Tomographie par cohérence optique spectroscopique en plein champ : application à l'analyse des pigments des couches picturales - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2012

Spectroscopic optical coherence tomography : application to the analysis of pigments from pictural layers

Tomographie par cohérence optique spectroscopique en plein champ : application à l'analyse des pigments des couches picturales

Résumé

The knowledge of materials used in art works helps for their conservation. Optical coherence tomography (OCT) is a technique that was first developed for imaging in biological tissues. In this workit has been applied to the study of pigments in painting layers by the mean of the recent developmentof spatially resolved spectroscopic OCT. Our device is a time domain en face OCT, using a Mirau objective and a visible light source. We found that the optical system introduces aperture effects leading to spectral translation of the measured spectra towards higher wavelengths. We defined a general protocol in order to correct this effect that we used successfully for the measurement of the reflectivity of several gold samples. Pigments are made of scattering particles with randomly shape and micrometric size. Based on theorical and experimental considerations of spherical particles, we show that OCT spectroscopic measurements are morphology-dependent. The strong spread of the results recorded on a sample makes impossible the distinction between two particles of different materials. However, we showed that calculating the average over a large number of particles leads to distinguish two layers juxtaposed or overlaid, which has been verified experimentally with yellow and red pigments. Thus, coupling spectroscopic analysis with 3D imaging improves sample characterization
La connaissance des matériaux de l'art participe à la conservation et à la restauration des oeuvres du patrimoine. A cette fin la tomographie par cohérence optique (OCT), technique d'imagerie interférentielle développée initialement pour l'étude des tissus biologiques, a été détournée ici de son application première pour l'étude des pigments des couches picturales en utilisant l'extension récente de l'OCT à la spectroscopie par transformée de Fourier résolue spatialement. Nous disposons d'un dispositif OCT plein champ fonctionnant dans le domaine temporel, utilisant un objectif de Mirau et une source émettant dans le domaine du visible. Le système introduit des effets d'ouverture conduisant à décaler les spectres vers les grandes longueurs d'onde. Après avoir défini un protocole nous permettant de corriger ces effets, nous avons validé avec succès la mesure de réflectivité d'échantillons d'or plans. Les particules de pigments sont des particules diffusantes et absorbantes de forme et de taille aléatoires de l'ordre du micromètre. A partir du cas sphérique nous avons établi théoriquement et expérimentalement que la mesure spectrale par OCT dépend des caractéristiques morphologiques de chaque particule analysée. La dispersion des mesures au sein d'un échantillon rend alors impossible la distinction de deux particules de matériaux différents. Cependant, le calcul de la moyenne sur un grand nombre de particules de même type permet de discriminer deux couches juxtaposées ou superposées, ce qui a été vérifié expérimentalement sur pigments jaunes et rouges. En couplant l'analyse spectroscopique à l'imagerie, on améliore ainsi la caractérisation d'un échantillon
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Dates et versions

tel-00833277 , version 1 (12-06-2013)

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  • HAL Id : tel-00833277 , version 1

Citer

Antoine Morin. Tomographie par cohérence optique spectroscopique en plein champ : application à l'analyse des pigments des couches picturales. Optique / photonique. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2012. Français. ⟨NNT : 2012PAO66257⟩. ⟨tel-00833277⟩
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