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L’imagerie rapide et ultra-rapide permet l’étude expérimentale de phénomènes physiques : cinématique, dynamique et déformations.
Elle consiste à filmer un phénomène à des cadences de plusieurs milliers, voire millions, d'images par seconde ! La cinétique et la dynamique d’événements complètement inaccessibles aux méthodes standards de vidéo peuvent ainsi être mesurées.

De ce fait, la vidéo numérique rapide est un domaine scientifique en pleine croissance dont les applications sont nombreuses dans la recherche ou l’industrie :

1. aéronautique, étude de trajectoires rapides et de l’aérodynamique,
2. fluidique et micro-fluidique, champs de vitesse,
3. détonique, impacts et chocs,
4. déformations et endommagement de matériaux,mécanique-fabrication : suivi temps-réel des équipements de production,

Un de ses atouts majeurs est de valider des hypothèses qui jusqu'à présent, étaient seulement confirmées par de la simulation numérique.

Ce stage vous permettra de connaître et maîtriser cet outil unique, qui est devenu incontournable pour la compréhension de la dynamique des phénomènes physiques.
La formation, qui associe théorie et pratique couvre : les bases instrumentales, les aspects méthodologiques et les principales applications de l’imagerie rapide.

1. Connaître les matériels et les méthodes de l’imagerie rapide
2. Appréhender les principales méthodes de traitements
3. Mettre en œuvre un calcul cinématique et dynamique
4. Estimer une incertitude sur un résultat issu d’une image ou d’une séquence
5. Mettre en place une méthode d’imagerie rapide 3D
6. Mettre au point des méthodes physiques expérimentales fines avec une très grande résolution spatiale et temporelle
7. Connaître les principales applications dans le domaine industriel et de la recherche

Fondements en optique et en imagerie numérique
- Nature de la lumière et interactions lumière-matière
- Formation d’une image, optique géométrique
- Les objectifs photo et vidéo
- Les capteurs d’images : CCD et CMOS

Principes de l’imagerie rapide et ultra-rapide
- Temps d’exposition et cadence d’acquisition
- Synchronisation et déclenchement de l’acquisition
- Enregistrement des séquences

Les différentes applications, exemples illustrés
- Imagerie très haute cadence avec traitement asynchrone
- Imagerie haute cadence avec enregistrement longue durée
- Imagerie rapide intelligente

Instrumentation et mise en œuvre
- Chaîne globale de l’analyse
- Anatomie d’une caméra rapide : les principaux éléments
- Eclairages en imagerie rapide : Halogènes, Laser, LED, HMI, Flash
- Les différentes interfaces caméras : USB, Ethernet, Firewire, Cameralink
- Acquisition et enregistrement des séquences

Traitements des images et vision
- Traitement asynchrone et traitement embarqué
- Les principales catégories de traitement d’image
- La caméra rapide intelligente

Trajectographie, aspects métrologiques
- Principes de  la trajectographie : mesures de positions et de vitesses
- Les différentes méthodes et marqueurs : corrélation, quadrant, bord, etc.
- Sources et propagation des erreurs en trajectographie

Méthodes 3D, calibration
- Principes et méthode de mise en œuvre de l’imagerie 3D
- Approche matricielle
- Les différentes méthodes de calibration 3D

Travaux pratiques : mise en œuvre d’un calcul cinématique
- Imagerie rapide sur moteur : préparation du banc de test
- Optimisation de l’acquisition
- Influence du choix des marqueurs : internes ou fiduciaires
- Résultats comparatifs 2D et 3D

Applications en biomécanique et analyse de mouvements

Détection rapide de panne sur les machines automatisées

Méthode pédagogique

Présentation des fondamentaux, de l'état de l'art et des dernières avancées

Illustration par des exemples concrets issus de l'industrie

Travaux pratiques pour la mise en oeuvre d'un calcul cinématique