Application à la micro-métrologie de la diffraction cohérente sur des centres aléatoires dispersés : 1- Interférométrie de speckle. 2- Granulométrie laser

Abstract

Cette thèse porte sur l’étude et le développement de deux dispositifs de mesure laser basés sur la diffraction cohérente. Nous avons exploité la diffraction sur des centres aléatoirement dispersés en surface (interférométrie de speckle) et en volume (granulométrie laser). Les caractéristiques du champ diffracté sont analysées au moyen de techniques modernes d’acquisition et de traitement d’images. Les principes à la base de deux développements ne sont pas nouveaux, mais les technologies ont été actualisées, avec pour résultat la réalisation de deux systèmes de mesure performants de faible coût. La première partie de la thèse présente les résultats des travaux sur l’interférométrie de speckle. Nous avons exposé les principes et méthodes de l’interférométrie digitale de speckle (DSPI) puis nous avons décrit en détail le principe de calcul de phase, la modulation de phase par diode laser accordable et les algorithmes utilisés pour extraire avec un maximum de précision les données métrologiques à partir des corrélorammes de phase. Une première application concernant l’étude thermomécanique d’un transistor de puissance est d’abord présentée. La deuxième application a concerné l’étude des propriétés mécaniques d’un biomatériau (dent). Une étude originale constitue le cœur de cette thèse. Il s’agit d’un développement original d’une méthode d’extraction plein champ de la composante de rotation d’une pièce mécanique dans son propre plan. Cette méthode fait usage de l’inclinaison d’un réseau de franges généré par changement de longueur d’onde de la source laser. La deuxième partie de la thèse présente les résultats des travaux sur le granulométrique laser. Nous avons exposé les méthodes numériques d’inversion et leurs développements récents pour remonter aux distributions granulométriques; la description du granulomètre expérimental, la calibration par diffraction sur un masque photogravé et des mesures granulométriques démonstratives sur une suspension de billes de latex et un échantillon de ciment.