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Mariem El Afrit


Sujet de thèse :

Unification des algorithmes de traitement et de reconstruction des images optiques et chimiques pour la fusion des données 2D et 3D issues des tomographies X, RPE et optiques des objets du patrimoine.

Contexte :

La tomographie par rayons X est une méthode bien connue, mais l'obtention d'images 3D par l'assemblage d'images 2D reste délicate, et doit non seulement être adaptée à chaque appareil mais aussi aux contraintes des objets étudiés (fragilité, disponibilité temporelle, etc.) Le C2RMF dispose d'un scaner X avec une tension pouvant atteindre 400kV, qui permet d'imager des objets de taille raisonnable contenant du métal, tel ceux en bronze. Toutefois, le processus d'obtention des images 3D est pour l'instant lourd et pas du tout optimisé. Par ailleurs, il n'existe pas de nomenclature des objets numériques 3D ainsi obtenus, et par conséquent pas de plateforme permettant à tous les acteurs de manipuler les images lors d'une étude scientifique.

La Résonance Paramagnétique Électronique (RPE) est une méthode de résonance magnétique semblable dans son principe à la Résonance Magnétique Nucléaire mais qui est sensible aux électrons et non aux noyaux. Quand un composé se caractérise par l'existence d'un ou plusieurs électrons non appariés dans l'orbitale externe, cela conduit à l'existence d'un spin électronique non nul et donc d'un moment magnétique qui permet la détection par résonance
magnétique. La RPE est ainsi capable de détecter des espèces chimiques qui sont invisibles pour les autres méthodes, que ce soit la RMN ou les rayons X. En utilisant un gradient de champ magnétique, on est aussi capable en RPE d'obtenir une cartographie des espèces paramagnétiques dans un objet étudié, ce qui permet de réaliser des images à deux ou trois dimensions avec une résolution pouvant raisonnablement atteindre aujourd'hui le millimètre voire
la centaine de micromètres. Néanmoins, l'IRPE en est à ses débuts, comme l'était imagerie par RMN dans les années 1980, et il n'existe pas encore de protocole précis qui soit adapté à toutes les situations d'intérêt scientifique, ni même de format standard pour l'échange et l'exploitation des données.

Les tomographies X et RPE ont en commun une grande partie des traitements de données, en particulier en ce qui concerne la backprojection qui permet de passer des données 1D ou 2D aux données 2D ou 3D. Les questions de résolution, de fidélité, d'artefacts et de séparation sont les mêmes.

Pour finir, il n'existe pas de méthode concrète pour recaler des images obtenues par différentes méthodes de tomographie. Pourtant, il serait crucial de pouvoir superposer des images d'un même objet obtenues par tomographie X, RPE et optique. Cela donnerait une profondeur d'analyse scientifique d'une grande richesse.


Objectifs

  • Rationaliser la tomographie par rayons X au C2RMF.
  • Commencer l'adaptation des algorithmes de l'I-RPE aux tableaux peints.
  • Mettre en cohérence les techniques de tomographie X et RPE.
  • Unifier la visualisation des données de tomographie X, RPE et optique.
  • Permettre le recalage des images obtenues par X, RPE et optique.
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