Hyperspectral

Une caméra hyperspectrale est une analyse non invasive. L'œuvre est placée devant la caméra et les lampes éclairent l’objet le plus uniformément possible, soit en continu comme une photographie, soit avec un système de lumière proche à balayage.

Elle enregistre la quantité de photons renvoyés par diffusion en chaque longueur d’onde, relativement à un matériau blanc de référence. En effet, la lumière est partiellement absorbée et diffusée par le matériau en fonction de sa nature physico-chimique (spectrométrie d’absorption en réflexion diffuse). 
La mesure est représentée par un cube de données, c’est à dire une image où chaque pixel contient la courbe d'énergie lumineuse relative en fonction des longueurs d’ondes.

Méthode 1 : La courbe d'énergie relative en fonction des longueurs d’ondes peut être considérée comme une signature d’un matériau. Pour identifier un matériau, on peut comparer la courbe obtenue à celle de matériaux de référence. En cas de mélange, un algorithme dédié doit être appliqué, plusieurs sont en cours de développement.

Méthode 2 : A partir de la courbe d'énergie relative en fonction des longueurs d’ondes du matériau, de la courbe d'émission de la source, et la modélisation de la réponse visuelle d’un observateur standard, il est possible de chiffrer une couleur perçue grâce à la colorimétrie. Le modèle colorimétrique CIE de 1976 permet ainsi de calculer la clarté L*, la valeur rouge-vert a* et la valeur jaune-bleu b*.

L’analyse hyperspectrale est utilisée dans la conservation du patrimoine pour plusieurs applications:

• L’obtention d’une photographie visible ou infrarouge.
• La caractérisation de la couleur pour constat d’état ou bien évaluation d’un traitement.
• La caractérisation d’un matériau seul par comparaison de sa réponse avec les bases de données de matériaux (pigments, colorants, liants…).
• La caractérisation des mélanges ou superposition de matériaux, en traitant la courbe avec des algorithmes de démélange. Ces derniers sont nouveaux et fonctionnent dans certains cas seulement.
• La spatialisation sur l'œuvre des réponses identiques (même matériaux).

Les avantages sont la facilité de mise en oeuvre et le caractère non invasif. Il permet de repérer les zones de l’oeuvre similaires, de repérer directement certains matériaux aux caractéristiques optiques spécifiques. Il permet de chiffrer la couleur perçue avec certitude.

Les inconvénients sont la réponse non univoque de certains matériaux seuls ou en mélange, pour lesquels la spectrométrie optique ne permet pas l’identification.
 

Le centre dispose d'une caméra hyperspectrale VIS-IR sensible de 400 à 1000 nm à 3 nm d'échantillonnage à balayage, acquise en 2011.

Une caméra par interférence 400-1700 nm à 1 nm d’échantillonnage est en cours d’acquisition.