Localisation : CICRP

Le système LIBS-Raman monté sur drone n’existe pas actuellement. Il va révolutionner la connaissance des biens culturels non mobiles ou de grande dimension, des dégradations et de leurs mécanismes, la restauration des grands objets du patrimoine, grâce à son association avec la photogrammétrie VIS-IR. Sa portabilité et son système unique de déplacement par drone permettra une analyse rapide et une cartographie approfondie sans échafaudage des zones identifiées par imagerie scientifique multibandes (VIS-IR) sur drone comme zones à documenter par analyses physico-chimiques. Grâce à cette photogrammétrie et à l’aide du même plan de vol automatisé, les analyses par LIBS-Raman vont permettre une cartographie des matériaux sur l’ensemble de la surface, avec une précision inférieure au demi-millimètre et en limitant l’échantillonnage : les informations de surface issues de ces analyses physicochimiques vont constituer des annotations sémantiques, qui seront propagées sur l’ensemble de la surface documentée.

Cette approche constitue une aide possible importante pour l’étude des biens culturels préalable à leur restauration, par une documentation exhaustive, qui va limiter fortement l’échantillonnage des surfaces, en particulier des sculptures et décors peints, et conduire à un gain de temps très important lors de l’investigation, du fait de l’absence de recours à un échafaudage.

L’évolution de l’ensemble de la surface d’un bien culturel pourra aussi être suivie dans le temps. Elle sera complémentaire aux autres méthodes développées à Espadon (thermographie IR haut débit, imagerie photoacoustique, systèmes analytiques des WG1 et 3).

Localisation : CICRP

La caméra acquise est une caméra portable FLIR X6981 SLS, caméra à haute fréquence (1000 Hz en pleine résolution), qui fonctionne dans le domaine des longues longueurs d’ondes (7 à 15 µm).

La mise en œuvre de la thermographie IR à haute vitesse, en mode stimulé et combinée à la photogrammétrie, a pour objectifs de comprendre et mieux suivre certains processus se produisant en subsurface des biens culturels et à l’échelle micrométrique à millimétrique (ex. : processus de cristallisation des sels, réponse de la surface à certains changements (humidité …), mise en évidence de défauts au sein de couches picturales etc.), afin de mieux évaluer leurs conséquences en termes de conservation. Elle permettra de suivre les processus de dégradation affectant la surface ou se produisant sous la surface des biens culturels (par exemple, les peintures murales ou sur bois, les pierres du bâti ou des sculptures), ce dans leurs premières étapes de développement et en relation avec les variations d’humidité. Couplée à la photogrammétrie, elle permettra également de suivre avec précision la propagation de l’énergie thermique à faible profondeur à l’aide du nouveau prototype portable “Thermoart”, qui doit permettre de synchroniser le mode de stimulation de la surface étudiée avec l’acquisition des données par la caméra. Ce mode d’acquisition devrait ainsi faciliter la détection des couches successives (peinture, traitements de conservation, etc.) et de déterminer leur épaisseur sans échantillonnage.

Elle sera complémentaire aux autres méthodes développées dans Espadon (3D Terahertz temps de vol, imagerie photoacoustique, vibrométrie, imageur gonio hyperspectral).

Localisation : LRMH

L’imagerie THz est une technique qui permet de visualiser les différentes strates au sein de la matière comme par exemple les sous-couches sur une peinture murale, grâce à la détection et l’interprétation de la part réfléchie de l’onde THz émise. Comme beaucoup de système d’imagerie utilisé in situ, un des problèmes majeurs du système actuel est la profondeur de champ de l’optique associée. Ainsi le système actuel est très sensible à la forme de la surface analysée le rapport signal sur bruit s’en trouvant fortement réduit. Le bénéfice d’un système assurant une distance focale constante entre la cible et l’optique associée permettrait de s’affranchir de ce type de problème.

De même, le recalage des images avec leur position sur une surface pluri métrique voir monumentale peut parfois s’avérer difficile. Pour s’affranchir de ce problème, deux pistes seront explorées concomitamment :

• en prenant appui sur une reconstruction 3D des surfaces en haute résolution permettant, a minima, un recalage des images 3D obtenue par THz. Cette stratégie sera explorée avec pour objectif secondaire d’aboutir à la mise au point d’une procédure métrologique spécifique pour les imageurs THz prenant en compte l’impact de la rugosité sur la forme du signal [3].
• en associant au bâti de la platine motorisée un capteur haute résolution permettant de géolocaliser de façon pérenne la mesure réalisée. Cette information permettra de rendre l’analyse complètement intégrable dans un système d’information géographique et d’accroître l’interopérabilité.

La mise au point de la plateforme mobile intégrant les autres méthodes dans Espadon fournira une connaissance plus fine des morphologies d’endommagement des matériaux et d’éléments de structures du patrimoine, au travers d’analyses non intrusives et non destructives. La formulation de diagnostics dans un cadre préventif ou d’éventuelles interventions de restauration pourra prendre un nouveau sens en accédant à des informations jusqu’ici non disponibles.

Localisation : CICRP

La plateforme de résonance acoustique permet, à l’échelle du laboratoire, de comprendre les mécanismes de dégradation des matériaux inorganiques du patrimoine et leur relation avec les défauts macroscopiques. La résonance non linéaire permet de corréler de façon non destructive les propriétés mécaniques et les évolutions microstructurales sur des échantillons carottés.

La photoacoustique 3D consiste à imager sans contact, dans le volume, les propriétés mécaniques d’une œuvre in situ. La photogrammétrie permet de construire un modèle géométrique 3D de l’œuvre. Un système laser/laser permet de générer et recevoir des ondes acoustiques se propageant dans le volume. La combinaison du modèle géométrique 3D et des données issues des mesures acoustiques permet de reconstruire l’image 3D des propriétés mécaniques. Le diagnostic est enfin bâti à partir de la connaissance des mécanismes de dégradations identifiés en laboratoire par résonance acoustique.