L’Université de Poitiers et le GDR APPAMAT ont organisé deux demi-journées sur Optique des Matériaux, retransmises en direct sur Youtube et disponibles en replay :
Jeudi 8 avril de 13h30 à 18h – Voir le replay.
Vendredi 9 avril de 8h30 à 13h – Voir le replay.
Programme
Télécharger le programme complet.
Jeudi 8 avril | 13h30-18
Conférence inaugurale
◊ Claude Amra, Institut Fresnel, Aix-Marseille Univ, CNRS, Ecole Centrale Marseille <claude.amra (at) fresnel.fr>
Quelques activités de recherche autour de la diffusion lumineuse.
On commencera par une brève introduction sur le filtrage interférentiel de la lumière (systèmes multicouches) et ses possibilités d’extension à des structures concentriques ou désordonnées. L’exposé se poursuivra autour du thème de la diffusion lumineuse, et l’on distinguera le cas des milieux faiblement perturbés, où l’on cherche à minimiser les effets de diffusion dans les filtres optiques, de celui des milieux fortement diffusants, à travers lesquels une information doit être transmise. Des résultats théoriques et expérimentaux seront présentés, en appui sur l’optique électromagnétique, l’optique statistique et le formalisme des microcavités luminescentes. Des exemples d’application seront présentés (spatial, identification, éclairage…).
Amra, C., Lequime, M., & Zerrad, M. (2021). Electromagnetic Optics of Thin-Film Coatings: Light Scattering, Giant Field Enhancement, and Planar Microcavities. Cambridge: Cambridge University Press. doi:10.1017/9781108772372 (informations sur le site de l’éditeur)
Session 1 – présentation courtes
(Lire les Résumés)
◊ Kevin Vynck, LP2N, IOGS, Univ. Bordeaux & ILM, Univ. Lyon 1 <kevin.vynck (at) institutoptique.fr>
Rôle des corrélations structurelles sur l’apparence visuelle des milieux désordonnés
◊ Alice Dupiau, Université de Paris, Institut de physique du globe de Paris <dupiau (at) ipgp.fr>
Propriétés optiques des sols en fonction de leur teneur en eau
◊ Arthur Couturier, INRAE Lusignan <arthur.couturier (at) inrae.fr>
Rayonnement renvoyé par les plantes au cours de la journée
◊ Vincent Duveiller, UJM-Saint-Etienne, LHC, IOGS <vincent.duveiller (at) univ-st-etienne.fr>
Prédire l’apparence des résines composites fluides utilisées dans le domaine dentaire
◊ Fanny Dailliez, Univ. Grenoble Alpes, UJM-Saint-Etienne, IOGS <Fanny.Dailliez (at) lgp2.grenoble-inp.fr>
Effets d’une couche de vernis sur la couleur d’une impression en demi-ton (effet de halo)
◊ Pauline Hélou-deLa Grandière, Cergy Paris Université <lagrandiere (at) gmail.com>
NOIROES : Nouveaux Outils Interdisciplinaires pour la Restauration des oeuvres de Soulages
Session 2 – Optique de la matière picturale
◊ Anne Goyer, artiste plasticienne, Avignon et Anne Pillonnet, Institut Lumière Matière, CNRS, Université Lyon1 <annegoyer (at) gmail.com>
Couleur bleue d’origine non pigmentaire élaborée par la méthode des glacis en peinture.
Au cours de ses recherches, une artiste a découvert une technique permettant d’obtenir sur papier un bleu structurel, non-pigmentaire, de même nature que celui du ciel. Le processus, inspiré des glacis en peinture, utilise des éléments simples : la craie blanche broyée manuellement, la poix minérale noire, l’huile transparente, et des pinceaux. Le protocole artistique et les mécanismes de diffusion de lumière qu’il met en oeuvre ont été analysés puis optimisés dans le cadre d’une collaboration avec un laboratoire scientifique. Un phénomène similaire est mentionné dans d’anciens manuscrits, en particulier par Léonard de Vinci. La présence de bleu structurel dans les grands chefs-d’oeuvre de la peinture est une piste de recherche qui reste à approfondir.
◊ Mathieu Thoury, Ipanema, Saclay <mathieu.thoury (at) synchrotron-soleil.fr>
Semi-conductivité et fossilisation : enregistreurs de l’historicité de l’amulette de Mehrgarh.
Une amulette vieille de 6000 ans, trouvée sur une parcelle du site archéologique de Mehrgarh (actuel Pakistan), a gardé pendant plusieurs décennies le mystère de sa fabrication. Cet artefact en cuivre, aujourd’hui totalement corrodé, est le plus ancien objet connu fabriqué par la technique de la fonte à la cire perdue. Une étude interdisciplinaire a récemment permis de reconstituer le procédé mis en oeuvre par les métallurgistes de l’époque, en exploitant les propriétés optiques de semi-conducteur de certaines phases de corrosion de cet artefact. Ces résultats alimentent aujourd’hui de nouvelles réflexions sur les relations entre les concepts d’altération et de conservation des structures métallurgiques comme archives de l’historicité de cet artefact au temps long.
◊ Anne-Camille Charliat, réalisatrice (documentaire et discussion avec la réalisatrice) <ac.charliat (at) gmail.com>
Noir-Lumière – La peinture de Pierre Soulages en dialogue avec la science.
A l’occasion du centenaire de Pierre Soulages, ce documentaire propose une approche originale et contemporaine de son oeuvre. Soulages n’a jamais représenté la lumière mais l’a transformée en un « matériau pictural », une démarche artistique unique qui a fasciné plusieurs scientifiques de l’Ecole Polytechnique de Lausanne. Grâce à des dispositifs de haute technologie, ces chercheurs ont récemment expérimenté les phénomènes d’interaction entre matière et lumière impliqués dans les peintures de Soulages et en proposent une fascinante perception. A travers des images et interviews inédites, le spectateur découvrira le fécond dialogue qui se développe entre Art et Science.
Vendredi 9 avril | 8h30-13h
Session 3 – Simuler l’apparence des matériaux
◊ Benjamin Bringier et Mickaël Ribardière, Institut Xlim, Poitiers <benjamin.bringier (at) univ-poitiers.fr>, <mickael.ribardiere (at) univ-poitiers.fr>
Micro-géométrie et apparence : vers une représentation réaliste.
Les modèles d’apparence (aussi appelés BSDF) basés micro-facettes présupposent que la surface d’un objet peut être représentée par une distribution statistique de petites facettes. La définition mathématique représente de manière rigoureuse et réaliste les éléments physiques constitutifs d’un modèle d’apparence (réciprocité et conservation de l’énergie notamment), mais l’étude de l’impact de la micro-géométrie sur l’apparence reste difficile à mener. Une meilleure compréhension et modélisation de ces aspects est pourtant un point essentiel dans le cas d’applications telles que le design inverse ou le contrôle des processus de fabrication des matériaux. Cette présentation décrit un outil de simulation numérique utilisé afin d’apporter quelques éléments de réponses à cette question du lien entre micro-géométrie et apparence des matériaux.
◊ Pascal Barla et Romain Pacanowski, INRIA, Bordeaux <pascal.barla (at) inria.fr> <romain.pacanowski (at) inria.fr>
Famille d’apparence des matériaux multi-couches et design inverse.
La plupart des matériaux de notre environnement comportent plusieurs couches, qu’il soit question de matériaux manufacturés ou naturels. Il est possible de simuler leur apparence à partir de leurs propriétés optiques et d’en obtenir une image de synthèse. Cependant, l’ensemble des qualités visuelles atteignables pour une famille de matériaux multi-couches n’est pas encore clairement établi. Nous présenterons nos travaux en cours qui tentent d’établir des liens entre propriétés optiques et qualités visuelles de ces matériaux. L’objectif final de ces travaux est de proposer des méthodes de design inverse qui, à partir de qualités visuelles désirées, retrouvent des configurations physiques plausibles.
◊ Rémi Cozot, LISIC, Calais <remi.cozot (at) univ-littoral.fr>
Apparence colorée, quand nos sens nous trompent presque.
Du débat sur la nature intrinsèque ou non de la couleur, à celui sur le nombre de couleurs, la couleur et sa perception ont été des sujets d’interrogations et d’études au cours des âges. La perception de la couleur peut être vue comme une réalité alternative tel est l’écart entre la réalité physique et sa perception. Nous aborderons, d’une part, la problématique de la modélisation de l’apparence des couleurs et, d’autre part, les enjeux associés.
Session 4 – Des matériaux particuliers
◊ Simon Hurand, Institut Pprime, Poitiers <simon.hurand (at) univ-poitiers.fr>
Films minces nanostructurés : vers un antireflet (presque) parfait ?
Lorsque la lumière passe de l’air à un matériau d’indice optique supérieur, une partie de la lumière est réfléchie à l’interface. Déposer une fine couche d’antireflet sur l’interface permet de réduire cette réflexion, et donc de maximiser la lumière transmise. Mais comment réaliser un antireflet (presque) parfait ? En structurant à l’échelle du nanomètre cette couche antireflet, on obtient des matériaux poreux permettant d’atteindre des indices « fictifs » qui n’existent pas dans la nature. La lumière est alors transmise à 99% en moyenne sur le spectre visible à travers une lentille, ce qui est crucial pour la réalisation de détecteurs optiques de très haute performance.
◊ Didier Combes, INRAE, Lusignan <didier.combes (at) inra.fr>
Propriétés optiques des feuilles végétales et vision des plantes.
Dans un couvert végétal, les propriétés optiques rendent compte non seulement de la couleur des feuilles mais également de la lumière réfléchie et transmise par les éléments du couvert. Cette lumière dite rediffusée sert de signal pour les plantes et leur permet de « voir » leur environnement proche. Ce signal lumineux correspond à la composition spectrale de la lumière réfléchie par les formes alentour. Les plantes sont ainsi capables de modifier leur développement après avoir détecté, dès leur sortie de terre, le nombre de plantes qui les entourent et à quelle distance elles se trouvent.
◊ Lou Gevaux, laboratoire Hubert Curien, Saint-Etienne; CNAM, Saint-Denis <lou.gevaux (at) lecnam.net>
Propriétés optiques de la peau.
L’étude optique de la peau, qui comprend sa mesure et sa modélisation optique, est un champ de recherche aux nombreux enjeux sociétaux, notamment en médecine et dermatologie. En particulier, comprendre le lien entre les propriétés optiques de la peau et sa physiologie est crucial pour développer des méthodes d’analyse quantitatives, permettant par exemple d’étudier de manière non-invasive des phénomènes comme l’inflammation et le vieillissement, ou de s’assurer de l’efficacité de traitements dermatologiques et de produits cosmétiques. Cependant, la peau n’est pas un matériau comme les autres : c’est un matériau hétérogène, mou et vivant, dont les propriétés optiques évoluent fortement entre les individus, les régions du corps ou encore avec le temps.
Videothèque
A destination du grand public et tout particulièrement des étudiants, une collection de vidéos est mise en ligne sur la vidéothèque de l’université de Poitiers. Vous y découvrirez des propriétés optiques surprenantes de certains matériaux, des dispositifs de mesure innovants et des résultats récents de projets de chercheurs du GDR Appamat.
Pour enrichir la collection : envoyez-nous votre clip à gdr.appamat@gmail.com.
Un grand merci aux institutions et organismes partenaires de cette journée:
