Bibliographie & annexes
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Auteur(s)
-
Bertrand BOCQUET : Professeur à l’IUT A de l’Université des Sciences et Technologies de Lille
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Lire l’articleINTRODUCTION
La radiométrie est un terme assez large qui désigne la mesure de l’intensité du rayonnement électromagnétique qu’il soit ionisant ou non ionisant. Notre domaine d’intervention se situe au niveau des ondes électromagnétiques non ionisantes, où nous pouvons différencier deux domaines importants : les ondes optiques et les radiofréquences. Ce dernier domaine, moins développé que celui de l’optique, recèle cependant un potentiel important. Cela est particulièrement vrai dans le domaine des hyperfréquences ou micro-ondes (1 à 300 GHz). Cependant, compte tenu des longueurs d’onde utilisées, il apparaît des phénomènes de diffraction non négligeables. Aujourd’hui, les puissances de calcul nous permettent de prendre en compte des effets électromagnétiques complexes et d’avoir une information pertinente à partir des mesures.
Nous allons nous intéresser plus particulièrement à la détermination de la grandeur physique « température ». Le principe physique mis en œuvre pour ce type de mesure est le rayonnement électromagnétique d’origine thermique qu’émet tout corps dont la température est différente du zéro degré kelvin. L’intérêt principal de telles mesures est d’être non invasive sur des profondeurs bien plus élevées que celles de l’infrarouge.
L’objet de cet article est de montrer les potentialités d’une thermométrie par radiométrie micro-onde passive et la démarche permettant d’avoir accès à une information quantitative à distance de la température. Cette quantification aboutit au développement de thermomètres conduisant à une radiothermométrie en volume.
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- Version archivée 1 de oct. 1987 par Yves LEROY
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Applications médicales et industrielles3. Problème inverse en vue d’une radiothermométrie quantitative à distance
3.1 Nécessité d’un bon protocole de mesure et questions préliminaires
L’inversion des données radiométriques passives est une opération difficile car elle concerne l’inversion d’une équation intégrale, dite de Fredholm, où les solutions ne sont pas uniques. De plus, pour la plupart des applications qui nous concernent, le rapport signal à bruit S/B est relativement faible (il faut tirer de l’information même pour des niveaux de l’ordre de 10 dB) et peut déboucher sur une instabilité des solutions. Nous aboutissons alors à la résolution d’un problème dit « mal posé ». Deux critères sur trois (existence, unicité et stabilité) ne sont pas réunis pour avoir une inversion idéale au sens d’Hadamard [32]. Le premier critère qui concerne l’existence des solutions est forcément rempli, étant donné que nous avons un système physique. Par contre, pour les deux autres, ce n’est pas le cas :
-
les solutions ne sont pas uniques : il existe plusieurs gradients de température possibles pour une même mesure ;
-
une petite variation des données peut avoir une forte influence sur le résultat (problème du rapport S/B).
La connaissance des fonctions de pondération est nécessaire mais non suffisante pour déterminer la répartition de température. Ces considérations ne s’appliquent, en théorie, que lorsque les bandes passantes de tous les composants du système sont identiques. Les caractéristiques les plus importantes à connaître sont donc :
-
dans le cas d’un milieu à température uniforme, la caractérisation des pertes du câble et de l’antenne ;
-
dans le cas d’un milieu à température non uniforme et après étalonnage, il faut connaître les FPA et appliquer une méthode d’inversion.
La mesure ponctuelle en radiométrie n’est valable que dans les cas où la température du matériau est uniforme.
Dans le cas contraire, il existe un grand nombre de solutions possibles répondant à une mesure radiométrique. Prenons le cas de deux volumes thermogènes V1 et V2 chaud (différence de température positive par rapport à l’ambiante) et froid (l’inverse) placés symétriquement dans le diagramme de rayonnement des antennes. Dans ce...
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Problème inverse en vue d’une radiothermométrie quantitative à distance
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BRUHAT (G.) - Thermodynamique - . Éditions Masson, Paris, 1968.
-
(2) - BLANC (A.) - Rayonnement - . Édition Armand Collin, Paris, 1965.
-
(3) - BOSMA (H.) - On the theory of linear noisy systems - . Thesis, Technical University Eindhoven, 1967.
-
(4) - EVANS (G.), MC LEISH (C.W.) - RF Radiometer handbook - . Artech House Inc., 1977.
-
(5) - GUY (A.W.) - Electromagnetic fields and relative heating pattern due to a rectangular aperture source in direct contact with bilayered biological tissue - . IEEE Trans Microwave Theory Tech., vol. 19, pp. 214-223, 1971.
-
(6) - NEELAKANSTASWAMY (P.S.), GUPTA (K.K.), BANERJEE (D.K.) - A compact light-weight Gaussian-beam launcher for microwave exposure studies - . IEEE Trans. on Microwave Theory Tech., vol. 26, pp. 665-666, 1978.
- ...
ANNEXES
Applications télédétection
http://www.dlr.de/DLR-Homepage
http://www.ewh.ieee.org/soc/grss/ift/techbriefs.html
Laboratoire
http://www.iemn.univ-lille1.fr/recherche/recherche.htm
Applications en champ proche
http://www.vision.ic.ac.uk/noninvasive.htm
http://www.diel.univaq.it/research/?id_area=5&id_subarea=6#beginarea
http://www.phys.msu.su/#science ou http://hustle.phys.msu.su/work.html
http://www.resltd.ru/eng/radiometry/
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