DOSSIER agrophotonique
varie entre 50 mW et 350 mW selon la longueur d’ onde.
Quelques dizaines de secondes sont nécessaires pour balayer l’ ensemble des longueurs d’ onde sélectionnées( plusieurs centaines) et effectuer l’ acquisition, en fonction du nombre de moyennages souhaités. Des traitements spécifiques sont nécessaires pour:
• réduire l’ effet de Speckle, inhérent à l’ éclairage cohérent: un diffuseur rotatif est complété par un traitement par moyennage local de l’ image.
• Compenser les variations de pointé du laser lors du balayage spectral: un jeu de miroirs galvanométriques recentre l’ éclairage.
• S’ affranchir des variations d’ intensité du laser: la référence et l’ objet sont mesurés lors d’ une acquisition unique, au moyen d’ un anneau doré diffusant autour de l’ échantillon.
Le cube d’ images ainsi constitué peut être analysé par les techniques usuelles de segmentation, comme le montre la figure 3.
L’ utilisation d’ un éclairage mono-longueur d’ onde permet d’ éviter de chauffer l’ échantillon. En fonction de l’ application, un suivi temporel peut être effectué en cours de croissance de la plante, comme le montre la figure 4.
Ces premiers résultats montrent la capacité de l’ imageur à mesurer la réflectivité spectrale propre de plusieurs zones de l’ échantillon, conjointement sur les 2 bandes MWIR et LWIR.
Notons que cet imageur spectral MIR se trouve actuellement à l’ état de prototype de laboratoire. Pour envisager une utilisation au champ ou en dispositif extérieur, plusieurs avancées sont à réaliser, notamment sur le rapport signal / bruit, la compacité des lasers, ainsi que l’ encombrement et le coût des éléments principaux.
CONCLUSION ET PERSPECTIVES L’ imagerie dans les bandes thermiques, appliquée au végétal, ouvre plusieurs pistes prometteuses. À court terme, il est essentiel de renforcer les protocoles d’ acquisition
SPECTROMÉTRIE MIR ACTIVE
Que mesure t-on en imagerie spectrale active par balayage? La relation de Kirchhoff sur les objets radiants α( λ) + ρ( λ) + τ( λ) = 1 est bien valable pour chaque longueur d’ onde. A l’ équilibre thermique, la thermographie utilise souvent l’ hypothèse( ε = α). Dans le cas d’ une absorption de coefficient α( λ) d’ un flux laser potentiellement monochromatique, l’ équilibre thermique sera rétabli à T ° eq par une émission ε qui, selon la loi de Planck, s’ étendra sur un spectre plus large. L’ effet de serre( absorption dans le visible et réémission dans l’ infrarouge) en est l’ illustration. L’ émissivité est donc un concept à manier avec précaution selon l’ utilisation.
TECHNIQUE DE MESURE Thermographie
en plein champ pour fiabiliser les mesures et faciliter leur interprétation. Le développement de modèles d’ analyse adaptés aux dynamiques thermiques végétales constitue une priorité. À moyen terme, l’ intégration de capteurs thermiques dans des dispositifs multi-capteurs pourrait enrichir les diagnostics agronomiques.
Enfin, l’ exploration de technologies actives— par excitation MIR contrôlée— mérite d’ être approfondie: elle pourrait améliorer la robustesse des mesures en conditions variables. Ces actions, combinées à une meilleure caractérisation des réponses thermiques des plantes, permettront de consolider l’ usage de la thermographie comme outil d’ aide à la décision en expérimentation végétale.
PARAMÈTRES ACCESSIBLES POUR CHAQUE PIXEL
Valeurs moyennes de( ε + ρ), intégrées sur Δλ la bande spectrale de la caméra
Imagerie spectrale passive Composante thermique + réflexion [ ε( λ) + ρ( λ)] Imagerie spectrale active
RÉFÉRENCES
Réflexion spectrale ρ( λ) extraite après soustraction du flux continu thermique
REMERCIEMENTS: Les travaux d’ imagerie spectrale MIR ont été réalisés à l’ institut Foton( Lannion), au cours des thèses de Chaimae El Fakir( 2020) et Maroun Hjeij( 2024) avec le soutien du Département des Côtes d’ Armor et de l’ entreprise CMI-Roullier( St Malo).
Les auteurs remercient Bastien Billiot( CMI Roullier), Pascal Besnard et Ronan Le Page( Institut Foton), ainsi que Luiz Poffo( Xlim).
Les acteurs de la photonique bretonne sont regroupés au sein du cluster Photonics Bretagne, et organisent régulièrement des rencontres sur les thématiques MIR.
[ 1 ] S. Labbé S et al., Options Méditerranéennes Série B 67, 175( 2012)
[ 2 ] S. Dandrifosse, Dynamics of wheat organs by close-range multimodal machine vision. Universite de Liege( Belgium)( 2022).
[ 3 ] M. F. Buitrago et al., ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing 125, 132( 2017)
[ 4 ] C. El Fakir et al., Opt. Eng. 60, 023106-1-15( 2021)
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