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Optimisation de l'imagerie @ New AGLAE - Application à l'étude non destructive des dépôts présents sur les vitraux de Notre-Dame

par Astrid Tazzioli

Projet de thèse en Chimie Analytique

Sous la direction de François Mirambet.

Thèses en préparation à l'Université Paris sciences et lettres , dans le cadre de École doctorale Chimie physique et chimie analytique de Paris Centre (Paris ; 2000-....) , en partenariat avec Institut de Recherche de Chimie Paris (laboratoire) , Physicochimie des Matériaux Témoins de l'Histoire (PCMTH) (equipe de recherche) et de École nationale supérieure de chimie (Paris) (établissement opérateur d'inscription) depuis le 01-04-2022 .


  • Résumé

    Depuis l'installation de l'Accélérateur Grand Louvre d'Analyse Elémentaire, l'équipe AGLAE a développé ses propres outils d'acquisition et de traitement des données spécifiques aux objets du patrimoine et aux besoins des chercheurs venant soumettre leurs objets au faisceau de particules. Des outils de cartographie d'information quantitative à partir des spectres PIXE et RBS permettent une imagerie complémentaire et systématique. La méthodologie consiste à traiter chaque spectre PIXE ou RBS contenu dans chaque pixel au moyen d'un moteur de calcul. Une information quantitative est alors extraite pour chaque spectre traité et la répartition spatiale de celle-ci est reconstruite. Ce projet de thèse a pour objectif d'optimiser l'imagerie issue des produits de l'interaction particules/matière afin d'apporter des éléments de réponse aux problématiques des objets du patrimoine et en particulier des vitraux. Il s'agira, d'une part, d'optimiser le Total-IBA déjà pratiqué à AGLAE et, d'autre part, de développer la tomographie RBS. L'optimisation du Total-IBA consisterait à la mise en place d'un traitement automatique des données. En effet, une segmentation appropriée d'une cartographie PIXE en fonction de la répartition spatiale des éléments chimiques et de leur ratio permettrait de regrouper des pixels de composition proche afin de construire les cibles virtuelles correspondantes pour le RBS. Le même travail peut s'effectuer sur la cartographie RBS acquise simultanément, rendant possible un affinement des cibles précédentes. La cartographie RBS permet de représenter les profils de concentration en profondeur des éléments chimiques. L'ajout d'un détecteur de particules rétrodiffusées à un autre angle de détection apportera des informations complémentaires qui permettront d'affiner les modèles de matériaux complexes, notamment les vitraux de Notre-Dame et les dépôts présents. A notre connaissance, il n'existe pas de logiciel disponible pour combiner ces données et en construire une image. L'objectif est donc de développer ensemble un tel outil et en particulier les algorithmes associés.

  • Titre traduit

    Optimization of imaging @New AGLAE – Application to the non-destructive study of the deposits present on the stained-glass windows of Notre-Dame


  • Résumé

    Since the Accélérateur Grand Louvre d'Analyse Elementaire was set up, the AGLAE team has developed its own data acquisition and treatments programs, especially adapted to cultural objects and the needs of researchers for ion beam analyses. Informative quantitative cartography tools from PIXE and RBS spectra provide a complementary and comprehensive imaging. It consists in treating each PIXE or RBS spectrum contained in each pixel thanks to a computation engine. Quantitative information is given for each treated spectra and spatial repartition is reconstructed. This thesis projects aims in optimizing the imaging coming from particles-matter interaction products to give some answers to cultural heritage questions, especially concerning stained glass windows. On the one hand, Total-IBA would be optimized and on the other hand, RBS tomography would be developed. Total-IBA optimization will consist in an automatic treatment of spectra. A suitable segmentation of PIXE cartography according to spatial repartition of the chemical elements and their ratio would provide gathering pixels with close compositions in order to build virtual targets for RBS. The same thing could be done for RBS cartography simultaneously acquired to have more precise targets. RBS cartography gives concentration profiles with spatial repartition of the chemical elements. Adding a RBS detector at another detection angle will provide complementary information to improve results for complex materials, such as the deposits on stained glass windows of Notre-Dame. To our knowledge, no available software exists to combine data and make an image. The aim is to develop this tool and the associated algorithms.