thermographie infrarouge selon l’une des revendications 1 à 4 comprenant un système de traitement du signal adapté pour extraire de ladite série de mesures, un signal représentatif d’une mesure d’épaisseur de la couche du premier milieu et/ou de diffusivité thermique de l’échantillon (9). Appareil de profilométrie par thermographie infrarouge selon l’une des revendications 1 à 5 comprenant un système (2, 5) de déplacement spatial relatif entre le rayonnement électro-magnétique incident et l’échantillon, le système (2, 5) de déplacement spatial relatif étant configuré pour diriger le rayonnement électro-magnétique en chaque point d’une pluralité de points de mesure de l’échantillon. Appareil de profilométrie par thermographie infrarouge selon l’une des revendications 1 à 6 dans lequel le détecteur thermique (6, 26) comprend une caméra thermique adaptée pour acquérir, en fonction du temps, une série de mesures de variation locale de rayonnement thermique (60, 62) émis en chaque point d’une pluralité de points de mesure de l’échantillon et un système de traitement du signal adapté pour extraire de ladite série de mesures en ladite pluralité de points de mesure, une image représentative d’une distribution spatiale de diffusivité thermique et/ou d’épaisseur de l’échantillon. Appareil de profilométrie par thermographie infrarouge selon l’une des revendications 1 à 7 comprenant un miroir dichroïque (4) disposé de manière à superposer un axe de propagation du rayonnement électro-magnétique (10) et un axe optique du détecteur thermique (6, 26). Appareil de profilométrie par thermographie infrarouge selon l’une des revendications 1 à 8 en combinaison avec la revendication 2, comprenant un microscope optique confocal muni d’un objectif de microscope apte à focaliser le rayonnement électro-magnétique (10) à l’intérieur de l’échantillon (9) à au moins deux longueurs d’onde de la pluralité de longueurs d’onde pour former un microscope thermique multispectral. Méthode de profilométrie par thermographie infrarouge pour caractériser un échantillon (9) comprenant une couche d’un premier milieu (19) disposée sur un deuxième milieu (29), comprenant les étapes suivantes: génération d’un rayonnement électro-magnétique (10) , le rayonnement électro-magnétique (10) ayant une longueur d’onde sélectionnée pour que la couche du premier milieu (19) soit transparente à ladite longueur d’onde et le deuxième milieu (29) soit absorbant à ladite longueur d’onde ; orientation du rayonnement électro-magnétique pour qu’il soit incident sur la couche du premier milieu (19) en un point de mesure de l’échantillon; acquisition, au points de mesure, d’une série de mesures de variation locale d’un rayonnement thermique (60, 62) émis en fonction du temps; traitement de ladite série de mesures en fonction du temps au point de mesure pour en extraire un signal représentatif signal représentatif d’une mesure d’épaisseur et/ou de diffusivité thermique de la couche du premier milieu.