Résumé de la thèse

Le but de la thèse était de doter la métrologie française d’un instrument de référence dédié à la caractérisation métrologique des propriétés réflectives des objets qui, du point de vue de l’apparence, sont à l’origine des sensations de couleur, de brillant, de texture, de translucidité, etc. Il s’agissait de concevoir, réaliser et mettre au point un dispositif de mesure de la fonction de distribution bidirectionnelle du coefficient de luminance d’une surface plane (BRDF). La BRDF est la grandeur physique qui caractérise intégralement la réflexion lumineuse à la surface d’un matériau. En cela, sa mesure s’inscrit comme un outil indispensable pour la mesure de l’apparence car elle permet de connaître en détail le signal qui entre dans l’œil. Certaines surfaces présentent une apparence pigmentée, métallisée, nacrée ou encore interférentielle, ces surfaces, dites « goniochromatiques », ont la capacité de changer d’apparence en fonction de l’angle d’observation. Pour les caractériser, il est impératif d’effectuer une mesure de BRDF sous plusieurs conditions d’observation et d’illumination. L’outil de mesure de la BRDF est un gonioréflectomètre, dédié à des mesures dans le domaine spectral UV – Visible (250 nm – 900 nm). Le montage expérimental consiste en deux lignes distinctes. La première, appelée voie spectrale, est dédiée à l’étude de la couleur. Elle est constituée d’une illumination fixe, assurée par une lampe à décharge de xénon filtrée par un monochromateur puis focalisée sur la surface étudiée. La détection mobile, est assurée par un système optique constitué de lentilles et de miroirs qui servent à renvoyer la lumière réfléchie par la surface sur la photodiode. La deuxième ligne, appelée voie spatiale, est dédiée à l’étude du brillant. Elle requiert une résolution angulaire qui égale l’acuité visuelle de l’œil humain (0,03°) ; cette partie apporte toute l’originalité de l’instrument. Sur cette voie, la détection est fixe et est basée sur la combinaison d’une optique de Fourier et d’une caméra CCD (512×512 pixels). L’illumination est mobile et est assurée par une lampe incandescente à filament de tungstène collimatée sur l’échantillon. Les deux lignes partagent un robot porte-échantillon qui offre six dégrées de liberté et qui sert à reproduire toutes les directions d’illumination et d’observation au-dessus de l’échantillon.

Texte intégral

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