Dissertations / Theses: 'Image infrarouge'

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Barbé, Stéphane. "Camera infrarouge a frequence image elevee pour applications en soufflerie hypersonique." Paris 11, 1992. http://www.theses.fr/1992PA112149.

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Abstract:

La thermographie infrarouge permet de determiner les coefficients de transfert thermique sur une maquette en soufflerie a partir de la mesure de l'echauffement de ses parois. Dans le cas de la soufflerie hypersonique f4, la brievete de la rafale (t<100 ms) necessite l'utilisation d'un instrument fonctionnant a grande frequence image afin de fournir un nombre suffisant de cartes thermiques pour l'analyse des transferts convectifs. Un avant-projet d'imageur thermique fonctionnant a 400 images/seconde a ete elabore a l'onera a partir des specifications instrumentales et a permis de developper une camera utilisant une matrice de detecteurs hgcdte 64*64 dans la bande spectrale 3 m-5 m. L'ensemble des materiels et logiciels est decrit. On donne une estimation du rayonnement parasite des elements de la soufflerie et l'on etudie son influence sur la mesure photometrique. Apres avoir defini les differentes figures de merite photometriques et spatiales, on effectue la caracterisation metrologique de la camera pour differentes conditions d'utilisation avant et apres correction des inhomogeneites spatiales de la matrice. La resolution thermique mesuree est inferieure a 0. 1 k pour une dynamique de temperature de 50 k autour de 300 k. On demontre le fonctionnement de l'imageur a 400 hz en presentant une sequence d'images thermiques mettant en evidence l'evolution temporelle d'un evenement thermique rapide. Enfin l'instrument a ete teste dans la soufflerie f4

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Zhang, Qiong. "Infrared image enhancement based on hybrid-domain consideration and data fusion methods." Doctoral thesis, Université Laval, 2016. http://hdl.handle.net/20.500.11794/26993.

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Abstract:

Au cours des dernières décennies, l’effort sur les applications de capteurs infrarouges a largement progressé dans le monde. Mais, une certaine difficulté demeure, en ce qui concerne le fait que les objets ne sont pas assez clairs ou ne peuvent pas toujours être distingués facilement dans l’image obtenue pour la scène observée. L’amélioration de l’image infrarouge a joué un rôle important dans le développement de technologies de la vision infrarouge de l’ordinateur, le traitement de l’image et les essais non destructifs, etc. Cette thèse traite de la question des techniques d’amélioration de l’image infrarouge en deux aspects, y compris le traitement d’une seule image infrarouge dans le domaine hybride espacefréquence, et la fusion d’images infrarouges et visibles employant la technique du nonsubsampled Contourlet transformer (NSCT). La fusion d’images peut être considérée comme étant la poursuite de l’exploration du modèle d’amélioration de l’image unique infrarouge, alors qu’il combine les images infrarouges et visibles en une seule image pour représenter et améliorer toutes les informations utiles et les caractéristiques des images sources, car une seule image ne pouvait contenir tous les renseignements pertinents ou disponibles en raison de restrictions découlant de tout capteur unique de l’imagerie. Nous examinons et faisons une enquête concernant le développement de techniques d’amélioration d’images infrarouges, et ensuite nous nous consacrons à l’amélioration de l’image unique infrarouge, et nous proposons un schéma d’amélioration de domaine hybride avec une méthode d’évaluation floue de seuil amélioré, qui permet d’obtenir une qualité d’image supérieure et améliore la perception visuelle humaine. Les techniques de fusion d’images infrarouges et visibles sont établies à l’aide de la mise en oeuvre d’une mise en registre précise des images sources acquises par différents capteurs. L’algorithme SURF-RANSAC est appliqué pour la mise en registre tout au long des travaux de recherche, ce qui conduit à des images mises en registre de façon très précise et des bénéfices accrus pour le traitement de fusion. Pour les questions de fusion d’images infrarouges et visibles, une série d’approches avancées et efficaces sont proposés. Une méthode standard de fusion à base de NSCT multi-canal est présente comme référence pour les approches de fusion proposées suivantes. Une approche conjointe de fusion, impliquant l’Adaptive-Gaussian NSCT et la transformée en ondelettes (Wavelet Transform, WT) est propose, ce qui conduit à des résultats de fusion qui sont meilleurs que ceux obtenus avec les méthodes non-adaptatives générales. Une approche de fusion basée sur le NSCT employant la détection comprime (CS, compressed sensing) et de la variation totale (TV) à des coefficients d’échantillons clairsemés et effectuant la reconstruction de coefficients fusionnés de façon précise est proposée, qui obtient de bien meilleurs résultats de fusion par le biais d’une pré-amélioration de l’image infrarouge et en diminuant les informations redondantes des coefficients de fusion. Une procédure de fusion basée sur le NSCT utilisant une technique de détection rapide de rétrécissement itératif comprimé (fast iterative-shrinking compressed sensing, FISCS) est proposée pour compresser les coefficients décomposés et reconstruire les coefficients fusionnés dans le processus de fusion, qui conduit à de meilleurs résultats plus rapidement et d’une manière efficace.
In recent decades, the endeavor on infrared sensor applications has been proceeding widely all through the world. But there are some problems, namely that the targets are not clear enough or cannot be distinguished easily in the image obtained for the observed scene. Infrared image enhancement has been playing a significant role of an early stage technology in infrared computer vision, image processing and non-destructive testing, etc. This thesis addresses the issue of infrared image enhancement techniques in two aspects, including the single infrared image processing in hybrid space-frequency domain, and the infrared-visible image fusion employing the nonsubsampled Contourlet transform (NSCT) technique. The image fusion can be considered as being the further exploration of the model of singe infrared image enhancement, while it combines the infrared and visible images altogether into one image to represent and protrude all useful information and characteristics from the source images, by reason that a single image could not contain all relevant or available information in terms of the restrictions stemming from any single sensor of imaging. After the investigation and review for the development of infrared image enhancement techniques, in the topic of single infrared image enhancement, a hybrid-domain enhancement scheme with a threshold-improved fuzzy evaluation method is proposed, which achieves superior image quality and human visual perception. Infrared and visible image fusion techniques are established upon the implementation of accurate registration for source images acquired by different sensors. The SURF-RANSAC algorithm is applied in the registration issue all through the entire research work, which ensures us to receive very precisely registered images and to benefit further for the fusion processing. For the infrared-visible image fusion issues, a series of advanced and effective approaches are proposed. A multi-channel NSCT-based standard fusion method is presented as a reference for the subsequently proposed fusion approaches. An Adaptive-Gaussian NSCT and Wavelet Transform (WT) based joint fusion scheme is proposed, which obtains better fusion outcomes than the general non-adaptive methods. A NSCT-based fusion approach employing compressed sensing (CS) and total variation (TV) to sample coefficients sparsely and reconstruct fused coefficients accurately is proposed, which receives much better fusion results through pre-enhancing the infrared image and decreasing the redundant fusion coefficients information. A NSCT-based fusion scheme using fast iterative-shrinking compressed sensing (FISCS) technique is proposed to compress the decomposed coefficients and reconstruct the fused coefficients in the fusion process, which is able to achieve better results more rapidly and effectively.

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Tlig, Mohamed. "Segmentation des images de feux de forêt par fusion optimisée d'images visibles et infrarouges." Electronic Thesis or Diss., Toulon, 2024. http://www.theses.fr/2024TOUL0008.

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Abstract:

Ces dernières décennies, la détection précoce des incendies ainsi que la mise en place de réponses appropriées sont devenues des priorités de recherche. Étant donné que les images visibles et infrarouges utilisées indépendamment les unes des autres, ne peuvent pas fournir des informations claires et complètes, nous proposons dans ce travail de combiner ces deux types d’images avec une technique de fusion appropriée pour améliorer la qualité de la segmentation des incendies. L’image visible est d’abord pondérée avant d’être utilisée dans le processus de fusion. La valeur du poids optimal est estimée à partir de la moyenne de l’image visible avec un modèle polynomial de second ordre. Les paramètres de ce modèle sont optimisés par la méthode des moindres carrés à partir de la courbe des poids optimaux en fonction de la moyenne des images visibles. Enfin, une méthode de vote majoritaire basée sur des modèles d’apprentissage profond est utilisée pour promouvoir la qualité de la segmentation de région d’intérêt correspondant au feu. Une série d’expériences diverses ont été menées pour évaluer les capacités de détection d’incendie dans le cadre de la méthode proposée. Ces expériences incluent une évaluation de la performance de notre méthode non seulement en termes d’apparence visuelle, mais aussi selon un spectre de critères d’évaluation prédéfinis. Les expériences ont montré que le modèle proposé, qui inclut une étape de fusion d’images pondérée optimisée avant la segmentation, obtient un score Intersection over Union (IoU) élevé de plus de 94%
In recent decades the earlier fire detection, as well as the implementation of appropriate responses, have become research priorities. Since visible and infrared images can’t produce clear and complete information, in this work we propose to combine both of two images with an appropriate fusion technique to improve the quality of fire detection, segmentation, and localization. The visible image is at first weighted before being used in the fusion process. The value of the optimal weight is estimatedfrom the mean of the visible image with a second-order polynomial model. The parameters of this model are optimized with the least-squares method from the curve of optimal weights according to mean of visible images. Finally, a major voting method based on deep learning models is used. A series of diverse experiments have been conducted to evaluate the fire detection capabilities of the proposed framework. These experiments include an assessment of the framework’s performance not only with respect to its visual appearance but also across a spectrum of predefined evaluation criteria. The experiments showed that the proposed model, which includes an optimized weighted image fusion stage before segmentation, has a high score Intersection over Union (IoU) of more than 94 %

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Du, Tao. "Thermographie infrarouge active par induction électromagnétique. : application à l'auscultation d'éléments en béton renforcé." Thesis, Artois, 2010. http://www.theses.fr/2010ARTO0203/document.

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Abstract:

Les enjeux économiques et sécuritaires majeurs portant sur l'évaluation de la pérennité des systèmes de précontrainte dans les ouvrages d'art conduisent au développement de nouvelles méthodes d'auscultation. Ces travaux représentent la contribution du LGCgE au programme national de recherche ANR ACTENA sur l'auscultation des câbles tendus non-accessibles. Les objectifs de ce travail sont la détermination du tracé des câbles de précontrainte et la détection des zones de défauts d'injection par thermographie infrarouge active. Le premier chapitre rappelle le contexte de cette étude, ainsi que les travaux antérieurs. L'introduction d'un mode de chauffage par induction conduit à une indétermination sur la présence éventuelle de défaut. Afin de lever cet artefact, le deuxième chapitre introduit une méthode originale de traitement fréquentiel des thermogrammes bruts basée sur une approche systémique dans le domaine fréquentiel. Une modélisation par éléments finis des spécimens expérimentaux permet d'étudier la diffusion et d'élaborer les paramètres expérimentaux. Le troisième chapitre expose les résultats expérimentaux obtenus sur trois spécimens de poutres. La procédure de traitement fréquentiel est appliquée aux séries de thermogrammes bruts obtenus. Les résultats sont discutés et mettent en avant l'intérêt des images de phase. Une approche quantitative est appliquée aux résultats de thermographie infrarouge dans le quatrième chapitre. La méthode d'inversion présentée permet la détermination de la diffusivité thermique du béton d'enrobage ainsi que son épaisseur
The economical and security aspects of the durability of the prestressed concrete construction works lead to develop new non destructive testing methods. This work was developed within the framework of the ANR ACTENA French research project. The main arms are to contribute to the localization of prestressed tendon ducts or rebars and also to the detection of the poor filling defects. The context of this study and previous works are described in the chapter I. The introduction of an inductor heating provides a non uniformity of the heating. In order to avoid any misinterpretation of thermograms, a frequential method based on transfer functions is proposed in chapter II. A 3D numerical model of the experimental specimens is performed by finite element method. Chapter III shows experimental results for three concrete beam specimens. The frequential procedure is applied to the raw thermograms. The results are discussed and highlighted the interest of phase images. A quantitative approach is applied to infrared thermographical results in the chapter IV. Finally, an inverse method is proposed and allowed to the determination of thermal diffusivity and the thickness of the cover concrete

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Jaloustre-Audoin, Karine. "SPIRou: synthèse de paysages en infrarouge basé sur la modélisation physique des échanges à la surface." Phd thesis, Université Nice Sophia Antipolis, 1998. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00955332.

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Abstract:

La thèse traite, de la conception à la réalisation, d'un simulateur d'images dans le domaine de l'infrarouge. Le choix de l'architecture, la sélection des modèles, l'implantation et l'interfaçage de ces modèles, la validation et l'étude de sensibilité du simulateur, voici toutes les étapes qui ont été abordées durant cette thèse. La simulation de ces images est basée sur la synthèse. Cette approche nécessite la modélisation de tous les phénomènes physiques qui influent sur le signal à la surface. Nous avons tout d'abord répertorié les phénomènes physiques qui influent sur la luminance spectrale, puis nous en avons négligé certains en fonction de nos spécifications. Les phénomènes restants ont été modélisés. Cela concerne par exemple les flux solaire et atmosphérique reçus, la conduction de chaleur en profondeur, le flux de chaleur latente, etc. La littérature étant riche en modèles, une sélection a été réalisée sur des critères de représentativité physique, simplicité de mise en oeuvre et nombre de paramètres minimal. A la suite de cette sélection, les modèles ont été implantés et interfacés. SPIRou, le logiciel résultant de cette implantation, est maintenant opérationnel. II a été validé à l'aide de campagnes de mesures telles que HAPEX-MOBILHY, EFEDA, et une étude de sensibilité a été menée. II permet de déterminer pour une application particulière : les bandes spectrales d'étude, les heures d'observation, les conditions d'éclairement, les conditions météorologiques et le type de cibles. II peut être utilisé pour des applications telles que la spécification de missions, la formation à la compréhension et à l'interprétation de l'imagerie infrarouge et à la validation d'algorithmes d'exploitation.

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Sepúlveda, Palma Francisco Hernán. "Déformation de champs thermiques et traitement d’images infrarouges. Application à la caractérisation de systèmes dynamiques." Thesis, Toulouse, INPT, 2009. http://www.theses.fr/2009INPT036G/document.

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Abstract:

Les caméras infrarouges modernes permettent d’accéder à la mesure de champs thermiques et de leur évolution temporelle. Le traitement d’images obtenues permet d’analyser la signature thermique d’objets mobiles ou de fluides en écoulement. Dans ce contexte nous avons fait l’étude de trois expériences différentes. La première consiste à suivre des billes mobiles et à évaluer leurs coefficients d’échanges thermiques avec l’environnement par l’estimation de temps caractéristiques. Dans le deuxième cas, nous faisons une comparaison entre deux fluides qui s’écoulent dans un microcanal, afin de déterminer les variations relatives des propriétés thermiques. La dernière application consiste à réaliser une cartographie de diffusivité thermique avec une source de chaleur mobile
The modern infrared cameras allow the measurement of thermal fields and their temporal evolution. Infrared images processing is suitable to analyze the thermal signature of moving objects or fluid flows. In this context, we made the study of three different experiments. The first one is relative to infrared tracking of randomly moving balls and then estimate their thermal exchanges with the environment by the estimation of some characteristic time. In the second case we made a comparison between two fluids which flow inside a microchannel in order to determine the relative changes of thermal properties. The last application was to estimate a thermal diffusivity field with a mobile heat source

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Bonardi, Fabien. "Localisation visuelle multimodale visible/infrarouge pour la navigation autonome." Thesis, Normandie, 2017. http://www.theses.fr/2017NORMR028/document.

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Abstract:

On regroupe sous l’expression navigation autonome l’ensemble des méthodes visantà automatiser les déplacements d’un robot mobile. Les travaux présentés seconcentrent sur la problématique de la localisation en milieu extérieur, urbain etpériurbain, et approchent la problématique de la localisation visuelle soumise à lafois à un changement de capteurs (géométrie et modalité) ainsi qu’aux changementsde l’environnement à long terme, contraintes combinées encore très peu étudiéesdans l’état de l’art. Les recherches menées dans le cadre de cette thèse ont porté surl’utilisation exclusive de capteurs de vision. La contribution majeure de cette thèseporte sur la phase de description et compression des données issues des images sousla forme d’un histogramme de mots visuels que nous avons nommée PHROG (PluralHistograms of Restricted Oriented Gradients). Les expériences menées ont été réaliséessur plusieurs bases d’images avec différentes modalités visibles et infrarouges. Lesrésultats obtenus démontrent une amélioration des performances de reconnaissance descènes comparés aux méthodes de l’état de l’art. Par la suite, nous nous intéresseronsà la nature séquentielle des images acquises dans un contexte de navigation afin defiltrer et supprimer des estimations de localisation aberrantes. Les concepts d’un cadreprobabiliste Bayésien permettent deux applications de filtrage probabiliste appliquéesà notre problématique : une première solution définit un modèle de déplacementsimple du robot avec un filtre d’histogrammes et la deuxième met en place un modèleplus évolué faisant appel à l’odométrie visuelle au sein d’un filtre particulaire.123
Autonomous navigation field gathers the set of algorithms which automate the moves of a mobile robot. The case study of this thesis focuses on the outdoor localisation issue with additionnal constraints : the use of visual sensors only with variable specifications (geometry, modality, etc) and long-term apparence changes of the surrounding environment. Both types of constraints are still rarely studied in the state of the art. Our main contribution concerns the description and compression steps of the data extracted from images. We developped a method called PHROG which represents data as a visual-words histogram. Obtained results on several images datasets show an improvment of the scenes recognition performance compared to methods from the state of the art. In a context of navigation, acquired images are sequential such that we can envision a filtering method to avoid faulty localisation estimation. Two probabilistic filtering approaches are proposed : a first one defines a simple movement model with a histograms filter and a second one sets up a more complex model using visual odometry and a particules filter

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Mas, Adrien. "Etude et développement de caméras infrarouge multispectrales à acquisition simultanée pour la détection de gaz." Thesis, université Paris-Saclay, 2020. http://www.theses.fr/2020UPASP001.

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Abstract:

L’émission accidentelle de gaz sur des sites industriels ou l’utilisation d’armes chimiques peuvent avoir des conséquences dramatiques. Bertin Technologies commercialise une caméra multispectrale infrarouge utilisant un détecteur non-refroidi appelée Second Sight permettant de détecter de nombreux gaz. Cependant, l’acquisition temporelle des images spectrales est un frein pour une utilisation sur porteurs mobiles (véhicules, drones…). L’objet de la thèse a donc été d’étudier plusieurs concepts de caméras multispectrales à acquisition simultanée utilisant un seul détecteur non-refroidi. J’ai travaillé sur deux concepts d’architectures optiques : une architecture basée sur l’utilisation d’un kaléidoscope et une architecture multivoies inspiré de l’architecture TOMBO. L’architecture kaléidoscope a l’avantage d’utiliser de manière optimale le détecteur pour de fortes ouvertures et pour une grande variété de champs de vue. Elle est cependant encombrante et la fonction multispectrale reste délicate à intégrer. L’architecture multivoie, quant à elle, est très compacte et facilement adaptable à des applications multispectrales mais un compromis entre le champ de vue et l’ouverture doit être trouvé. Nous avons choisi cette architecture comme successeur de la Second Sight et j’ai pu réaliser un démonstrateur. Enfin, un modèle radiométrique a été développé pour comparer les différentes caméras et j’ai montré que la caméra TOMBO pouvait avoir de meilleures performances que la Second Sight grâce à l’acquisition simultanée des images multispectrales
The accidental emission of gas in an industrial platform or the use of chemical weapons can have dramatic consequences. Bertin Technology commercialize an infrared multispectral camera using an array of uncooled detectors and called Second Sight allowing the detection of numerous gas. However, the temporal acquisition of spectral images is a limitation for a use on mobile platforms (vehicles, drones...). Therefore, the purpose of my PhD was to study several concepts of snapshot multispectral cameras using a single array of uncooled detectors. I worked on two concepts of optical architectures: a kaleidoscope-based design and a multichannel design inspired by the TOMBO architecture. The kaleidoscope-based camera can use optimally the focal plane array while having an important aperture and a great range of Fields of View. However, it has an important footprint and the implementation of the multispectral function is not obvious. By comparing, the multichannel architecture can be very compact and easily adaptable for multispectral applications but a compromise between its aperture and its Field Of View is necessary. Following these studies, the TOMBO multichannel design was chosen as the successor of the Second Sight and I could make a first demonstrator. Finally, a radiometric model was developed to compare the different cameras and I showed that the TOMBO camera could have better performances than the Second Sight thanks to its snapshot feature

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Gilblas, Rémi. "Mesure de champs de températures vraies par thermoréflectométrie proche infrarouge." Phd thesis, INSA de Toulouse, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00797425.

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Abstract:

La mesure de champs de température sans contact est un paramètre clé pour l'optimisation et le contrôle des procédés. Les systèmes actuels présentent des limitations, particulièrement sur des surfaces hétérogènes et/ou dans des conditions dynamiques pouvant entraîner une altération de la surface. Ces restrictions sont causées par la méconnaissance de l'émissivité de la surface qui est une fonction complexe de nombreuses grandeurs physiques (température, longueur d'onde, rugosité, direction de détection). La thèse présentée propose le développement complet d'une nouvelle méthode de mesure de champs de température vraie, dénommée THERMOREFLECTOMETRIE, applicable sur tout type de matériaux opaques, dans la gamme [300-1000]°C. Elle permet la mesure en ligne de l'émissivité par le couplage d'une étape classique de THERMOGRAPHIE avec une étape de REFLECTOMETRIE laser. La démarche adoptée consiste premièrement en l'analyse critique de la méthode et de ses facteurs d'influence, ainsi que du dimensionnement optimal des éléments par des études en simulations. Ensuite un prototype opérationnel est mis en oeuvre et ses défauts sont caractérisés, du point de vue d'un système de type CAMERA, et les corrections nécessaires sont mises en place. Enfin, les performances expérimentales sont évaluées sur des scènes thermiques complexes et hétérogènes qui mettent en évidence la bonne précision du prototype pour tous les échantillons testés.

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Alshunaifi, Ibrahim. "Caractérisation de la concentration et de la température d'un nuage de gaz par thermographie infrarouge : application à l'analyse des effluents gazeux." Thesis, Paris 10, 2011. http://www.theses.fr/2011PA100025/document.

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Abstract:

La thèse porte sur la cratérisation par télédétection de la température et de la concentration d’un nuage de gaz. La thermographie infrarouge est le moyen passif utilisé pour détecter dans un premier temps et quantifier dans un deuxième temps le gaz recherché. Après avoir analysé des paramètres intervenant dans l’équation de transfert radiatif de gaz, l’étude présente le résultat de simulation de plusieurs sources (moteurs, fuite de gaz,…).Différentes voies d’amélioration de l’imagerie donnée par une caméra sont proposées : filtrage optique à une ou deux longueurs d’onde, filtrage temporel par analyse des fréquences. Un appareillage hyperspectral a aussi été développé à partir de la conjugaison d’un spectromètre à transformée de Fourier ayant pour «détecteur» une caméra matricielle sensible dans l’infrarouge. L’ensemble des solutions proposées permet de gagner un facteur 10 à 50 sur la détection de sources. Un exemple quantitatif est en fin proposé : la détermination du volume de CO2 expiré par un sportif pendant un effort fourni. Ce volume augmente au cours de l’effort. Ce travail conduit donc à des applications de mesures sans contact en biométrie
The thesis focuses on the cratering of the temperature and the concentration of a gas cloud. The Infrared thermography is the means used at first to detect passive and second step in quantifying the target gas. After analyzing the parameters involved in the equation of radiatif transfer of gas, the study presents the simulation result from several sources (engines, gas leak ...). Different ways of improvement of imaging data by a camera are available : optical filtering in one or two wavelengths, temporal filtering by frequency analysis. hyperspectral equipment was also developed from the combination of a Fourier transform spectrometer with the "detector" a matrix camera sensitive in the infrared. All solutions can save a factor of 10 to 50 on the detection of sources. A quantitative example is finally proposed : determining the volume of CO2 exhaled by an athlete during an effort. This volume increases during exercise. This work therefore leads to non-contact measurement applications in biometrics

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Delmas, Anthony. "Contribution à l'étude de l'effet mirage : application aux mesures dimensionnelle et thermique par caméras visible proche infrarouge." Phd thesis, Toulouse, INPT, 2012. http://oatao.univ-toulouse.fr/8958/1/delmas.pdf.

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Abstract:

L’Institut Clément Ader Albi (ICAA) et l’Institut von Karman (IVK) mènent depuis un certain nombre d’années des travaux sur la radiométrie IR dans le but de faire de la thermographie quantitative (mesure de température vraie sans contact). Ces travaux ont permis d’explorer les potentialités de plusieurs bandes spectrales : 8-12µm, 3-5µm et plus récemment la bande 0,75-1,7µm (proche IR) à l’aide de caméras CCD (Si) ou VisGaAs. Les travaux effectués dans ce domaine spectral ont permis de mettre en évidence un certains nombre de perturbations renforcées par les hautes températures(T>800°C). Cette thèse aborde de façon détaillée le traitement d’un certain nombre de grandeurs d’influence liées à la mesure de différents paramètres dans le domaine du proche IR mais également étendus aux domaines du visible et de l’IR. La première de ces grandeurs est l’émissivité dont le traitement a déjà été abordé par d’autres études. La seconde grandeur d’influence touche plus particulièrement à la localisation des points chauds sur l’objet et la distorsion du champ de température apportée par les effets convectifs présents autour d’un objet à haute température, elle est le coeur de cette thèse. En effet, lorsqu’une pièce chaude se trouve dans un milieu ambiant beaucoup plus froid, il se crée un gradient de température et donc d’indice de réfraction autour de la pièce. Or les caméras travaillant dans les différentes bandes spectrales vont être plus ou moins sensibles à ces variations d’indices de réfraction du fait de la dépendance de l’indice optique avec la longueur d’onde et de la résolution spatiale de la caméra utilisée. Ce phénomène, appelé effet mirage, entraîne inévitablement une déformation des informations spatiales reçues par la caméra. Le but de cette thèse a donc été d’estimer et de proposer une première approche pour corriger l’erreur faite sur la mesure de température et/ou de déformation faites par caméras sur des pièces chaudes. La démarche générale du travail a donc été dans un premier temps de calculer le champ de température autour de l’objet considéré en se ramenant d’abord à des cas simplifiés. On en a déduit alors le champ de réfraction entraînant une « déformation » de l’objet, en faisant le lien entre T et n. Cette étape correspond à l’approche numérique de notre étude. Cette étape numérique a été réalisé à l’aide d’un outil de lancer de rayons développée à l’ICA. L’approche expérimentale a consisté à l’utilisation de méthodes telle que la BOS (Background Oriented Schlieren), la PIV, la srtioscopie afin de déduire le champ de déplacements provoqué par le panache convectif. Ces résultats ont été comparés à la méthode numérique et ceci pour différentes longueurs d’ondes. Enfin, une stratégie de correction d’images perturbées a été abordé à l’aide de méthodes telles que la transformée d’Abel inverse afin de remonter au champ d’indice de réfraction 2D axisymétrique à partir d’une déformation plane.

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Cobo, Elie. "Capteur d'images CMOS à sensibilité améliorée dans le proche infrarouge par des nanostructures optiques." Electronic Thesis or Diss., Toulouse, ISAE, 2022. http://intranet.isae-supaero.fr/intradoc/intranet/doc/theses/2022_Cobo_Elie.pdf.

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Abstract:

Les capteurs d’images occupent presque la moitié du marché des composants optoélectroniques avec une taille de $19.1 milliards. Leurs performances et leur faible coût de production en font la technologie majoritaire pour l’imagerie dans le visible (400 nm –700 nm). D’un autre côté, l’imagerie dans le proche infrarouge (700 nm – 1400 nm) est aussi en pleine croissance. Appliquée dans le domaine médical elle permet la visualisation d’agent fluorescent in vivo, en temps réelle et de façon non invasive pour aider à la chirurgie, à l’étude de maladies et au diagnostic. L’imagerie médicale proche infrarouge représente $216 million de dollars en 2021 avec une projection de $405 million de dollars en 2028. Mais en dehors du médical, les applications du proche infrarouge sont aussi nombreuses : Le suivi du regard, la reconnaissance gestuelle et faciale, une meilleure visibilité dans la nuit, sont autant de fonctionnalités que l’on peut mettre à profit pour une vision assistée par ordinateur plus performante, si bien qu’il est prévu une augmentation annuelle du marché des détecteurs proche infrarouge de presque 10% de 2020 et 2025. Malheureusement, la croissance conjointe du marché des capteurs d’images CMOS et du marché de l’imagerie dans le proche infrarouge se heurte à une problématique de taille : les imageurs fabriqués par le procédé CMOS sont conçus à partir de silicium qui est certes un très bon candidat pour l’absorption visible mais beaucoup moins pour les longueurs d’onde dépassant les 800 nm. En effet, si seulement quelques centaines de nanomètres de silicium suffisent pour absorber la lumière à 400 nm, il faut compter des dizaines voire des centaines de micromètres pour les longueurs d’onde supérieures à 800 nm. Pour faire face à cette problématique, les fondeurs ont commencé à proposer des capteurs avec une zone sensible plus profonde, passant par exemple de 3 µm d’épaisseur optimisée pour le visible à 12 µm. Si ce procédé permet e ffectivement une amélioration de la sensibilité, il détériore par la même occasion la résolution spatiale de l’imageur induite par l’augmentation de la diaphonie. D’autres solutions mettant en jeu des pièges à photons notamment par la texturation du silicium sont récemment investiguées mais nécessitent l’ajout de nouvelles étapes de fabrication au procédé standard. Nous avons démontré dans ces travaux, par simulations opto-électriques, la conception d’un réseau diffractant directement à partir de la couche de fabrication de la grille des transistors en poly-silicium, déjà présente dans la fabrication standard d’un capteur d’image CMOS. Ce réseau a la double fonction d’augmenter la longueur de propagation effective dans le silicium et de couche antireflet. Cette implémentation d’un réseau dans le capteur d’image avec l’ajout de tranchées d’isolation profondes pour confiner à l’intérieur du pixel la lumière diffractée, a permis une amélioration relative de l’efficacité quantique exte rne de 35.5% à une longueur d’onde de 850 nm ainsi qu’une amélioration de la diaphonie de 6.9%. Cette architecture avec une épaisseur active de 3 µm permet d’obtenir une amélioration équivalente à celle d’une augmentation de la couche active par un facteur 3 sans détérioration de la diaphonie qui vient avec. Pour aller plus loin, nous avons étudié l’intégration de ce réseau conçu à partir de la couche des grilles de transistors à un capteur d’images CMOS à illumination par la face arrière. Ainsi en utilisant le réseau non plus en transmission mais en réflexion, nous avons montré une significative amélioration de l’absorption dans le proche infrarouge sur une large bande spectrale (de 650 nm à 1100 nm). En effet, l’absorption d’un capteur d’image avec miroir en face arrière conçu à partir d’un réseau en poly-silicium et de la première couche de métallisation en aluminium est plus que deux fois supérieure à l’absorption d’un capteur d’images standard à une longueur d’onde de 850 nm
Image sensors occupy nearly half of the optoelectronic components market with a size of $19.1 billion. Their performance and the low production cost make them the leading technology for imaging in the visible range (400 nm -700 nm). On the other hand, near-infrared imaging (700 nm - 1400 nm) is also growing rapidly. Applied in the medical field, it allows the visualization of fluorescent agents in vivo, in real time and in a non-invasive way to assist in surgery, the study of diseases and diagnosis. Near-infrared medical imaging will represent $216 million in 2021 with a projection of $405 million in 2028. But the medical field is not the only application : eye tracking, gesture and facial recognition, and improved visibility at night are all features that can be leveraged for better computer vision, so the NIR sensor market is expected to grow by almost 10% annually from 2020 to 2025. Unfortunately, to take advantage of the growth of the CMOS image sensor market for near-infrared imaging faces a major problem: the imagers manufactured by the CMOS process are designed from silicon, which is certainly a very good candidate for visible absorption, but much less so for wavelengths above 800 nm. Indeed, if only a few hundred nanometers of silicon are enough to absorb light at 400 nm, it is necessary to count tens or even hundreds of micrometers for the wavelengths higher than 800 nm. To address this issue, foundries have begun to offer sensors with a deeper sensitive area, for example from 3 µm thickness optimized for the visible to 12 µm. If this process allows an improvement of the sensitivity, it deteriorates at the same time the spatial resolution of the imager induced by the increase of the crosstalk. Other solutions involving photon traps, in particular by texturing silicon, are recently investigated but require the addition of new manufacturing steps to the standard process. In this work , we have demonstrated, by opto-electrical si mulations, the design of a diffraction grating integrated from the layer of fabrication of the poly-silicon transistors gate, layer that is already present in the standard manufacturing of a CMOS image sensor. This grating has the dual function of increasing the effective propagation length in the silicon and of acting as an antireflection layer. This implementation of a grating in the image sensor with the addition of deep isolation trenches to confine the diffracted light inside the pixel, allowed a relative improvement of the external quantum efficiency of 35.5% at a wavelength of 850 nm as well as an improvement of the crosstalk of 6.9%. This architecture with an active thickness of 3 µm allows to obtain an improvement equivalent to that of an increase of the active layer by a factor of 3 without deteriorating the crosstalk that comes with this epitaxial enlargement. To go further, we studied the integration of this grating designed from the transistor gate layer to a CMOS image sensor with backside illumination. Thus, by using the grating not in transmission but in reflection, we have shown a significant improvement of the absorption in the near infrared over a wide spectral band (from 650 nm to 1100 nm). Indeed, the absorption of an image sensor with a mirror at the back face designed from a poly-silicon grating and the first aluminum metallization layer is more than twice the absorption of a standard image sensor at a wavelength of 850 nm

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Amirabadi, Seyedshahabaldin. "Characterization of PLA-Talc films using NIR chemical imaging and multivariate image analysis techniques." Master's thesis, Université Laval, 2018. http://hdl.handle.net/20.500.11794/29853.

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Abstract:

L’emballage joue un rôle important dans l’industrie alimentaire afin de maintenir la qualité des produits le plus longtemps possible. Les films de polymère sont largement utilisés dans l’emballage alimentaire et sont attrayants pour leurs propriétés exceptionnelles. Puisque les polymères à base de pétrole apportent des préoccupations environnementales, les polymères biodégradables tel que le PLA sont étudiés plus intensivement depuis quelques années considérant leurs propriétés écologiques. L’application de films renforcés permet, comparativement aux films simples, d’atteindre des fonctions spécifiques et d’améliorer leurs propriétés tel que l’étanchéité aux gaz. Toutefois, puisque la structure de ces films est plus complexe, le contrôle de qualité de ces derniers est plus difficile. Dans l’industrie, des méthodes hors-ligne sont très souvent utilisées pour effectuer le contrôle de qualité des films produits. Le contrôle est nécessaire puisque la variabilité de la matière première ainsi que le changement des conditions opératoires amènent des modifications qui changent considérablement les propriétés du film. Par conséquent, une inspection en temps réel ainsi qu’un contrôle des films de polymère est nécessaire sur la ligne de production afin d’obtenir un contrôle de qualité s’approchant de l’analyse en temps réel. Un système d’imagerie proche infrarouge (NIR) rapide et non-destructif est proposé pour caractériser les films biodégradables d’acide polylactique contenant du talc produits par extrusion-soufflage et utilisés pour l’emballage. Le but ultime est d’utiliser le système pour faire un contrôle de qualité sur la ligne d’extrusion ainsi qu’après le post-traitement termique, soit le recuit. Un ensemble d’échantillon de film de PLA contenant différentes concentrations en talc ont été fabriqués. Ces derniers ont ensuite été soumis à différentes conditions de recuit. Des images NIR ont été collectées avant la caractérisation des propriétés physiques et mécaniques ainsi que l’étanchéité aux gaz. Des techniques d’imagerie multivariées ont été appliquées aux images hyperspectrales. Celles-ci ont montré que la quantité de talc peut être déterminée et que l’information du spectre NIR permet de prédire les propriétés du film. Dans tous les cas, la méthode proposée permet de déterminer les variations dans les propriétés du film avec une bonne précision.
Food packaging plays a great role in the food industry to maintain food products quality as long as possible. Polymer films are widely used in food packaging and also attract attention because of their outstanding advantages. Since petroleum-based polymers are known to cause environmental concerns, biodegradable polymers like PLA were studied more intensively in recent years due to their environmentally friendly properties. The application of reinforced films exceeds simple ones in achieving specific functions and enhancing their properties such as barrier properties. Since the films structures are more complex, quality control is more challenging. In industry, off-line methods are vastly used for quality control of the produced films while variability in raw materials and processing conditions substantially change the film specifications. Consequently, real-time inspection and monitoring of polymer films is needed on the production line to achieve a real-time quality control of the films. A fast and non-invasive near-infrared (NIR) imaging system is proposed to characterize biodegradable polylactic acid (PLA) films containing talc, and produced by extrusion film-blowing for packaging applications. The ultimate goal is to use the system for quality control on the extrusion line, and after a post-processing via thermal treatment (annealing). A set of PLA-talc films with varying talc contents were produced and submitted to annealing under different conditions. NIR images of the films were collected after which the samples were characterized for their physical, mechanical, and gas barrier properties. Multivariate imaging techniques were then applied to the hyperspectral images. It is shown that various talc loadings can be distinguished, and the information contained in the NIR spectra allows predicting the film properties. In all cases, the proposed approach was able to track the variation in film properties with good accuracy

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Hoarau, Romain. "Rendu interactif d'image hyper spectrale par illumination globale pour la prédiction de la signature infrarouge d'aéronefs." Electronic Thesis or Diss., Aix-Marseille, 2019. http://theses.univ-amu.fr.lama.univ-amu.fr/191219_HOARAU_358wfqq893efe918esmfu405fjhqvj_TH.pdf.

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Abstract:

Le dimensionnement de capteur est un enjeu majeur pour le domaine de la détection d'aéronefs. Dans cette optique, il est nécessaire de simuler ces capteurs via des modèles et un nombre conséquent d'images spectrales d'aéronefs. L'obtention de ces images via des campagnes aériennes de mesure est toutefois onéreuse et difficile. Une simulation de ces données s'impose donc. Afin de répondre à ces besoins, des algorithmes d'illumination globale à haute dimension spectrale sont utilisés. Dans ces conditions, ces algorithmes posent des problèmes de consommation mémoire et de temps de calcul. Le projet de recherche de cette thèse s'inscrit dans le cadre de ces problématiques.Dans un premier temps, nous nous sommes focalisés sur l'algorithme du Path Tracing et la parallélisation GPUpour le rendu d'images spectrales. Nous avons d'abord analysé les problèmes de ce type de rendu sur GPU.Nous avons ensuite proposé une nouvelle méthode et un schéma de parallélisation spectral qui permettent de réduire significativement la consommation mémoire et les temps de calcul.Dans un second temps, nous avons cherché à réduire la charge de calcul spectrale de la simulation. À cet égard, nous avons proposé de généraliser le rendu spectral stochastique d'image dans l'espace CIE XYZ en rendu d'image spectrale stochastique. Cette méthode permet de rendre directement et de manière plus précise et rapide les canaux d'un capteur en diminuant la dimension spectrale de la simulation. Pour conclure, les travaux de cette thèse permettent de simuler de manière précise des images multi, hyper et ultra spectrales. Le temps interactif peut être atteint dans notre cas en multi et hyper spectrale
Sensor dimensioning is a major issue for the aircraft detection field. In this vein, it is appropriate to simulate these sensorsvia models and a consequent set of spectral images. The acquisition of these images via an airborne measure campaign is unfortunately costly and difficult. A robust and fast simulation of these data is hence very appealing.In order to answer these needs, global illumination methods in high spectral dimension are used. In these circumstances,these methods raise serious issues in term of memory consumption and of computing time. Our research project focuses on these problematics.In the first instance, we have focused on the Path Tracing method and its GPU parallelization for the spectral image rendering. We have investigated at first the issues of this kind of rendering on the GPU. Then we have proposed a new method and an efficient spectral parallelization pattern which allows us to reduce significantly the memory consumption and thecomputing time.In the second phase, we have investigated how to reduce the spectral computational load of the simulation. Inthat sense, we have proposed to generalize the stochastic spectral rendering of color (XYZ) image to the stochastic spectral image rendering. This new method renders directly the channels of a sensor which allows us to reduce the memory andthe computing requirements by reducing the spectral computational load of the simulation.To sum up, the works of this thesis allows us to simulate accurately multi, hyper and ultra spectral images. The interactive time can be achieved in our case in multi and hyper spectral resolution

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Zhang, Chao. "Quantitative kinematic and thermal full fields measurement." Thesis, Lyon, 2019. http://www.theses.fr/2019LYSEI013/document.

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Abstract:

La mesure simultanée des champs cinématiques et thermiques est très importante pour les procédures thermomécaniques. Les caméras à base de silicium sont largement utilisées pour l'observation en temps réel des champs cinématiques, principalement grâce à la corrélation d'images numériques. De plus, ils sont aussi connus pour sa sensibilité dans le spectre du proche infrarouge, ce qui permet d’acquérir des champs thermiques à l’aide d’une caméra à base de silicium. Cependant, pour la caméra à base de silicium, il y a deux problèmes principaux d’obtenir simultanément des champs cinématiques et thermiques. D’abord, dans le spectre du proche infrarouge, une petite variation de température entraînera une modification importante du niveau de gris de l'image, ce qui entraînera facilement une mauvaise qualité des images. Deuxième, la corrélation d’images numériques nécessite une surface hétérogène et contrastée, tandis que la thermographie dans le proche infrarouge nécessite une surface homogène et constante. Dans cette thèse, une technique innovante a été proposée pour ajuster automatiquement le temps d'exposition de la caméra afin d'obtenir des images exploitables pour l’analyse cinématique et thermique, quel que soit l'évolution de température à la surface de l'objet observé. Cette technique a été validée par expériences différentes, notamment des expériences de chauffage d’un corps noir et des expériences de chauffage d’un échantillon réel. Les modèles radiométriques du corps noir et de la surface des échantillons calibrent respectivement. Basé sur les modèles radiométriques, des champs thermiques ont été reconstruits sur les images exploitables pour l’analyse cinématique et thermique. L'expérience à haute température est réalisée pour le ballonnement des tubes où les champs cinématiques et thermiques sont observés. La corrélation d'images numériques a été effectuée globalement afin d'obtenir des champs cinématiques. Pour effectuer la thermographie du proche infrarouge sur la surface de l’échantillon, le modèle radiométrique est étalonné selon une partie des pixels les plus brillants. Dans ce cas, 20% des pixels les plus brillants sont utilisés pour effectuer l'étalonnage des modèles radiométriques. Basée sur le modèle en utilisant 20% des pixels plus brillants, les champs thermiques sont reconstruits. Combiné avec les coordonnées connues du champ cinématique par corrélation d'images numériques, le champ thermique et le champ cinématique dans les mêmes coordonnées peut être obtenu
Simultaneous measurement of kinematic and thermal full fields are very important for thermomechanical procedures. Silicon-based cameras are widely used to perform real-time observation of the kinematic fields, mainly thanks to digital image correlation. Moreover, they are known to be as well sensitive in the near-infrared spectral range, thus the acquirement of thermal fields using silicon-based cameras is possible. However, there are two main problems for the silicon-based camera to obtain simultaneously kinematic and thermal fields. One is that in the near-infrared spectral range, a small temperature variation will lead to a large modification in the image gray level, which easily leads to poor quality images. Another is that digital image correlation needs a heterogeneous and contrasting surface, while the near-infrared thermography needs a homogeneous and constant surface. In this thesis, an innovative technique was proposed to automatically adjust the exposure time of the camera to obtain kinematically and thermally exploitable images whatever the temperature evolution occurs on the surface of the observed object. This technique was validated by different experiments, including blackbody heating experiments and realistic specimen heating experiments. Radiometric models of blackbody and specimen surfaces ware calibrated respectively. Based on the radiometric models, thermal fields have been reconstructed on the kinematically and thermally exploitable images. High temperature tube ballooning experiment is conducted to perform both kinematic and thermal fields. Global digital image correlation was performed to obtain kinematic fields. To perform near-infrared thermography on the specimen surface, radiometric model is calibrated based on portions of the brightest pixels. In this case 20% of the brightest pixels are used to perform radiometric model calibration. Based on the radiometric model using 20% of the brightest pixels, the thermal fields are reconstructed. Combined with the known coordinates of kinematic fields by digital image correlation, the thermal fields at the same coordinates as kinematic fields can be obtained

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Lopez, Thomas. "Conception, fabrication et caractérisation de lentilles planaires nano-structurées dédiées aux capteurs d’images CMOS dans le proche-infrarouge." Thesis, Toulouse, ISAE, 2016. http://www.theses.fr/2016ESAE0019/document.

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Abstract:

Ce travail porte sur la conception, la fabrication et la caractérisation de lentilles planaires nano-structurées dédiées aux capteurs d’images CMOS dans le proche-infrarouge. L’étude des applications et des systèmes d’imagerie optronique mis en jeu ont mis en évidence l’intérêt de l’utilisation des capteurs d’images CMOS dans la bande 800-1100 nm. Les inconvénients liés au silicium et à la structure du pixel justifient l’intégration de lentilles planaires nano-structurées compatibles avec le procédé de fabrication CMOS : une lentille plasmonique, une lentille diffractive métallique dite de Huygens, une lentille diélectrique dite de phase de Fresnel et une lentille à gradient d’indice effectif. Les simulationsélectromagnétiques 2D d’un pixel CMOS complet avec chaque lentille planaire ont démontré l’intérêt de la lentille métallique dans un pixel à faible facteur de remplissage et de la lentille de phase de Fresnel pour un pixel standard. Les simulations électromagnétiques 3D ont permis la conception de ces deux dernières lentilles pour leur fabrication tandis que la lentille à gradient d’indice effectif, susceptible d’approcher le profil de phase idéal, a montré son potentiel pour les pixels CMOS. La caractérisation électro-optique a mis en évidence la performance expérimentale de la lentille de phase de Fresnel fabriquée en "post-process" au LPN-CNRS et de la lentille de Huygens fabriquée "in-process" en fonderie CMOS. Les nombreuses perspectives de ce travail liés à la fabrication et à la marge de progression des lentilles ont été explorées
This work deals with the design, fabrication and characterization of nanostructuredplanar lenses dedicated to near infrared detection for CMOS image sensors.Applications and optronic systems involved in near infrared imaging have been investigatedin order to highlight the strong interest of CMOS images sensors for the 800-1100 nmspectral band. Limitations of silicon and pixel structure explain the integration of nanostructuredplanar lenses compatible with CMOS fabrication process : a plasmonic lens, a dielectricphase-Fresnel lens, a metallic Huygens lens and a gradient-index lens. 2D electromagneticsimulations of a CMOS pixel with each planar lens have demonstrated the good performanceof the Huygens lens for low fill factor pixels and the phase-Fresnel lens for standard pixels.3D simulations of these lenses have been performed for their integration and fabrication inCMOS image sensors. The 3D design by numerical simulations of a gradient-index lens hasshown its potential interest for CMOS pixels. The experimental performance of a dielectriclens "post-process" integrated/fabricated at LPN-CNRS and a metallic lens "in-process" by aCMOS foundy have been evaluated by electro-optical characterization. Several perspectivesof this work about lens fabrication and potential for improvement have been explored

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Busca, Damien. "Identification du comportement de composites en fatigue bi-axiale." Phd thesis, Toulouse, INPT, 2014. http://oatao.univ-toulouse.fr/12145/1/busca.pdf.

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Abstract:

La connaissance du comportement de composites sous un état de contraintes multi-axial reste un enjeu majeur pour l’optimisation du dimensionnement des structures. La machine de fatigue bi-axiale présente au LGP permet de générer un état de contrainte bi-axial par l’utilisation d’éprouvettes cruciformes. La conception des éprouvettes reste un enjeu majeur pour les chercheurs pour répondre aux problèmes spécifiques liés aux matériaux composites. Un nouveau type d’éprouvette cruciforme en composite sera conçu en lien avec les problématiques liées au procédé d’infusion de résine liquide (LRI). Il sera ensuite fabriqué avec ce procédé et utilisé pour caractériser le comportement de composites en fatigue bi-axiale. Le suivi des essais sera réalisé en utilisant simultanément un système de corrélation d’images numériques et un système de thermographie infrarouge. La corrélation d’images est une technique optique de mesure de champs qui permet d’obtenir la cartographie des déplacements sur la totalité de la surface de l’éprouvette testée. La thermographie infrarouge permet d’avoir accès à la cartographie de température sur cette surface. Une corrélation entre les données provenant des deux systèmes sera effectuée pour tenter de remonter aux mécanismes d’endommagement des composites lors d’une sollicitation en fatigue bi-axiale. Une corrélation entre des données uni-axiales et bi-axiales sera effectuée.

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Djoumessi, Pascal François. "Traitement d'images satellitaires de la Méditerranée occidentale pour déterminer sa dynamique." Saint-Etienne, 1991. http://www.theses.fr/1991STET4010.

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Abstract:

A partir d'une séquence d'images infrarouge provenant du canal n 4 d'un capteur satellitaire (AVHRR), des essais successifs conduisent à une technique efficace de segmentation pour séparer les parties mer des parties terre et nuages. Puis, une méthode de lissage par croissance de région permettant de diminuer le bruit des images de mer, est mise au point. Enfin, on expose une méthode originale de reconnaissance des formes caractéristiques des tourbillons basée sur les notions de distance sur trame, d'histogramme local et d'histogramme des distances

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Charbal, Ali. "Mesure de champs thermomécaniques pour l'étude de la fatigue par chocs thermiques." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLN007/document.

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Abstract:

Lorsqu'une structure est soumise à un chargement thermique hétérogène, des dilatations empêchées génératrices de contraintes surviennent. Lorsque ces sollicitations sont répétées un grand nombre de fois, un endommagement puis une fissuration du matériau peuvent apparaître. On parle alors de fatigue thermique du matériau. Ce phénomène, jugé responsable de différents incidents rencontrés dans les zones de mélange entre fluides chaud et froid des centrales nucléaires a fait l'objet de nombreuses études lancées au sein de projets successifs pilotés par EDF. Ces études portaient sur la détermination des chargements thermo-hydrauliques dans les zones de mélange, le transfert de chaleur à la structure, la résolution du problème thermomécanique permettant de connaître les champs de contrainte et de déformation en tout point de la structure et enfin la résistance du matériau (un acier inoxydable austénitique AISI 304L)soumis à de telles sollicitations. Concernant ce dernier aspect, plusieurs types d'essais ont été réalisés : d'une part, des essais de fatigue uniaxiaux et isothermes pour construire une courbe de fatigue mécanique du matériau et, d'autre part, des essais sur plusieurs dispositifs expérimentaux de fatigue thermique développés au sein d'organismes de recherche (CEA, EDF, JRC, JAEA,…) pour s'approcher des conditions de service. L'interprétation de ces derniers essais passe par l'estimation des champs de température et de déplacement dans la structure à partir de quelques mesures ponctuelles de température par thermocouples. On constate alors que les premières fissures s'amorcent en fatigue thermique pour un nombre de cycles sensiblement inférieur à celui estimé à partir des courbes de fatigue mécanique du matériau et de l'amplitude maximale de déformation équivalente estimée dans les essais de fatigue thermique. L'objet de ce travail de thèse consiste donc à concevoir et à réaliser des chocs thermiques sur un matériau de structure couplés à des mesures synchrones et sans contact de champs de température et de déplacement au niveau de la surface endommagée. Les chocs thermiques seront réalisés à l'aide d'un laser de puissance dont la longueur d'onde sort du spectre utilisé par la caméra infrarouge qui mesure le champ de température de surface de telle manière que le dépôt d'énergie n'affecte pas les mesures de température. Plusieurs pistes sont envisagées selon que les champs sont mesurés uniquement avec la caméra infrarouge ou en utilisant deux caméras, l'une travaillant dans l'infrarouge et l'autre dans le visible. Dans les deux cas de figure, l'absorptivité et l'émissivité de la surface soumise au choc thermique doivent être optimisées pour permettre d'avoir à la fois un dépôt d'énergie homogène par laser et une mesure précise des champs thermomécaniques. Une difficulté qu'il conviendra de surmonter est d'obtenir un champ d'émissivité de surface représentant un compromis acceptable entre une émissivité forte et homogène dans l'infrarouge pour des mesures de température et une émissivité hétérogène (dans l'infrarouge ou le visible selon la caméra utilisée) pour créer un contraste de niveau de gris indispensable aux mesures de déplacement par corrélation d'images. Parallèlement aux essais,des simulations numériques thermomécaniques seront également réalisées pour compléter ces champs en volume et tester l'influence des conditions aux limites. L'objectif final de la thèse est d'obtenir pour la première fois une mesure fiable des quantités d'intérêt dans une zone d'amorçage en fatigue thermique et ainsi pouvoir quantifier convenablement un éventuel effet aggravant des sollicitations de fatigue thermique
Thermal fatigue occurs in nuclear power plant pipes. The temperature variations are due to the turbulent mixing of fluids that have different temperatures. Many experimental setups have been designed but the measured temperatures have only been punctual and out of the zone of interest (e.g., via thermocouples). The equivalent strain variation in the crack initiation region is calculated with numerical thermomechanical simulations. In many cases, the comparisons between numerical and experimental results have shown that the crack initiation predictions in thermal fatigue are non-conservative. A new testing setup is proposed where thermal shocks are applied with a pulsed laser beam while the thermal and kinematic fields on the specimen surface are measured with infrared (IR) and visible cameras, respectively. Experimental testings are performed and different measurement techniques for temperature and kinematic fields are used. IR camera and pyrometers allow to measure the temperature variations in the zone impacted by the laser beam. To estimate the absolute temperature, the surface emissivities at the respective wavelengths are determined by different methods. The absolute temperature field is then used to apply the actual thermal loading in a decoupled FE model after an identification process of the parameters of the laser beam. Once the thermal loading is generated based upon the experimental data, the stress and strain fields can be computed in the region of interest with an elastoplastic law.The experimental strain variations calculated from the DIC measurements are compared with the predictions obtained with the FE simulation

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Li, Li. "Caractérisation et identification du comportement thermomécanique de multi-cristaux d’aluminium." Thesis, Montpellier 2, 2014. http://www.theses.fr/2014MON20147/document.

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Abstract:

L'objectif ultime de ce travail de thèse consiste à établir un bilan énergétique à l'échelle du grain afin de caractériser et de vérifier la cohérence thermodynamique de modèles de comportement utilisés pour rendre compte du développement de la plasticité cristalline dans les matériaux métalliques. La première partie de ce travail a consisté à mettre en place un protocole d'élaboration du matériau permettant d'obtenir la microstructure souhaitée, compatible avec des moyens d'observations macroscopiques. Les échantillons d'aluminium à très gros grains (centimétriques) ainsi obtenus sont utilisés pour effectuer des essais cycliques durant lesquels les champs cinématiques et thermiques sont mesurés au moyen de techniques de Corrélation d'Images Numériques et de Thermographie Infra-rouge. Deux techniques de traitement d'image spécifiques ont été proposées. Elles permettent d'introduire des hypothèses sur les champs cinématiques et thermiques qui soient adaptées à la microstructure (ici continuité intra-granulaire du déplacement, de la température et du flux). Ces méthodes permettent d'accéder à des mesures complètement indépendantes d'un grain à l'autre tout en améliorant la robustesse des méthodes de mesure. Ces méthodes ont été validées numériquement en utilisant des images de synthèse sur lesquelles ont été appliqués des champs hétérogènes. Une campagne d'essais cycliques a enfin été menée sur les multi-cristaux d'aluminium élaborés. Les méthodes développées ont permis d'observer le développement de la plasticité intra-granulaire et le développement de la fissuration inter-granulaire
The main objective of this PhD thesis is to establish an energy balance at the grain scale in order to assess the thermomechanical consistency of material models used to predict the development of crystal plasticity of metals.The first part of this work consists in setting a protocol allowing the material elaboration with the desired microstructure which is to be compatible with the use of classical macroscopic observation devices. The obtained coarse-grained aluminum samples (with centimeter grains) are used in cyclic tensile tests. During these tests, the kinematic and thermal fields are recorded with Digital Image Correlation and Infra-Red Thermography techniques.Two specific imaging techniques were developed. They allow introducing ad hoc hypotheses (i.e. consistent with microstructure) on the kinematic and the thermal fields. In this work, these hypotheses consist in intra-granular continuity conditions on the displacement, temperature and heat flux fields. These methods give independent measures on each grain while improving the robustness of the measurement methods. These methods were numerically validated using computer-generated images heterogeneously loaded.Cyclic tests were finally performed on the processed aluminum multi-crystals. The developed methods allowed the observation of the development of intra-granular plasticity and the development of inter-granular cracking

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Seghir, Rian. "Étude expérimentale et numérique des couplages thermomécaniques, et bilan d'énergie au sein des polycristaux métalliques." Phd thesis, Ecole Centrale de Lille, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00917702.

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Abstract:

Les critères de localisation et d'endommagement sont généralement basés sur un cadre dissipatif et ce travail s'intéresse aux couplages thermomécaniques accompagnant les micromécanismes de déformation. Il repose en partie sur des données expérimentales obtenues précédemment dans le laboratoire par Bodelot pour un polycristal d'acier A316L. Ce travail tire profit d'une combinaison de techniques différentes, en particulier de mesures in situ de champs cinématiques et thermiques ainsi que de l'Orientation Imaging Microscopy, de la profilométrie et d'une micrographie de surface. Différents outils ont été développés afin (1) d'identifier automatiquement les systèmes de glissement activés, (2) d'estimer l'émissivité de la surface permettant ainsi une détermination des champs thermiques avec une précision de 30 mK, (3) de projeter les champs bruts expérimentaux sur la microstructure et (4) de permettre la modélisation du polycristal et de ses conditions aux limites thermomécaniques réelles dans un cadre de plasticité cristalline dans le code EF Abaqus. Il a notamment été montré que les variations de température fournissent une estimation précise et aisée de la limite d'élasticité macroscopique ainsi que la détermination de la contrainte de cisaillement critique à l'échelle granulaire. En outre, les mesures cinématiques ont permis l'identification des systèmes de glissement activés. Des bilans énergétiques expérimentaux et numériques ont été réalisés et une grande influence de l'hétérogénéité polycristalline sur les mécanismes de stockage d'énergie a été soulignée. Les méthodes proposées contribueront à améliorer les critères d'endommagement basés sur un cadre dissipatif

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Charlès, Sylvain. "Contribution of quantitative imaging to the mechanical, thermal and caloriﬁc characterization of rubber." Thesis, Rennes 1, 2021. http://www.theses.fr/2021REN1S126.

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Abstract:

La dépendance du comportement mécanique à la température, couplée aux nombreux couplages thermomécaniques présents dans les élastomères, implique que l'utilisation conjointe de méthodes de champs pour caractériser la thermomécanique des élastomères offre d'innombrables informations sur les phénomènes physiques apparaissant dans le matériau. L'objet de cet thèse est de développer une méthode utilisant à la fois la thermographie infrarouge et la corrélation d'images numériques pour tirer le maximum d'informations possible lors d'essai mécaniques hétérogènes sur des matériaux élastomères
The thermal dependence of the mechanical behavior, coupled with the numerous thermomechanical couplings present in elastomers, implies that the use of field methods to investigate the thermomechanical response of elastomers gives lot of information on physical phenomena which occurs in the material. The aim of this PhD thesis is to develop a method using both infrared thermography and digital image correlation to extract all information possible during mechanical testing of elastomeric materials

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Dahbi, Radouan. "Conception d’une chaîne de traitements pour la segmentation texture d’images multimodales de pièces de bois en chêne. Application à la détection des singularités et la discrimination du grain du bois." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2023. http://www.theses.fr/2023LORR0143.

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Abstract:

Les travaux présentés dans cette thèse CIFRE, liant le CRAN et le CRITT Bois d'Epinal dans le cadre du projet ANR-OPTIFIN, contribuent au développement d'une chaîne de traitements pour la segmentation texture des images multimodales de pièces de bois en chêne. L'idée est de combiner des techniques d'acquisition multimodale dans le visible et le proche infrarouge (NIR) à des méthodes d'analyse de texture par matrices de covariance et de segmentation texture dans la variété Riemannienne, pour la détection des singularités et la discrimination du grain du bois. Dans le premier chapitre, nous dressons un état de l'art sur l'inspection automatisée des pièces de bois ; en portant une attention particulière aux essences de bois feuillus (e.g. chêne) dont l'inspection demeure encore un problème non résolu. Le deuxième chapitre porte sur la mise en place de la plate-forme d'imagerie multimodale (PIM) et la calibration des images couleur, niveaux de gris, directe et scatter dans le visible et des cartes d'abondance, obtenues à partir des images hyperspectrales NIR. Nous proposons une méthodologie originale pour les images scatter en optimisant les paramètres d'acquisition sur les pièces de bois en chêne. Le troisième chapitre concerne l'étude du recalage des images monomodales et multimodales et l'application d'une méthode pour la suppression de leur fond. Dans le quatrième chapitre, nous proposons une méthodologie d'analyse texture basée sur la fusion par matrices de covariance des images multimodales et/ou de leurs images texturales (LBP, nriLBP, GLCM et Gradient). Nous exploitons les matrices de covariance par des méthodes de clustering par K-moyennes et de classification supervisée par k-ppv, étendues au cas Riemannien, pour la segmentation. Dans le dernier chapitre sont présentés les résultats garantissant une segmentation pertinente et rapide des matrices de covariance. Ils sont obtenus après avoir déterminé les meilleurs paramètres de réglages des K-moyennes. Les résultats du clustering laissent apparaître que l'utilisation des images multimodales seules conduit à une segmentation optimale des singularités compactes. Ils montrent aussi l'importance de l'intégration des images texturales dans les jeux de modalités pour obtenir une meilleure segmentation des singularités de type région. Pour le grain du bois, une segmentation efficace est obtenue en utilisant les images texturales seules. Enfin, nous proposons d'appliquer les k-ppv dans la variété Riemannienne sur les modalités sélectionnées pour obtenir une segmentation plus précise
The work presented in this CIFRE thesis, associating CRAN and CRITT Bois for the ANR-OPTIFIN project, contributes to the development of an image processing chain for the texture segmentation of multimodal images of sawn oak timber pieces. The idea is to combine multimodal acquisition techniques in visible and near-infrared (NIR) range with texture analysis methods using covariance matrices and texture segmentation methods in the Riemannian manifold, for the detection of singularities and discrimination of wood grain. In the first chapter, we present a state of the art on automated inspection of wood pieces; with a special focus on hardwood species (e.g. oak) for which inspection is still an open problem. The second chapter deals with the implementation of the multimodal imagery platform (PIM) and the calibration of color, grayscale, direct and scatter images in the visible range and abundance maps, obtained from NIR hyperspectral images. We propose an original methodology for the scatter images by optimizing the acquisition parameters on sawn oak timber pieces. The third chapter concerns the study of the registration of monomodal and multimodal images and the application of a method for the suppression of their background. In the fourth chapter, we propose a texture analysis methodology based on the fusion of multimodal images and/or their textural images (LBP, nriLBP, GLCM and Gradient) by covariance matrices. We exploit the covariance matrices by K-means clustering andk-ppv supervised classification methods, extended to the Riemannian case, for segmentation. In the last chapter, we present results ensuring a relevant and fast segmentation of the covariance matrices. They are obtained after having determined the best parameters for the K-means setting. The clustering results show that the use of multimodal images alone leads to an optimal segmentation of compact singularities. They also show the importance of integrating textural images in the modality sets to obtain a better segmentation of regional type singularities. For wood grain, an efficient segmentation is obtained by using only textural images. Finally, we propose to apply k-ppv in the Riemannian manifold on the selected modalities to obtain a more accurate segmentation

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Mazet, Vincent. "Développement de méthodes de traitement de signaux spectroscopiques : estimation de la ligne de base et du spectre de raies." Phd thesis, Université Henri Poincaré - Nancy I, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011477.

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Abstract:

Cette thèse s'inscrit dans le cadre d'une collaboration entre le CRAN (UMR 7039) et le LCPME (UMR 7564) dont l'objectif est de développer des méthodes d'analyse de signaux spectroscopiques.

Dans un premier temps est proposée une méthode déterministe qui permet d'estimer la ligne de base des spectres par le polynôme qui minimise une fonction-coût non quadratique (fonction de Huber ou parabole tronquée). En particulier, les versions asymétriques sont particulièrement bien adaptées pour les spectres dont les raies sont positives. Pour la minimisation, on utilise l'algorithme de minimisation semi-quadratique LEGEND.

Dans un deuxième temps, on souhaite estimer le spectre de raies : l'approche bayésienne couplée aux techniques MCMC fournit un cadre d'étude très efficace. Une première approche formalise le problème en tant que déconvolution impulsionnelle myope non supervisée. En particulier, le signal impulsionnel est modélisé par un processus Bernoulli-gaussien à support positif ; un algorithme d'acceptation-rejet mixte permet la simulation de lois normales tronquées. Une alternative intéressante à cette approche est de considérer le problème comme une décomposition en motifs élémentaires. Un modèle original est alors introduit ; il a l'intérêt de conserver l'ordre du système fixe. Le problème de permutation d'indices est également étudié et un algorithme de ré-indexage est proposé.

Les algorithmes sont validés sur des spectres simulés puis sur des spectres infrarouge et Raman réels.

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Bensalem, Mohamed. "Développement d’imagerie THz de champs de teneur en eau et de température en vue de la caractérisation thermique et massique de coefficients de diffusions." Thesis, Bordeaux, 2018. http://www.theses.fr/2018BORD0176/document.

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Abstract:

Le mouvement d’humidité dans le réseau poreux de certains matériaux est très souvent à l’origine de phénomènes préjudiciables pour la durabilité des constructions du génie civil. C’est en particulier le cas pour le séchage du bois, générateur de fissures et de délaminations aux interfaces de collage, et pour le béton en situation d’incendie où le mouvement d’humidité peut induire des désordres irréversibles (écaillage). Le recours à des modèles prédictifs de ruine des structures nécessite donc la simulation du mouvement d’humidité au sein des matériaux. Ces modèles de transfert de masse et de chaleur sont sophistiqués et nécessitent d’être confrontés à des mesures afin d’être validés. Peu de techniques expérimentales existent pour mesurer les mouvements ou gradients d’humidité dans les réseaux poreux, en particulier en régime transitoire (séchage, incendie). Les techniques existantes sont de plus généralement coûteuses et imposent des conditions sévères de sécurité pour les chercheurs. L’objectif de la thèse est donc de mettre au point un dispositif de mesure de gradients d’humidité basé sur l’imagerie Térahertz. Il s’agit d’une technique de mesure relativement peu onéreuse et permettant de réaliser des mesures en régime transitoire. Un banc expérimental existant sera donc adapté à la mesure du champ d’humidité sur éprouvettes de bois en conditions thermo-hydriques variables, et sur éprouvettes de béton en situation de chauffage. Les résultats constitueront une base de données utile à la compréhension des phénomènes de dégradation des matériaux et seront directement utilisables comme outil de validation de modèles de calcul
The movement of moisture in the porous network of certain materials is very often at the origin of phenomena prejudicial to the durability of the constructions of the civil engineering. This is particularly the case for the drying of wood, which creates cracks and delaminations at bonding interfaces, and for concrete in situations of fire where the movement of moisture can induce irreversible disorders (chipping). The use of predictive models of structural ruin therefore requires the simulation of the moisture movement within the materials. These mass and heat transfer models are sophisticated and need to be confronted with measurements in order to be validated. Few experimental techniques exist to measure moisture movements or gradients in porous networks, especially in transient conditions (drying, fire). Existing techniques are often expensive and impose severe conditions of safety for the researchers. The objective of the thesis is therefore to develop a device for measuring gradients of moisture based on Terahertz imagery. This is a comparatively inexpensive measuring technique and makes it possible to carry out transient measurements. An existing experimental bench will therefore be adapted to the measurement of the moisture field on wood specimens under variable water-moisture conditions and on concrete specimens in a heating situation. The results will constitute a database useful for understanding the phenomena of degradation of materials and will be directly usable as a validation tool for calculation models

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Eren, Gönen. "3D scanning of transparent objects." Phd thesis, Université de Bourgogne, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00584061.

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Abstract:

Many practical tasks in industry, such as automatic inspection or robot vision, often require scanning of three-dimensional shapes with non-contact techniques. However, transparent objects, such as those made of glass, still pose difficulties for classical scanning techniques. The reconstruction of surface geometry for transparent objects is complicated by the fact that light is transmitted through, refracted and in some cases reflected by the surface. Current approaches can only deal relatively well with sub-classes of objects. The algorithms are still very specific and not generally applicable. Furthermore, many techniques require considerable acquisition effort and careful calibration. This thesis proposes a new method of determining the surface shape of transparent objects. The method is based on local surface heating and thermal imaging. First, the surface of the object is heated with a laser source. A thermal image is acquired, and pixel coordinates of the heated point are calculated. Then, the 3D coordinates of the surface are computed using triangulation and the initial calibration of the system. The process is repeated by moving the transparent object to recover its surface shape. This method is called Scanning From Heating. Considering the laser beam as a point heating source and the surface of the object locally flat at the impact zone, the Scanning From Heating method is extended to obtain the surface normals of the object, in addition to the 3D world coordinates. A scanner prototype based on Scanning From Heating method has been developed during the thesis.

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Dawoud, Galal Mouawad. "Système imageur panoramique infrarouge : étude et conception, acquisition et traitement numérique des images." Toulouse, ENSAE, 1993. http://www.theses.fr/1993ESAE0006.

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Abstract:

L’objectif de cette étude était la conception et la réalisation d'un imageur panoramique infrarouge performant et de coût réduit. L’utilisation d'un détecteur pyroélectrique, fonctionnant sans refroidissement, répond au problème posé. L’imageur est organisé autour d'un détecteur barrette a 16 éléments sur fluorure de polyvinylidene (PVDF) placé verticalement derrière une optique de focalisation, sur un plateau tournant qui assure le balayage sur un azimut de 360° à raison d'un tour par seconde. Une électronique à faible bruit, un circuit de multiplexage a 16 voies, un convertisseur analogique/numérique 12 bits et une carte d'interface, permettent d'effectuer le traitement des signaux en temps réel et le stockage des images sur un calculateur de type P. C. La caractérisation expérimentale de l'imageur qui a été construit, équipé pour les essais d'un détecteur pyroélectrique mono-élément (Li Ta O₃), a permis de confirmer une bonne sensibilité thermique avec un DTEB mesuré de 0,5 K à la température ambiante et d'autre part, une bonne résolution spatiale de 20 mrd a 50% de contraste avec une optique de Fresnel ouverte à f/D=1,2. Un logiciel de traitement d'images assurant un filtrage adaptatif suivant la méthode des moindres carrés a été développé et mis en œuvre sur le prototype. Une expérimentation en conditions réelles à l'extérieur, a permis d'obtenir la détection et la localisation d'un véhicule à une distance de 50 m.

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Kulikova, Maria. "Reconnaissance de forme pour l'analyse de scène." Phd thesis, Université de Nice Sophia-Antipolis, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00477661.

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Abstract:

Cette thèse est composée de deux parties principales. La première partie est dédiée au problème de la classification d'espèces d'arbres en utilisant des descripteurs de forme, en combainison ou non, avec ceux de radiométrie ou de texture. Nous montrons notamment que l'information sur la forme améliore la performance d'un classifieur. Pour ce faire, dans un premier temps, une étude des formes de couronnes d'arbres extraites à partir d'images aériennes, en infrarouge couleur, est eectuée en utilisant une méthodologie d'analyse de formes des courbes continues fermées dans un espace de formes, en utilisant la notion de chemin géodésique sous deux métriques dans des espaces appropriés : une métrique non-élastique en utilisant la reprèsentation par la fonction d'angle de la courbe, ainsi qu'une métrique élastique induite par une représentation par la racinecarée appelée q-fonction. Une étape préliminaire nécessaire à la classification est l'extraction des couronnes d'arbre. Dans une seconde partie, nous abordons donc le problème de l'extraction d'objets de forme complexe arbitraire, à partir d'images de télédétection à très haute résolution. Nous construisons un modèle fondé sur les processus ponctuels marqués. Son originalité tient dans sa prise en compte d'objets de forme arbitraire par rapport aux objets de forme paramétrique, e.g. ellipses ou rectangles. Les formes sélectionnées sont obtenues par la minimisation locale d'une énergie de type contours actifs avec diérents a priori sur la forme incorporé. Les objets de la configuration finale (optimale) sont ensuite sélectionnés parmi les candidats par une dynamique de naissances et morts multiples, couplée à un schéma de recuit simulé. L'approche est validée sur des images de zones forestières à très haute résolution fournies par l'Université d'Agriculture de Suède.

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Massip, Pierre. "Fusion de données : prise en compte des caractéristiques liées à l'imageur lors de la synthèse d'images multispectrales à haute résolution spatiale." Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2010. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00564814.

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Abstract:

Les satellites d'observation de la Terre (Quickbird, Ikonos, SPOT-5, PLÉIADES) fournissent des images de deux types : soit une image panchromatique à haute résolution spatiale mais basse résolution spectrale, soit une image multispectrale dont la résolution spatiale est inférieure d'un rapport 2 ou 4, mais avec une bonne résolution spectrale. Des méthodes permettant la fusion de ces deux types d'images existent, cependant il est encore possible d'améliorer la qualité des images synthétisées. Nos travaux visent à améliorer la qualité des images synthétisées par une meilleure prise en compte des caractéristiques de l'imageur comme ; la Fonction de Transfert de Modulation (FTM) et l'échantillonnage. Les travaux que nous avons menés sur l'impact du repliement de spectre présent dans les images MS ont mis en évidence que l'absence de repliement permet la suppression des artefacts visuels importants, mais les outils usuels d'évaluation de la qualité des images de fusion ne permettent pas la quantification des performances. La FTM caractérise la capacité de l'instrument à représenter un contraste en fonction de la fréquence spatiale. Celle-ci diffère entre les images PAN et MS. Nous avons proposé à partir de méthodes existantes, deux méthodes de fusion permettant de mieux prendre en compte la FTM et ainsi d'améliorer la qualité et les caractéristiques de l'image synthétisée.

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Ye, Jing. "Utilisation de mesures de champs thermique et cinématique pour la reconstruction de sources de chaleur thermomécaniques par inversion de l’équation d’advection-diffusion 1D." Thesis, Université de Lorraine, 2015. http://www.theses.fr/2015LORR0027/document.

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Abstract:

Ce mémoire aborde la question de la production d’observables intrinsèques au comportement thermomécanique des matériaux pour mieux en formuler les lois d’états. Ces observables sont les sources de chaleur thermomécaniques, activées par sollicitation mécanique. Ces sources peuvent être reconstruites dans l’espace et le temps par inversion de mesures de champs de température obtenus par thermographie IR. Nous présentons essentiellement deux méthodes développées lors de ce travail de thèse qui reposent sur des approches spectrales réduites (dont la décomposition sur Modes de Branche) et des inversions séquentielles (méthode de Beck) ou itératives (Gradient Conjugué). Concernant cette dernière, nous proposons d’y adjoindre une régularisation efficace en s’inspirant de techniques de filtrage par TSVD. S’agissant de matériaux sujets aux instabilités plastiques (PolyEthylène Haute Densité) pour lesquels les vitesses locales peuvent être non négligeables, l’inversion des mesures en température nécessite que l’on considère un opérateur d’advection-diffusion, qui impose alors l’apport d’une connaissance supplémentaire : le champ de vitesses locales. Celui-ci est mesuré par corrélation d’images 3D et nous détaillons le travail expérimental mené ainsi que les résultats obtenus sur des essais de traction pilotés par vidéo-extensométrie. Nous montrons que pour des essais quasi-statiques à vitesses relativement élevées, les effets d’advection sont généralement négligeables. Nous montrons également en quoi la richesse des informations thermomécaniques (Sources) et cinématiques (Taux de déformation, vitesses) permet de mieux comprendre la dynamique de l’instabilité plastique. Enfin nous critiquons les résultats obtenus sur la reconstruction de source par confrontation des deux algorithmes développés et par une analyse physique des phénomènes observés
This work concerns the way intrinsic observables can be produced, which are related to the thermomechanical behavior of materials and necessary for better formulation of state laws. These observables are Thermomechanical Heat Sources (THS) which are activated through mechanical excitation. These sources can be reconstructed both in space and time by the inversion of measured temperature fields obtained through IR thermography. We develop two main methods in this work which rely on spectral reduced approaches (one of them being the decomposition on Branch Modes) and both on a sequential inversion (Beck’s method) and an iterative one (Conjugated Gradient). Regarding the latter, we suggest to combine the standard approach with an efficient regularization method which comes from the filtering techniques based on TSVD. As we are concerned with materials which can be subjected to plastic instabilities (High Density PolyEthylene) for which local velocities of matter displacement can be non negligible, the inversion of the measurements must be performed with the advection-diffusion operator of heat transfer. It is then necessary to obtained additional knowledge: the velocity field. This one is measured by 3D Digital Image Correlation and we detail the experimental work we have carried out, which are based on tensile tests monitored with video-extensometry. We show that for quasi-static tests at relatively high strain rates, the advective effects are generally negligible. We also show the richness of the information brought by this dual thermomechanical (heat sources) and kinematical (strain-rates, velocities) information. It allows for a better understanding of the plastic instability (necking) dynamics. Lastly, we criticize the obtained results on THS reconstruction by the confrontation between the two algorithms and by a physical analysis of the observed phenomena

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Caborgan, Rodica. "Contribution à l’analyse expérimentale du comportement thermomécanique du caoutchouc naturel." Thesis, Montpellier 2, 2011. http://www.theses.fr/2011MON20203/document.

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Abstract:

Une analyse du comportement thermomécanique du caoutchouc naturel est réalisée en combinant deux techniques d'imagerie quantitative. La corrélation d'images visibles sert à estimer les déformations puis l'énergie de déformation alors que des images infrarouges permettent d'estimer, via l'équation de diffusion, les quantités de chaleur mise en jeu. La construction de bilans d'énergie montre alors l'importance relative des mécanismes dissipatifs et de couplage thermomécanique. A basse fréquence pour de faibles déformations, les résultats permettent de retrouver le fameux effet d'inversion thermoélastique. A déformation plus importante, les résultats montrent une compétition sur le plan énergétique entre élasticité entropique et mécanismes de cristallisation/fusion sous contrainte. Aucun effet dissipatif significatif n'est détecté à basse comme en haute fréquence alors que dans chaque cas, sur le plan mécanique, une aire d'hystérésis caractérise la réponse cyclique du matériau
An analysis of the thermomechanical behavior of the natural rubber is carried out by combining two quantitative imaging techniques. The digital image correlation of visible images is used to estimate the strain and then the deformation energy whereas infrared images make it possible to estimate, via the heat equation, the amounts of heat involved in the material transformation. The construction of energy balance enables us to determine the relative importance of the dissipative and thermomechanical coupling mechanisms. For low frequency and low extension ratio, the results show the famous thermoelastic inversion effect. From an energy standpoint, a competition between entropic elasticity and stress-induced crystallization/fusion mechanisms is observed for more significant extension ratios. No significant dissipative effect can be detected at low or high loading frequency whereas in each case, a stress-strain hysteresis characterizes the cyclic response of the material

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Nogueira, de Codes Rodrigo. "Vieillissements statique et dynamique et instabilités associées : expérimentation, modélisation et simulations numériques." Phd thesis, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00846955.

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Abstract:

L'objectif de cette thèse est d'étudier expérimentalement les phénomènes de vieillissement dus à la diffusion des atomes en solution dans les alliages d'aluminium et les instabilités qui leur sont associées comme le phénomène Portevin-Le Châtelier ou les bandes de Lüders et de proposer une modélisation de ces phénomènes dans le cadre de la thermodynamique des processus irréversibles. Une étude expérimentale détaillée est alors entreprise sur les alliages d'aluminium AA5083-H116 et AA5182-O. Le comportement du premier présente l'effet PLC de façon prononcée et les deux types d'instabilités sont observées simultanément pour le second. La corrélation d'images numériques et la thermographie infrarouge sont essentiellement employées pour détecter et caractériser les aspects spatiotemporels des instabilités observées. La déformation non homogène due à l'apparition et la propagation de bandes de localisation est mise en évidence. Ces bandes de déformation sont visualisées, permettant à leurs diverses caractéristiques (vitesse, orientation, largeur, vitesse de déformation à l'intérieur des bandes, augmentation de la température à l'intérieur des bandes) d'être mesurées sur des éprouvettes lisses (plates, cylindriques ou prismatiques). Dans le cas des éprouvettes plates, l'effet des épaisseurs de l'éprouvette a aussi été examiné. Les caractéristiques des bandes sont aussi analysées sur d'autres géométries d'éprouvette (entaillées avec divers types d'entailles) à des vitesses de déformation différentes pour exhiber leur morphologie en présence de chargements multiaxiaux. Des simulations non linéaires et tridimensionnelles ont été effectuées en utilisant le modèle de McCormick pour montrer comment la prise en compte des phénomènes de vieillissement, même partielle, permet de décrire les hétérogénéités et le mouvement des bandes de déformation ainsi que de prévoir leurs différentes caractéristiques. Enfin, en se basant sur les mécanismes physiques à la base des phénomènes de vieillissement et en soulignant les limites du modèle de McCormick, un modèle élasto-viscoplastique prenant en considération les phénomènes de vieillissement est proposé dans le cadre de la thermodynamique des processus irréversibles.

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Samaca, Martinez José Ricardo. "Analyse thermomécanique du comportement cyclique des élastomères par mesure de champs." Phd thesis, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01023976.

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Abstract:

De nombreux phénomènes à l'oeuvre dans le processus de déformation et d'endommagement des élastomères sont étudiés à partir de la réponse mécanique de ces matériaux. Cependant, la plupart de ces phénomènes dépendent de la température et ont des signatures calorimétriques qui pourraient permettre de mieux les comprendre. Dans le contexte industriel de la manufacture de pneumatiques, les élévations de température induites par le chargement peuvent fortement impacter les performances physiques des pneumatiques ainsi que la tenue en fatigue des constituants caoutchoutiques. L'objectif de cette thèse est donc de caractériser le comportement thermomécanique des élastomères chargés et non chargés sous divers types de chargement mécanique. Pour ce faire, des mesures de champs thermiques et cinématiques couplées ont été mises en oeuvre lors d'essais mécaniques à température ambiante. Dans un premier temps, des essais de traction uniaxiale sur éprouvettes indemnes ont permis de confirmer que l'hystérésis mécanique observée lors d'un cycle de traction sur un caoutchouc naturel non chargé est essentiellement due au phénomène de cristallisation et non à des phénomènes dissipatifs. Par ailleurs, la construction de bilans énergétiques sur un cycle mécanique a permis de distinguer la contribution des différents mécanismes dissipatifs (viscosité, effet Mullins) des couplages thermomécaniques (élasticité entropique, cristallisation). Dans un second temps, des essais de cisaillement pur ont été menés sur des éprouvettes préalablement entaillées. Les analyses thermomécaniques menées à l'échelle de la zone d'influence de la fissure ont montré que les phénomènes dissipatifs aux très grandes déformations ne s'expriment pas de la même manière qu'aux déformations plus faibles. En particulier, pour les mélanges considérés dans cette étude, les effets du couplage entropique et de la viscosité sont du même ordre à la décharge, si bien que le matériau n'absorbe pas de chaleur à la décharge. Ces résultats sont très prometteurs à la fois pour la compréhension des phénomènes physiques impliqués dans le processus de déformation et pour la modélisation du comportement thermomécanique des élastomères.

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Vasquez, Emilie. "Techniques statistiques de détection de cibles dans des images infrarouges inhomogènes en milieu maritime." Thesis, Aix-Marseille 3, 2011. http://www.theses.fr/2011AIX30001.

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Abstract:

Des techniques statistiques de détection d'objet ponctuel dans le ciel ou résolu dans la mer dans des images infrarouges de veille panoramique sont développées. Ces techniques sont adaptées aux inhomogénéités présentes dans ce type d'image. Elles ne sont fondées que sur l'analyse de l'information spatiale et ont pour objectif de maîtriser le taux de fausse alarme sur chaque image. Pour les zones de ciel, une technique conjointe de segmentation et détection adaptée aux variations spatiales de la luminosité moyenne est mise en œuvre et l'amélioration des performances auxquelles elle conduit est analysée. Pour les zones de mer, un détecteur de bord à taux de fausse alarme constant en présence d'inhomogénéités et de corrélations spatiales des niveaux de gris est développé et caractérisé. Dans chaque cas, la prise en compte des inhomogénéités dans les algorithmes statistiques s'avère essentielle pour maîtriser le taux de fausse alarme et améliorer les performances de détection
Statistical detection techniques of point target in the sky or resolved target in the sea in infrared surveillance system images are developed. These techniques are adapted to inhomogeneities present in this kind of images. They are based on the spatial information analysis and allow the control of the false alarm rate in each image.For sky areas, a joint segmentation detection technique adapted to spatial variations of the mean luminosity is developed and its performance improvement is analyzed. For sea areas, an edge detector with constant false alarm rate when inhomogeneities and grey level spatial correlations are present is developed and characterized. In each case, taking into account the inhomogeneities in these statistical algorithms is essential to control the false alarm rate and to improve the detection performance

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Besbes, Bassem. "Intégration de méthodes de représentation et de classification pour la détection et la reconnaissance d'obstacles dans des scènes routières." Phd thesis, INSA de Rouen, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00633109.

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Abstract:

Cette thèse s'inscrit dans le contexte de la vision embarquée pour la détection et la reconnaissance d'obstacles routiers, en vue d'application d'assistance à la conduite automobile.A l'issue d'une étude bibliographique, nous avons constaté que la problématique de détection d'obstacles routiers, notamment des piétons, à l'aide d'une caméra embarquée, ne peut être résolue convenablement sans recourir aux techniques de reconnaissance de catégories d'objets dans les images. Ainsi, une étude complète du processus de la reconnaissance est réalisée, couvrant les techniques de représentation,de classification et de fusion d'informations. Les contributions de cette thèse se déclinent principalement autour de ces trois axes.Notre première contribution concerne la conception d'un modèle d'apparence locale basée sur un ensemble de descripteurs locaux SURF (Speeded Up RobustFeatures) représentés dans un Vocabulaire Visuel Hiérarchique. Bien que ce modèle soit robuste aux larges variations d'apparences et de formes intra-classe, il nécessite d'être couplé à une technique de classification permettant de discriminer et de catégoriser précisément les objets routiers. Une deuxième contribution présentée dans la thèse porte sur la combinaison du Vocabulaire Visuel Hiérarchique avec un classifieur SVM.Notre troisième contribution concerne l'étude de l'apport d'un module de fusion multimodale permettant d'envisager la combinaison des images visibles et infrarouges.Cette étude met en évidence de façon expérimentale la complémentarité des caractéristiques locales et globales ainsi que la modalité visible et celle infrarouge.Pour réduire la complexité du système, une stratégie de classification à deux niveaux de décision a été proposée. Cette stratégie est basée sur la théorie des fonctions de croyance et permet d'accélérer grandement le temps de prise de décision.Une dernière contribution est une synthèse des précédentes : nous mettons à profit les résultats d'expérimentations et nous intégrons les éléments développés dans un système de détection et de suivi de piétons en infrarouge-lointain. Ce système a été validé sur différentes bases d'images et séquences routières en milieu urbain.

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Apatean, Anca Ioana. "Contributions à la fusion des informations : application à la reconnaissance des obstacles dans les images visible et infrarouge." Phd thesis, INSA de Rouen, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00621202.

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Abstract:

Afin de poursuivre et d'améliorer la tâche de détection qui est en cours à l'INSA, nous nous sommes concentrés sur la fusion des informations visibles et infrarouges du point de vue de reconnaissance des obstacles, ainsi distinguer entre les véhicules, les piétons, les cyclistes et les obstacles de fond. Les systèmes bimodaux ont été proposées pour fusionner l'information à différents niveaux: des caractéristiques, des noyaux SVM, ou de scores SVM. Ils ont été pondérés selon l'importance relative des capteurs modalité pour assurer l'adaptation (fixe ou dynamique) du système aux conditions environnementales. Pour évaluer la pertinence des caractéristiques, différentes méthodes de sélection ont été testés par un PPV, qui fut plus tard remplacée par un SVM. Une opération de recherche de modèle, réalisée par 10 fois validation croisée, fournit le noyau optimisé pour SVM. Les résultats ont prouvé que tous les systèmes bimodaux VIS-IR sont meilleurs que leurs correspondants monomodaux.

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Moustafa, Abdel Rahman. "Mesure thermographique des effets dissipatifs accompagnant le fretting : d'une construction rapide des cartes d'amorçage vers une meillleure compréhension des mécanismes d'endommagement." Thesis, Lyon, 2016. http://www.theses.fr/2016LYSEC012/document.

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Abstract:

This study is part of an original approach based on quantitative imaging techniques, such as Infrared Thermography, to study the damage under fretting loadings. The main objective was the establishment of new experimental method for a rapid determination of crack initiation conditions under fretting loadings, based on the analysis of the thermal signal. One other objective was the determination of the different heat sources in order to assess a local analysis of the fretting damage. This work underlined the great potential of Infrared Thermography to study this damage
Cette étude s'inscrit dans une approche originale basée sur des techniques d'imagerie quantitatives comme la thermographie infrarouge pour étudier l'endommagement sous chargement de fretting. Le premier objectif était de développer une méthode de construction rapide de carte de fretting basée sur l'analyse du signale thermique au cours d'essais de fretting. Un deuxième objectif était de déterminer les sources de chaleurs accompagnant le fretting pour une meilleure compréhension des mécanismes d'endommagement. Ce travail a souligné le grand potentiel de la thermographie infrarouge pour l'étude de c'est phénomènes

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CAILLAS, CLAUDE. "Une approche physique pour la comprehension des images infrarouges. Application a la robotique mobile en exterieur." Paris 11, 1994. http://www.theses.fr/1994PA112401.

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Abstract:

Nous analysons comment il est possible de retrouver les proprietes physiques d'objets a partir d'images infrarouges en exterieur. Nous calculons tout d'abord une expression analytique de la temperature d'objet de surface plane et horizontale. Ce calcul montre que le processus physique d'echanges de chaleur, a l'origine de l'image infrarouge, implique la reflectivite, l'emissivite et l'inertie thermique du materiau. Ce modele permet de calculer un parametre cle: l'inertie thermique. Le calcul analytique necessite de faire plusieurs hypotheses limitatives dont nous avons pu nous affranchir en developpant un modele numerique prenant en compte les donnees meteorologiques. Une methode d'inversion du modele permet alors de retrouver les trois parametres physiques de materiaux a partir d'une sequence d'images infrarouges. Des images intrinseques de reflectivite, d'emissivite et d'inertie thermique de la scene ont pu etre reconstruites montrant une bonne adequation avec la realite. Certaines erreurs dues aux non linearites du probleme inverse conduisent a la non unicite de la solution. Nous demontrons qu'un comportement thermique de corps donne peut provenir de differents triplets de parametres physiques lies au sein de relations dites d'invariance. Le modele numerique est complete pour prendre en compte l'orientation des surfaces qui joue un role important dans l'apparence des objets en infrarouge. Une methode est ensuite developpee pour retrouver simultanement les trois parametres physiques de materiaux et les angles d'azimuth et d'inclinaison de surface. Des resultats encourageants ont ete obtenus sur une scene composee de surfaces horizontales de sable et surface verticale de bois. A titre d'application pour l'exploration de la planete mars, nous montrons comment un robot a jambes peut utiliser l'information d'inertie thermique pour determiner les emplacements successifs de ses pieds et selectionner le type de materiaux a ramasser

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Madani, Tarik. "Identification expérimentale de comportements élastoplastiques de matériaux hétérogènes pour des sollicitations complexes." Thesis, Montpellier, 2015. http://www.theses.fr/2015MONTS173.

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Abstract:

Le présent travail de thèse fait suite à une première étude où une stratégie d’identification des paramètres et formes des lois de zones cohésives a été élaborée pour des matériaux homogènes. L’extension au cas de matériaux présentant des hétérogénéités nécessite d’accéder localement aux champs de contraintes.Ainsi, l’objectif principal de cette étude est de mettre au point une méthode de caractérisation locale des propriétés mécaniques et des contraintes. Cette méthode est basée sur l’erreur en relation de comportement combinée à l’exploitation de la richesse des mesures de champs cinématiques planes et plus particulièrement des champs de déformations, obtenus par dérivation numérique des champs de déplacements. Cette mesure cinématique est réalisée par une technique de corrélation d’images numériques enrichie.La méthode d’identification est basée sur la minimisation itérative d’une norme énergétique faisant intervenir le tenseur élastoplastique sécant. Différentes simulations numériques ont illustré la capacité de la procédure à identifier localement des champs de propriétés hétérogènes et sa robustesse et sa stabilité vis-à-vis du bruit de mesure, du choix du jeu de paramètres d’initialisation de l’algorithme et de la finesse du maillage.Pour finir, des essais plans avec différentes géométries d’éprouvettes ont été effectués et un essai a été mis au point pour obtenir de manière maîtrisée un état initial très hétérogène. Les résultats d’identification élastoplastique multilinéaire ont montré la capacité de la méthode à identifier les lois de comportements locales sur ce matériau hétérogène
The present work follows a first approach where a strategy for identifying the shape and the parameters of cohesive-zone laws has been developed for homogeneous materials. The extension of this method to heterogeneous material requires the knowledge of the local stress state.The study aims at developing a local characterization method for mechanical properties and stresses. This method is based on the constitutive equation gap principles and relies on the knowledge of mechanical kinematic fields and particularly of the strain fields. These fields are obtained by the numerical differentiation of displacement fields measured by digital image correlation.This identification method is based on the iterative minimization of an energy norm involving the secant elastoplastic tensor. Various numerical simulations were used to illustrate the performance of the procedure for locally identifying heterogeneous property fields, and to characterize its robustness and its stability with respect to noise to the values of the algorithm initialization parameter and to the mesh refinement.Finally, various experimental tests with different specimen geometries were performed and a test has been developed to obtain a controlled heterogeneous initial state. The multilinear elastoplastic identification results showed the ability of the method to identify the local behavior properties on heterogeneous materials

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Vinel, Adrien. "Caractérisation thermomécanique du comportement dynamique de métaux via mesures de champs ultra-rapides." Thesis, Ecole centrale de Nantes, 2022. http://www.theses.fr/2022ECDN0003.

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Abstract:

À ce jour, les moyens experimentaux et d’analyses permettant de caractériser le comportement visco-thermo-mécanique de matériaux soumis à des chargements extrêmes et complexes sont limités. Dans ce contexte, cette thèse propose de développer une stratégie originale alliant essais hétérogènes, mesure de champs ultra-rapide et reconstruction non-paramétrique de champs de contrainte.Les travaux de cette thèse reposent sur l’utilisation conjointe d’une caméra ultra-rapide (Cordin-580) et d’une caméra rapide infrarouge (Telops M3K), qui présentent à ce jour les meilleurs résolutions spatio-temporelles sur le marché, pour capturer les champs thermomécaniques au cours d’essais hétérogènes. Pour ce faire, des méthodes spécifiques sont développées afin d’évaluer avec une grande résolution spatiale les déformations (incertitude de 2mε) et les températures (incertitude de 0.3 ◦C) pour de grandes vitesses d’aquisition. Une campagne experimentale permettant de couvrir de larges gammes de déformation, vitesse de déformation, température ainsi que triaxialité en un seul essai, tout en s’assurant de leur mesurabilité est ensuite dimensionnée. Au final, l’essai proposé est analysé avec une méthode originale de reconstruction des champs de contrainte qui permet de caractériser en un seul essai la réponse visco-plastique d’un acier sur une plage de vitesse allant de 10 s−1 à 500 s−1 avec des incertitudes de 10%, tout en offrant des régimes de chargements qui sondent en partie la réponse au cisaillement et à la compression. L’évaluation conjointe de la température et des contraintes permet in fine l’évaluation locale de l’énergie qui permettra, à terme, d’établir en une poignée d’essai des modèles thermomecaniquement fondés
To this date, the experimental and analyticalnstrategies allowing to characterize the viscothermomechanical behaviour of materials subjected to extreme and complex loadings are limited. In this context, this thesis proposes to develop an innovative strategy combining heterogeneous tests, full-field measurements at ultra-high speed and a non-parametric stress field reconstruction method. The work of this thesis relies on the joint use of an ultra-high speed camera (Cordin-580) and a high speed infrared camera (Telops M3K), which present to date the best spatio-temporal resolutions of the market, to capture the thermomechanical fields during a heterogeneous test. To do so, dedicated methods allowing to measure with a high spatial sampling strains (uncertainty of 2mε) and temperatures (uncertainty of 0.3 ◦C) for high acquisition speeds are developed. An experimental campaign allowing to cover large ranges of strain, strain-rate, temperature and triaxiality in a single test, while ensuring their measurability is then designed. Finally, the proposed test is analysed with an original method of stress field reconstruction which allows to characterize in a single test the viscoplastic response of a steel over a range of strain-rate from 10 s−1 to 500 s−1 with uncertainties of 10%, while providing loading paths that partially cover the shear and compression response. The combined evaluation of temperature and stress fields allow the local evaluation of energy, which will likely allow in the near future thermodynamically based models to be established using a reduced number of tests

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Chanas, Laurent. "Méthodes variationnelles pour la restauration de séquences d'images dégradées : application aux images infrarouges éblouies par le laser." Cergy-Pontoise, 2001. http://biblioweb.u-cergy.fr/theses/01CERG0131.pdf.

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Abstract:

La restauration de séquences d'images fortement dégradées, c'est à dire contenant du bruit et des pertes d'informations, pose des problèmes difficiles que nous essayons d'aborder dans cette thèse. Dans un premier temps, nous présentons un état de l'art des méthodes existantes de restauration d'images et de séquences d'images. Ensuite, en utilisant l'approche variationnelle, nous proposons trois nouvelles énergies de restauration. La première est basée sur l'hypothèse que séquences d'images ont un fond fixe, et combine un filtrage temporel et une régularisation spatiale. L'intérêt de cette énergie est de pouvoir être minimisée en temps réel grâce au schéma numérique proposé. Ensuite, afin d'améliorer la qualité de restauration lorsque la séquence contient du mouvement, d'autres modèles sont utilisés. Le premier consiste à considérer une séquence d'images comme un volume de donnée continue par morceaux et l'énergie associée utilise une régularisation équivalente à une diffusion 3D anisotrope. Puis dans le cas des mouvements de grande amplitude, le modèle du flot optique est utilisé pour construire une énergie globale permettant de calculer le mouvement, débruiter les images, et reconstruire les zones détériorées en même temps. Des résultats sont présentés sur des images de synthèses et dans le cadre d'une application particulière qui est à l'origine de la thèse : les images issues de caméras éblouies par laser. Cette application a fait l'objet d'une étude de faisabilité, qui aboutit à un système de restauration temps-réel.

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Matallah, Noura. "Imagerie hyperspectrale par transformée de Fourier : limites de détection caractérisation des images et nouveaux concepts d'imagerie." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00585537.

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Abstract:

L'imagerie hyperspectrale est maintenant très développée dans les applications de télédétection. Il y a principalement deux manières de construire les imageurs associés : la première méthode utilise un réseau et une fente, et l'image spectrale est acquise ligne par la ligne le long de la trajectoire du porteur. La seconde est basée sur le principe de la spectrométrie par transformée de Fourier (TF). Certains des systèmes utilisés sont construits de manière à enregistrer l'interférogramme de chaque point de la scène suivant le déplacement dans le champ. Le spectre de la lumière venant d'un point de la scène est alors calculé par la transformée de Fourier de son interférogramme. Les imageurs classiques basés sur des réseaux sont plus simples à réaliser et les données qu'ils fournissent sont souvent plus faciles à interpréter. Cependant, les spectro-imageurs par TF fournissent un meilleur rapport signal sur bruit si la source principale de bruit vient du détecteur.Dans la première partie de cette thèse, nous étudions l'influence de différents types de bruit sur les architectures classiques et TF afin d'identifier les conditions dans lesquelles ces dernières présentent un avantage. Nous étudions en particulier l'influence des bruits de détecteur, de photons, des fluctuations de gain et d'offset du détecteur et des propriétés de corrélation spatiale des fluctuations d'intensité du spectre mesuré. Dans la seconde partie, nous présentions la conception, la réalisation et les premiers résultats d'un imageur basé sur un interféromètre de Michelson à dièdres statique nommé DéSIIR (Démonstrateur de Spectro-Imagerie Infrarouge). Les premiers résultats montrent, qu'en mode spectromètre simultané, DéSIIR permet la restitution du spectre avec les spécifications requises dans le cadre des applications recherchées, c'est-à-dire détecter avec une résolution d environ 25 cm-1 un object de quelques degrés plus chaud que le fond de la scène et présentant une signature spectrale entre 3 et 5 juin. En mode spectromètre imageur, après recalage des images, il est possible de reconstruire le spectre de chaque point de la scène observée.

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Malaplate, Alain. "Radiométrie infrarouge : Développement et validation de méthodes utilisant la bande [3-5um] pour la détermination des paramètres de surface à haute résolution spatiale." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2001. http://www.theses.fr/2001STR13227.

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Vavrek, Roland. "Les aspects astronomiques de l'analyse multifractale sur les images de point-sources : applications aux données DENIS/2MASS en infrarouge proche et aux sursauts Gamma de BATSE." Paris 7, 2001. http://www.theses.fr/2001PA077245.

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Wen, Shuang. "Identification expérimentale de modèles de zones cohésives à partir de techniques d'imagerie thermomécanique." Phd thesis, Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00854103.

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Abstract:

Ce travail porte sur l'identification de modèles de zones cohésives. Ces modèles, proposés initialement dans les années 60 sont maintenant intensivement utilisés dans les simulations numériques pour rendre compte de l'initiation et de la propagation de fissures pour différents matériaux et structures. L'identification de ces modèles reste encore aujourd'hui une problématique délicate. Les développements récents de techniques d'imagerie permettent d'accéder à des champs de mesures locales (e.g. déformation et température, ...). On se propose dans ce travail d'utiliser la richesse des informations issues de ces techniques d'imagerie pour mettre en place une procédure d'identification qui prenne en compte à la fois le développement de la localisation (effet de structure) mais aussi la nature des différentes irréversibilités mises en jeu (comportement thermomécanique). On s'intéresse à des comportements élasto-plastiques endommageables de matériaux ductiles. L'endommagement est associé à un comportement cohésif de l'interface entre les éléments volumiques supposés purement élasto-plastiques. La procédure d'identification comporte deux étapes. La première consiste à caractériser la forme et les paramètres de la loi cohésive sur des essais de traction standard à partir d'une analyse des champs mécaniques locaux. La seconde étape consiste à vérifier la cohérence thermo-mécanique du modèle identifié en confrontant les mesures calorimétriques déduites des champs de température aux les prévisions du modèle identifié. Cette méthode est appliquée avec succès sur différents matériaux ductile (acier Dual Phase et cuivre). Une attention particulière est portée sur la caractérisation de la longueur caractéristique associée aux modèles cohésifs. On montre que cette longueur peut-être corrélée à l'échelle d'identification des processus d'endommagement sousjacents. Ainsi les modèles cohésifs identifiés sont fournis au modélisateur avec l'échelle physique à laquelle ils résument l'endommagement volumique du matériau.

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Kuhn, Eric. "Contrôle non destructif d'un matériau excité par une onde acoustique ou thermique, observation par thermographie." Thesis, Paris 10, 2013. http://www.theses.fr/2013PA100177/document.

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Abstract:

Afin de pouvoir détecter un défaut dans un composite, plusieurs méthodes de contrôle non destructif ont été développées. Le but de ce travail est de localiser un délaminage dans un stratifié carbone / époxyde en utilisant deux méthodes : la thermosonique et la thermographie. La première méthode consiste en une excitation par ultrasons et une détection par caméra IR. Pour la seconde technique, le matériau est irradié par une onde thermique et la détection est aussi réalisée par une caméra IR. Afin de comparer les résultats obtenus, des tests par immersion ultrasons C-scan ont été réalisés sur les échantillons. Cette méthode permet d'obtenir une cartographie du délaminage présent dans le stratifié. Un algorithme de comparaison entre la détection du délaminage faite par les ultrasons C-scan et les deux méthodes a permis de révéler les différences de forme du défaut détecté. Différents traitements d'images ont été appliqués aux images IR obtenues : des analyses temporelles et des analyses spatiales/temporelles. L'étude de l'évolution instantanée ainsi que l'évolution globale de la température se sont révélées prometteuses pour la thermosonique. L'image la plus décorrélée obtenus par l'analyse en composante principales donne un résultat tout aussi satisfaisant pour cette méthode. Pour la méthode sans contact, la thermographie, l'étude de la phase a permis de révéler la forme du délaminage avec la même précision que la thermosonique.Une comparaison de ces deux méthodes a été réalisée afin de mettre en évidence leurs avantages et leurs inconvénients
To detect a defect in a composite, several methods of non destructive testing have been developped. The aim of this work is to find a delamination in polymer matrix laminates thanks to two methods : thermosonics and thermography. The first method consists of an ultrasonic excitation and a detection by an IR camera. For the second technique, the plate is irradiated with a thermal wave and the detection is also performed by an IR camera. To compare the results, ultrasonic immersion tests were performed on the samples. This method provides a map of the delamination in the laminate. An algorithm for comparing the detection of delamination made by the ultrasonic C-scan and both methods revealed differences in the shape of the detected defect. Several image processing have been applied to the IR images recorded : temporal analysis and spatial / temporal analysis. The study of the instant evolution and the global evolution of the temperature are promissing for thermosonics. The most uncorrelated image obtained by principal component analysis gives is satisfactory for this method. For thermography, the non contact method, the phase study revealed the shape of delamination with the same precision as thermosonics.A comparison between the two methods was realised to highlight their advantages and their drawbacks

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Kang, Seong Jun. "Contribution à l'étude du centre EL2 dans GaAs semi-isolant par photoextinction des images de transmission infra-rouge." Montpellier 2, 1990. http://www.theses.fr/1990MON20050.

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Abstract:

Cette etude presente une experimentation de photoextinction a basse temperature, dans le but d'etudier des images de transmission infra-rouge du centre el2 profond dans gaas semi-isolant. L'observation de la disparition macroscopique des details el2 dans les images reflete la caracteristique d'absorption el2. L'analyse detaillee montre, d'une part que la structure residuelle a l'etat de squelette persiste apres photoextinction a 80 t 120k et d'autre part que les mecanismes de transition lies a l'etat metastable el2* et de regeneration de l'etat normal el2 sont differents l'un de l'autre. Deux mecanismes distincts de transformation de el2 ont ete mis en evidence. Les images en contraste inverse, en bord de gap, sont obtenues a basse temperature. La bande d'energie de ces transitions est fixe alors que la bande interdite diminue lorsque la temperature diminue, ceci indique que ces transitions se font sur des niveaux localises non lies au reseau. On a clairement montre par l'image les concentrations de el2 et des impuretes par rapport a la structure cellulaire

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Caporossi, Jérôme. "Contribution à l'évaluation de segmentations dans un système de reconnaissance automatique par courbes splines : application à des images infrarouges de véhicules." Chambéry, 2002. http://www.theses.fr/2002CHAMS013.

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Liu, Chen. "Relationship of object surface geometry on Fourier-transformed phase and amplitude images in infrared thermography." Thesis, Université Laval, 2006. http://www.theses.ulaval.ca/2006/23720/23720.pdf.

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Maynadier, Anne. "Couplages thermomécaniques dans les alliages à mémoire de forme : mesure de champs cinématique et thermique et modélisation multiéchelle." Phd thesis, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01044998.

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Abstract:

L'utilisation croissante des Alliages à Mémoire de Forme (AMF) dans des structures de plus en plus complexes, notamment en vue d'applications médicales, rend nécessaire la compréhension des phénomènes régissant leur comportement et plus précisément la pseudo-élasticité. Le fort couplage thermomécanique, résultant de la transformation de phase martensitique, est un point clé de ce comportement. Les travaux de thèse présentés sont consacrés à l'étude et la modélisation de ce couplage. Tout d'abord, la transformation de phase martensitique provoque une déformation et une émission de chaleur couplées qui peuvent se localiser en bandes de transformation sous sollicitation uniaxiale. Une partie de cette thèse a été consacrée au développement de la Corrélation d'Images InfraRouge, qui permet à partir d'un unique film IR de mesurer conjointement, en une seule analyse, les champs cinématiques et thermiques discrétisés sur un même maillage éléments finis. Une application à l'analyse d'un essai de traction sur AMF de type NiTi a été réalisée. Le comportement pseudo-élastique a aussi été abordé d'un point de vue modélisation. Une large part de ce travail de thèse a donc été consacrée à l'élaboration d'un modèle multiéchelle et multiaxial, décrivant le comportement d'un VER à partir de la physique de la transformation martensitique à l'échelle de la maille cristalline. L'approche est inspirée de modèles multiéchelles développés pour la modélisation d'autres couplages multiphysiques et notamment magnéto-élastique. La troisième partie de cette thèse a été consacrée à l'élaboration d'un modèle de structure 1D sous traction uniaxiale. Dans un premier temps un modèle de thermique 1D ainsi qu'un modèle mécanique phénoménologique à seuils ont été développés. Les simulations rendent compte des phénomènes de transformation diffuse accompagnant l'élasticité puis de la transformation localisée. L'algorithme est notamment capable de gérer les deux sens de transformation. Ce modèle met en compétition les deux phénomènes transitoires de génération et évacuation de la chaleur par la transformation de phase et les échanges thermiques avec l'environnement. Ainsi, il est capable de reproduire la relation liant le nombre de bandes de transformation générées à la vitesse de sollicitation et aux conditions aux limites thermiques. Un travail été initié pour coupler ce modèle de structure et de gestion de la thermique au modèle monocristallin multiaxial. Sans encore reproduire la localisation de la transformation en bande, les simulations de traction montrent un hystérésis, issu des pertes thermiques dans l'air ambiant, bien que le modèle de comportement multiéchelle élémentaire soit écrit dans un cadre réversible, l'irréversibilité et la localisation étant avant tout des effets de transferts. Le couplage thermomécanique à la source des comportements si spécifiques des AMF que sont la super élasticité et la mémoire de forme ont donc été étudiés sous divers points de vue : expérimentalement, par l'établissement de modèles de comportement, par la simulation de structures 1D et des échanges thermiques mis en jeu. Les outils et modèles ont été appliqués à l'étude du Ni49,75at%Ti, support de ce travail, mais sont facilement adaptables à tout autre AMF. L'approche utilisée pour la modélisation multi-échelle peut être étendue à d'autres couplages, par exemple en cumulant les couplages thermo- et magnéto- mécaniques en vu de l'étude des Alliages à Mémoire de Forme Magnétiques par exemple.

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Dissertations / Theses on the topic 'Image infrarouge'

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