Capteurs optiques pour les milieux complexes (COMIC)

 

Spectroscopie et capteurs optiques
Imagerie multi & hyperspectrale
Chimiométrie

 

L’axe 3 de l’UMR

a pour objectif de développer des systèmes optiques et des méthodes de traitement de l’information pour la perception et la caractérisation des milieux pour optimiser les procédés environnementaux et agricoles.

Cet axe de recherche appartient à l’axe Physique pour la mesure et traitements associés du TR Inspire. Dans cet axe de recherche, l’UMR ITAP développe des bases scientifiques et techniques pour la caractérisation des agro-écosystèmes, en mettant au point des capteurs optiques en vision artificielle hyper spectrale et spectrométrie proche infrarouge (SPIR) principalement. Du fait des propriétés particulières des milieux étudiés (milieux optiquement diffusants, objets de caractéristiques spectrales proches, présence d’eau) les thématiques de recherche concernent la compréhension de l’interaction rayonnement matière ainsi que les méthodes de traitement des données (chimiométrie, analyses d’images).

L’activité de recherche se structure autour de 3 thématiques principales,
– l’imagerie multi et hyper spectrale
– l’optique instrumentale pour la spectrométrie UV-Vis-Proche Infra Rouge
– la chimiométrie

Pour ce groupe, les questions de recherche émanent du fait que les capteurs sont utilisés en conditions opérationnelles, ce qui génère :
• des contraintes liées à la technologie des capteurs (qui doivent être simples et robustes)
• des contraintes liées à leur mise en œuvre (environnement hostile – à l’extérieur par exemple)

Les thématiques de recherche se situent dans la satisfaction de cette double contrainte : rendre une mesure robuste dans un environnement complexe et avec des capteurs sub-optimaux.

Les recherches sont liées :
• à l’optimisation de l’acquisition de l’information (optique et traitement du signal)
• au traitement des données issues des capteurs (chimiométrie et traitement d’images)

En près de 20 ans, l’UMR ITAP a acquis un savoir-faire et une reconnaissance importante en matière de vision numérique (classique et hyperspectrale), du traitement d’image, de la spectrométrie et chimiométrie appliqué aux Agro-procédés.

Ses recherches s’adressent aujourd’hui à des objets d’étude encore plus complexes.

Les enjeux scientifiques consistent donc à améliorer et adapter les technologies et les méthodes actuellement bien maîtrisées :
1. en combinant les aspects spectraux et spatiaux dans les algorithmes de traitement d’images hyper-spectrales (IHS)
2. en abaissant la limite de détection de la spectrométrie
3. en développant des capteurs optiques spectraux, intégrant d’autres dimensions telles que la cohérence, la résolution temporelle ou spatiale
4. en associant la problématique d’échantillonnage spatial et temporel aux méthodes de traitement de l’information (chimiométrie, traitement d’image)

Equipes

Recherche

Doctorants

Post-Doctorants


Projets :


Partenariats scientifiques

L’approche de cet axe est caractérisée par une recherche à l’interface entre les technologies liées à l’information (capteurs, traitement des données, représentation de l’information) et les milieux. Nos collaborations, construites suivant ces deux directions, concernent :

  • les partenariats disciplinaires,  établis avec des spécialistes des capteurs (Ecole Centrale de Lyon, Université de Besançon et CEM de l’UMII sur micro nanotechnologies, Lund Laser Center et Ecole Polytechnique fédérale de Lausanne sur interaction matière /rayonnement, le réseau Popsud et l’Institut Fresnel pour l’optique cohérente), et du traitement d’images (LIRMM de Montpellier). L’UMR ITAP entretient sa place de leader scientifique en spectrométrie proche infrarouge et en Chimiométrie, avec une reconnaissance internationale, en développant ses implications dans les sociétés savantes telles que l’association HelioSPIR, le Groupe Français de Chimiométrie (GFC), l’International Committee of NIR Spectroscopy (ICNIRS), le comité international de Chemometrics for Analytical Chemistry (CAC).
  • les partenariats thématiques avec l’INRA (surtout productions végétales, sols, environnement), l’IFV, le CIRAD (biomasse, bois), l’IRD (sols) et l’interprofession agricole (FranceAgrimer, CTIFL)
  • les partenariats industriels, essentiellement constitués de PME du secteur équipementier, connecté au secteur agricole (Pellenc SA, Vivelys, Kuhn Audureau pour la caractérisation de produits) ou environnemental (Pellenc ST, pour le tri des déchets).

Thèses en cours :

Thèses soutenues :


Résultats / Publications

 


 

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