La tomographie
IV.1 La tomographie
Principe
La tomographie est une technique qui consiste à reconstruire le volume d’un objet à partir de plans de coupe successifs.
Cette technique permet d'accéder à différentes propriétés à l’intérieur de l’objet, selon le type d’information que fournissent les capteurs.
| Objet | Radiographie 360° | Coupes transversales | Reconstruction 3D |
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Illustration du Cetim
La tomographie peut être appliquée dans différents domaines, tels que la médecine, les géosciences, le thermique…
Méthode de la tomographie par rayon X
La tomographie par absorption de rayons X est une technique non destructive qui permet la reconstruction d’images en coupe d’un objet à trois dimensions.
Son principe repose sur l’analyse multidirectionnelle de l’interaction d’un faisceau de rayons X avec la matière, par enregistrement par des détecteurs du rayonnement transmis après traversée d’un objet.
Les données acquises lors de la prise de mesure (dont la durée varie d’une fraction de seconde à quelques heures selon l’installation), sont collectées suivant des orientations multiples dont le nombre et le pas sont fonction du type d’appareil et de la finesse de résolution.
À l’aide de ces données, une image numérique est calculée et reconstruite mathématiquement en niveaux de gris ou de couleurs dont chacun traduit point par point le coefficient d’atténuation local du faisceau incident. Celui-ci après calibration et étalonnage peut être traduit en échelle de densité.
La tomographie à rayons X permet donc d’accéder au cœur de la matière pour en apprécier les variations d’absorptions radiologiques et les différences de composition.
Elle permet également de localiser très finement toute hétérogénéité, singularité, vide ou inclusion présents dans un objet, ainsi que de vérifier l’assemblage et le positionnement des ensembles mécaniques complexes.
Enfin, lorsque les temps d’acquisition sont compatibles avec les vitesses de certains phénomènes physiques, la tomographie peut conduire à des mesures dynamiques pour suivre, par exemple, l’évolution d’un matériau soumis à des contraintes.
Les principales techniques tomographiques
- l’imagerie par résonance magnétique nucléaire (IRM)
- la tomographie axiale calculée aux rayons X (scanner ou CT)
- la tomographie en cohérence optique (OCT)
- la tomographie à émission de positon (TEP)
- la tomographie à émission mono-photonique (SPECT, pour single photon emission computed tomography)
- le microscope à effet de champ est parfois appelé sonde tomographique atomique ;
- la tomographie électronique et la cryotomographie électronique permettent d’obtenir une représentation tridimensionnelle d’un objet à la résolution de quelques nanomètres (milliardième de mètre) à l’aide d’unmicroscope électronique en transmission spécialement équipé ; qui a pu par exemple permettre au Professeur Rubén Fernández-Busnadiego et à son équipe de reconstruire le modèle d’une synapse en fonctionnement 3D;
- la tomographie sismique, qui permet d’imager des structures géologiques grâce à des séismes.
- l’imagerie Zeeman-Doppler, utilisée en astrophysique pour cartographier le champ magnétique de surface des étoiles.
