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RÉSUMÉ
L’interférométrie holographique est une méthode de visualisation globale sans contact, capable de donner une idée très précise du comportement réel d’un ensemble mécanique ou d’un phénomène physique sans le perturber. Capable de réaliser des mesures quantitatives des phénomènes tridimensionnels statiques ou dynamiques, cette technique se montre donc très performante pour conduire une analyse vibratoire. L’évolution vers le numérique et les progrès dans le traitement informatique des images holographiques lui promettent un bel avenir dans la mesure de l’intensité vibratoire.
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Paul SMIGIELSKI : Docteur ès sciences - Ingénieur de l’École Supérieure d’Optique (ESO) - Président de Rhenaphotonics Alsace
INTRODUCTION
L’étude du comportement de matériaux et de structures soumis à des contraintes dynamiques ou l’analyse des déformations de machines en fonctionnement (moteur d’automobile, par exemple) se fait habituellement à l’aide de capteurs permettant une mesure ponctuelle avec contact très sensible (accéléromètres, jauges de contrainte...). La validation de codes de calculs par ce type de capteurs peut parfois se révéler erronée.
L’utilisation de capteurs optiques ponctuels sans contact est un progrès dans la qualité de la mesure. Mais il serait trop onéreux de trop les multiplier. On opère donc par balayage, ce qui restreint le domaine des applications. De plus, la mesure en des endroits non directement accessibles est difficile et nécessite l’usage de fibres optiques.
Les méthodes optiques globales, interférométriques ou holographiques, quoique moins sensibles (0,01 à 0,1 µm) que les méthodes ponctuelles, semblent les mieux adaptées à l’étude des déplacements dynamiques, notamment sur des corps en rotation ou lorsque l’on désire une grande résolution temporelle. Souvent, elles seront associées à une méthode ponctuelle (vibrométrie laser, par exemple), complémentaire, permettant la synchronisation du laser.
L’étude des phénomènes dynamiques en fonction du temps se fait aisément « en continu » avec des capteurs ponctuels. Avec l’holographie, on opère par échantillonnage à l’aide de la cinéholographie (voir paragraphe 6). Les objets non accessibles directement à l’observation seront étudiés par endoscopie holographique (voir paragraphe 5).
Dans cet article, nous présenterons la caractérisation des vibrations par interférométrie holographique et de speckle.
VERSIONS
- Version courante de déc. 2020 par Pascal PICART, Paul SMIGIELSKI
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8. Conclusion
L’interférométrie holographique, avec son évolution vers le numérique, et l’interférométrie de speckle seront dans l’avenir des méthodes de choix pour l’analyse vibratoire. Les développements devront se faire vers plus de compacité des matériels pour une mobilité plus grande, vers l’analyse de grandes surfaces et vers le temps réel. Ces développements seront tributaires des progrès réalisés dans les domaines du laser (augmentation des cadences des lasers pulsés et de l’énergie par impulsion), de l’informatique (augmentation de la rapidité du traitement de grandes quantités d’informations), des détecteurs photosensibles (augmentation de la cadence, de la sensibilité et de la capacité de transfert ultra-rapide de l’information).
La haute résolution spatiale et temporelle de l’holographie, sa capacité à restituer le relief des objets, ouvrent la porte à des mesures industrielles de l’intensité vibratoire et de sa divergence comme aucune autre technique ne peut le faire, avec des applications à la réduction des bruits de structures.
Enfin, dans le futur un peu plus lointain, on pourra se passer du laser en calculant les hologrammes à partir d’images 2D de l’objet éclairé en lumière naturelle.
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - SMIGIELSKI (P.) - Interférométrie holographique. Principes. - Traité Sciences fondamentales AF 3 345. Techniques de l’Ingénieur éd., Paris (1998).
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(2) - SMIGIELSKI (P.) - Holographie industrielle. - Teknéa éd., Toulouse (1994).
-
(3) - FAGOT (H.), SMIGIELSKI (P.) - Cinéholographie et interférométrie. - CR Acad. Sc. Paris, t. 302, vol. II, no 4 (1986).
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(4) - DISCHLI (B.), FAGOT (H.), SMIGIELSKI (P.), DIARD (A.) - Interferometric cineholography on 126-mm film at 25 Hz with the help of two pulsed YAG lasers. - 3rd French-German Congress on Applications of Holography, Saint-Louis (F), 20-22 nov. 1991.
-
(5) - SMIGIELSKI (P.) - Cineholography in non-destructive testing. - Invited critical review paper, OE/TECHNOLOGY’92 SPIE Congress, Conference on Optical Inspection and Testing, Boston. Proceedings SPIE CR 46, 18 nov. 1992.
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