Ultrasonic imaging of antique statue combining laser vibrometry and photogrammetry
Imagerie ultrasonore d’une statue antique en combinant la vibrométrie laser et la photogrammétrie
Résumé
Within the framework of heritage conservation, non-destructive inspection methods are of interest, especially ultrasonic investigation which is the only method with a direct and physical relationship with the mechanical state of the medium. Heritage conservation requires special attention when using ultrasonic equipment, especially for statues. To prevent mechanical or esthetic deterioration, direct contact of the transducers with the surface should be avoided, as well as coupling agent such as grease or echographic gel.
The aim of this study is to show the potential of the use of laser vibrometry in this context. The method presented here is funded on 3 steps. (i) Using 3D photogrammetry, the geometrical model is built. (ii) Ultrasonic signals acquisition is performed using a scanner laser vibrometer monitored by a camera. (iii) The ultrasonic image is built by combining the geometrical model and ultrasonic signal processing. The absolute amplitude measure provided by the laser is also employed to reconstruct both velocity and attenuation maps. This method is applied on a Roman marble statue of the site museum of Alba-La-Romaine (MuséAl, Ardèche, France). The results show the possibility to image both the marble homogeneity in the bulk of the statue as well as crack profiles at the surface.
Dans le domaine de la conservation des biens culturels, les méthodes d’auscultation non destructives ont un grand intérêt, notamment l’investigation par les ultrasons qui est la seule méthode en lien direct avec l’état mécanique du matériau. L’utilisation des équipements ultrasonores requiert des précautions particulières, en particulier dans l’étude de la statuaire, pour se prémunir contre tout risque de dégradation physique ou esthétique. Il est souhaitable d’éviter le contact direct des transducteurs avec la surface de l’œuvre et l’utilisation d’un agent couplant tel que de la graisse ou un gel échographique.
Le but de cette étude est de montrer les possibilités qu’offre la vibrométrie laser dans ce contexte particulier de la conservation des œuvres d’art. La méthode présentée ici comprend 3 étapes successives : i) la construction du modèle géométrique par photogrammétrie 3D, ii) l’acquisition des signaux ultrasoniques au moyen d’un scanner vibromètre laser contrôlé par une caméra, iii) l’imagerie ultrasonore est construite en combinant le modèle géométrique et le traitement du signal acoustique. La mesure de l’amplitude absolue fournie par le laser permet de construire des cartes de vitesses et des cartes d’atténuations. Cette méthode est appliquée sur une statue romaine en marbre blanc du musée de site d’Alba-la-Romaine (MuéAl, Ardèche, France). Les résultats montrent les possibilités d’imager l’homogénéité du marbre en coupe à travers la statue ainsi que les profils de fissures visibles à sa surface.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
