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Appel à projet 2018-5

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Manifestations d'intention > Projet LumStimAge

Projet LumStimAge

Porteur : Antoine Zink, groupe Datation, C2RMF, ministère de la Culture

 

1. Description du projet

Le projet consiste en l'acquisition d'un système de détection par imagerie de la luminescence stimulée thermiquement et optiquement (TL/OSL) et à son optimisation pour des intensités faibles correspondantes aux matériaux historiques. La mesure grain à grain (ou single grain) est utilisée en routine en datation géologique où il s'agit de dater des sédiments en déterminant la population de grains ayant été totalement blanchis lors du transport. Pour les matériaux du patrimoine, cette méthode est très peu utilisée, alors qu'elle pourrait permettre entre autres de : 1) caractériser les paléomatériaux par leur luminescence ; 2) identifier la répartition des populations de grains (selon leur origine géologique, leur minéralogie, leur histoire, etc.) ; 3) étudier les effets des rayonnements ionisant externes (par exemple, l'effet des rayons X) ; 4) dater les échantillons au niveau du grain. La technique utilisée depuis vingt ans procède en mesurant les grains un à un sous stimulation optique (scannage). Cette méthode a l'avantage d'avoir une bonne sensibilité, mais est limitée par le choix de la stimulation.

Une approche alternative consiste à mesurer l'ensemble des grains simultanément par imagerie. L'avantage de cette méthode est de pouvoir travailler directement sur un échantillon brut, donnant la possibilité d'évaluer les effets de micro-dosimétrie en combinant l'imagerie par luminescence stimulée à l'imagerie chimique et à l'autoradiographie, mais aussi de pouvoir travailler non seulement en luminescence stimulée optiquement (OSL), mais aussi thermiquement (TL). Par contre, il existe des effets d'aberration optique sur les images produites qui faussent les mesures, en particulier si les grains luminescents sont trop proches (Greilich et al., 2015, Gribenski et al., 2015). Cela nécessite "une exploration des solutions proposées en traitement d'image basées sur des algorithmes plus ou moins compliqués" (Gribenski et al., 2015). C'est ce que nous envisageons de faire, avec une première application sur l'étude des mortiers dans le cadre d'une thèse.

Les mortiers sont des matériaux composites, susceptibles de variations typologiques. Des premières études par scannage, ont montré le potentiel de datation des mortiers (Urbanova 2015). Nous pensons que l'imagerie permettrait d'aller plus loin. Ce projet rejoint les recherches menées actuellement au C2RMF sur les matériaux architecturaux non cuits, comme les stucs (projet ESPRIT) ou les briques crues (projet MAFOUB). L'imagerie devrait nous permettre d'identifier les grains ayant subi la remise à zéro la plus efficace lors de la fabrication du mortier tout en tenant compte des effets produits à l'échelle locale par la microdosimétrie.

2.  Accès

L'équipement faisant l'objet du présent projet sera intégré aux moyens techniques de l'équipe de datation par luminescence du C2RMF, laboratoire de référence national au service des musées. Il fera donc partie du plateau technique qu'offre le C2RMF à l'ensemble des musées de France et qui comprend d'autres méthodes utilisant la luminescence (ionoluminescence et cathodoluminescence) et d'autres méthodes de datation (C14 et dendrochronologie). Le traitement des dossiers soumis par des chercheurs extérieurs suivra la voie normale mise en place au C2RMF via le dépôt d’une demande d'intervention.

3.  Porteur et partenaires

Le projet est porté par l'équipe de datation par luminescence, groupe Datation du C2RMF. Pour mener à bien ce projet, la collaboration avec un laboratoire spécialisé dans le traitement d'image est plus particulièrement recherchée. Il est prévu que le traitement des images soit fait à travers une solution logicielle libre (ImageJ). Toutefois le partenaire pourra proposer sa propre solution du moment que celle-ci respecte les principes de la charte reuse Data ou FAI.

 

Bibliographie

Greilich, S., Gribenski, N., Mittelstraß, D., Dornich, K., Huot, S., Preusser, F., 2015. Single-grain dose-distribution measurements by optically stimulated luminescence using an integrated EMCCD-based system. Quaternary Geochronology 29, 70–79.

https://doi.org/10.1016/j.quageo.2015.06.009

Gribenski, Natacha, Frank Preusser, Steffen Greilich, Sebastien Huot, et Dirk Mittelstraß. 2015. « Investigation of Cross Talk in Single Grain Luminescence Measurements Using an EMCCD Camera ». Radiation Measurements 81 (octobre): 163–170.

https://doi.org/10.1016/j.radmeas.2015.01.017.

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