La mesure de température par caméra infrarouge dépend de l’émissivité de la surface observée et du rayonnement de son environnement. L’imagerie multispectrale vise à estimer conjointement la température et l’émissivité à partir de plusieurs bandes de mesure, en s’appuyant sur des hypothèses physiques à expliciter et à valider.
Le stage portera sur l’évaluation de trois architectures dans l’infrarouge thermique à grandes longueurs d’onde (LWIR), en s’appuyant sur un banc de thermographie absolue déjà développé :
•  Caméra à microbolomètres avec roue à filtres, pour acquérir successivement plusieurs bandes spectrales ;
•  Caméra à microbolomètres avec mosaïque de filtres au niveau des pixels, selon une organisation de type Bayer adaptée au LWIR ;
•  Caméra infrarouge associée à une cavité Fabry-Pérot, dont la conception et l’intégration comme dispositif de sélection spectrale seront étudiées.
Problématique
Comment estimer de manière fiable la température et l’émissivité d’échantillons de référence à partir de mesures infrarouges multispectrales, et quels compromis ces trois architectures offrent-elles en matière de précision, de résolution et de rapidité de mesure ?
Objectifs et travail demandé
1. État de l’art et cadrage de l’étude. Étudier les méthodes de thermographie multispectrale et de séparation température–émissivité. Identifier les hypothèses des modèles, les principales sources d’incertitude et les critères de comparaison des trois architectures.
2. Prise en main des moyens expérimentaux. S’approprier le banc de thermographie absolue, les deux caméras à microbolomètres et leurs logiciels d’acquisition. Mettre en œuvre les protocoles d’étalonnage radiométrique et les traitements adaptés à chaque caméra.
3. Campagnes de mesure sur des échantillons de référence. Acquérir des données multispectrales pour plusieurs températures et émissivités. Vérifier la répétabilité des mesures et constituer un jeu de données associé à des valeurs de référence de température et d’émissivité, avec leurs incertitudes.
4. Développement et validation des algorithmes. Participer à l’estimation conjointe de la température et de l’émissivité dans les bandes mesurées. Évaluer les méthodes retenues sur des données indépendantes de celles utilisées pour leur ajustement ou leur apprentissage.
5. Étude de la solution à cavité Fabry-Pérot. Modéliser la transmission spectrale de la cavité dans le LWIR et étudier les paramètres de conception. Définir un cahier des charges pour l’achat des composants et la réalisation du dispositif, en tenant compte de son intégration optique et mécanique au banc.
6. Comparaison des performances.
Résultats attendus
Des protocoles de mesure et des traitements documentés, une validation sur échantillons de référence, un cahier des charges pour la cavité Fabry-Pérot et une synthèse comparative permettant d’orienter les développements futurs du projet.

Étudiant(e) BAC+5 (Ingénieur/M2), en physique, optique et photonique, instrumentation ou domaine équivalent. Des bases en optique, en rayonnement thermique et en traitement de données sont attendues, ainsi qu'une pratique de Python ou MATLAB. Une première expérience en imagerie infrarouge, en modélisation optique ou en apprentissage automatique serait appréciée.

Le stage s'adresse à une personne appréciant l'expérimentation et l'analyse numérique, faisant preuve de rigueur, de curiosité scientifique et d'aptitude au travail en équipe. La lecture de publications scientifiques en anglais sera nécessaire.