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Paul SMIGIELSKI : Docteur ès sciences - Ingénieur de l’École supérieure d’optique (ESO) - Attaché à la Direction Scientifique de l’Institut franco-allemand de Recherches de Saint-Louis - Cofondateur d’HOLO3 - Professeur conventionné à l’École nationale supérieure de physique de Strasbourg (ENSPS) - Université Louis-Pasteur de Strasbourg
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Plusieurs laboratoires furent à l’origine en 1965 de l’interférométrie holographique et du véritable départ de l’holographie dans l’industrie. Les chercheurs constatèrent qu’un déplacement trop important de l’objet (ou de tout autre élément du montage), pendant l’enregistrement de l’hologramme, entraînaît l’apparition de franges d’interférence sombres et claires parasites sur l’image restituée, pouvant altérer complètement celle-ci. Pour obtenir un hologramme de bonne qualité, il fallait donc éliminer ces franges parasites, en assurant une stabilité suffisante de l’objet et des différents éléments du montage pendant le temps d’exposition. Mais, d’un autre côté, ces franges d’interférences parasites pouvaient être exploitées et donner de précieux renseignements quantitatifs sur les déplacements qui leur avaient donné naissance. Un défaut majeur pour un hologramme image devenait très intéressant pour les applications industrielles.
Tout ce qui se déforme dans la nature est « a priori » susceptible d’être analysé par interférométrie holographique : de la déformation d’un tympan sous l’effet d’un bang d’avion supersonique à la déformation des éléments d’un moteur en fonctionnement, en passant par la croissance d’un cristal ou par les variations de densité de l’air autour d’un profil d’aile d’avion.
Dans cet article, nous allons traiter aussi bien les aspects physiques que théoriques de l’interféromètrie holographique, en donnant ensuite un aperçu sur les applications.
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3. Interférométrie holographique en temps réel
3.1 Aspects physiques
L’interférométrie holographique en temps réel est utilisée en laboratoire, dans un environnement très stable, avec l’aide en général d’un laser à émission continue. Elle consiste :
à enregistrer l’onde lumineuse diffusée par un objet au repos (figure 5 a ) ;
à remettre exactement en place (à une fraction de longueur d’onde près), après développement, l’hologramme dans le montage holographique d’enregistrement (à moins que le développement ait été effectué sur place comme dans le cas de l’utilisation de films thermoplastiques, de cristaux photoréfractifs ou de certains photopolymères.
Dans ces conditions, si l’on regarde à travers l’hologramme, on observe (cf. figure 5 b ) :
-
l’objet lui-même éclairé par le faisceau d’éclairage ;
-
l’image holographique de l’objet au repos restituée par l’hologramme.
On fait ainsi interférer l’onde diffusée à l’instant t par l’objet réel Σ t avec l’onde ΣO diffractée par l’hologramme de l’objet au repos qui sert de référence. Si l’objet se déplace ou se déforme, des franges d’interférence apparaissent, caractéristiques des déplacements ou des déformations de l’objet. On suit l’évolution de ces franges en temps réel, avec l’œil ou à l’aide d’une caméra si l’objet évolue trop vite.
Cette technique, couplée à la stroboscopie, est particulièrement intéressante pour la visualisation des modes de vibration de structures excitées sinusoïdalement et pour la détermination des fréquences propres. Elle est utilisée industriellement à la SNECMA pour l’étude vibratoire d’éléments de moteurs d’avions.
La mise en œuvre de cette méthode est beaucoup plus délicate que celle de la double exposition.
En...
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BIBLIOGRAPHIE
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(2) - BROOKS (R.E.), HEFLINGER (L.O.), WUERKER (R.F.) - Interferometry with a holographically reconstructed comparison beam. - Appl. Phys. Lett., 7, p. 248-249 (1965).
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(6) - OSTROVSKY (Y.I.), SHCHEPINOV (V.P.), YAKOVLEV (V.V.) - Holographic interferometry in experimental mechanics. - Springer...
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