Contrôle non destructif par reconstruction en tomographie térahertz

non destructive testing by terahertz tomography

• Auteur / Autrice : Alexandre Duhant
• Direction : Olivier Strauss, Meriam Triki
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : SYAM - Systèmes Automatiques et Micro-Électroniques
• Date : Soutenance le 13/06/2019
• Etablissement(s) : Montpellier
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Information, Structures, Systèmes (Montpellier ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'informatique, de robotique et de micro-électronique (Montpellier ; 1992-....)
• Jury : Président / Présidente : Luca Varani
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Olivier Strauss, Meriam Triki, Luca Varani, Sabine Rolland du Roscoat, Dimitris Visvikis, Weidong Chen
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sabine Rolland du Roscoat, Dimitris Visvikis

Mots clés

Mots clés contrôlés

Ondes électromagnétiques

Tomographie

Mots clés libres

Tomographie

Terahertz

Modélisation

Tomography

Terahertz

Modelling

Résumé

La tomographie et ses algorithmes associés sont désormais bien connus dans le domaine des rayons X. En revanche tous ces outils s’appuient sur une modélisation qui diffère de celle qui pourrait être envisagée dans le domaine des ondes Térahertz (THz). On retrouve, dans l’état de l’art, des modèles de propagation de l’onde THz au sein d’un objet. Ces modèles génèrent une onde THz qui est soit éloigné d’une vérité terrain, soit d’une complexité algorithmique trop élevée pour être utilisée au sein d’une reconstruction tomographique dans des temps de calcul acceptables. Un des objectifs de ce travail de thèse est donc d’obtenir un modèle de propagation de l’onde THz permettant une meilleure modélisation du processus d’acquisition et pouvant être calculé dans des temps relativement courts. Lors de la mesure d’une projection d’un objet, le phénomène d’absorption n’est pas le seul phénomène responsable de l’atténuation de l’onde THz. Les phénomènes de réfraction et de réflexion sont aussi responsables d’une atténuation de l’onde THz mesurée. Lors d’une reconstruction tomographique THz, si ces phénomènes ne sont pas pris en compte, l’algorithme attribue cette atténuation au phénomène d’absorption. Cela se traduit par une reconstruction des coefficients d’absorption de l’objet éloignée de leur valeur réelle. Sous l’effet de ces phénomènes, le problème de la reconstruction tomographique THz est non linéaire. Cela empêche ainsi l’utilisation directe des méthodes de reconstruction classiques puisque ces méthodes impliquent que la relation liant un objet à ses projections soit linéaire.

Tomography and its associated algorithms are now well known in the field of X-rays. On the other hand, all these tools are based on a modeling that differs from which could be envisaged in the field of Terahertz (THz) waves. We find, in the state of the art, models of propagation of the THz wave within an object. These models generate a THz wave that is either far from a ground truth, or of an algorithmic complexity that is too high to be used within a tomographic reconstruction in acceptable computing times. One of the objectives of this thesis work is therefore to obtain a propagation model of the THz wave allowing better modeling of the acquisition process and which can be calculated in relatively short times. When measuring the projection of an object, the absorption phenomenon is not the only phenomenon responsible for the attenuation of the THz wave. The phenomena of refraction and reflection are also responsible for attenuation of the measured THz wave. During a THz tomographic reconstruction, if these phenomena are not taken into account, the algorithm attributes this attenuation to the absorption phenomenon. This results in a reconstruction of the absorption coefficients of the object far from their real value. Under the effect of these phenomena, the problem of THz tomographic reconstruction is non-linear. This prevents the direct use of classical reconstruction methods since these methods imply that the relationship between an object and its projections is linear.