La luminescence est un type de photoluminescence, qui est un phénomène où un matériau absorbe de l’énergie sous un rayonnement optique puis émet une partie de cette énergie sous forme de lumière visible. Lorsque l’apport d’énergie s’arrête le matériau va continuer à émettre de la lumière à un certain niveau et pendant un certain temps. Cette propriété, appelée rémanence, dépend de plusieurs paramètres : dose reçue (énergie x temps d’exposition), réponse spectrale du matériaux, distribution spectrale du rayonnement reçu.
Les applications de la luminescence sont larges et variées : horlogerie et cadrans lumineux, signalisation et sécurité, marquage et repérage, imagerie médicale… Ces applications revêtent des exigences diverses dont certaines doivent répondre à des exigences réglementaires ou normatives dont, entre autres, la norme ISO 17398. Aussi, il convient de pouvoir caractériser précisément la rémanence des objets chargés en matériau phosphorescent.
Forts de leur expertise en luminescence, en conception de systèmes d’éclairage LED (ultraviolet, visible, infrarouge) et en métrologie optique, les experts PISÉO ont conçu et réalisé un banc de test pour caractériser la luminescence d’échantillons de natures et de tailles variées dont les usages prévoient une exposition à la lumière du jour. Ce banc de test qui intègre une caméra de vidéo-luminancemétrie et un illuminateur multi-spectral équipe actuellement le laboratoire de PISÉO. Il permet ainsi de caractériser des échantillons clients sous forme de service. Ce banc peut également être répliqué ou adapté pour tout client qui souhaiterait en faire l’acquisition.
Avant de concevoir le banc, les experts PISÉO ont spécifié les performances radiométriques à atteindre sur les échantillons à tester, et défini les modalités d’enregistrement de l’évolution de la luminescence dans le temps après avoir été chargés en énergie. Ils ont également spécifié des fonctionnalités comme, par exemple, le pilotage des sources lumineuses qui permettent de créer l’éclairement énergétique et le spectre lumineux souhaité en fonction du type d’échantillons testés. Ils ont ensuite évalué l’offre du marché des LED UV et visible et sélectionné des composants susceptibles de leur permettre, via une combinaisons appropriée, de créer un rayonnement proche de celui du soleil. Une fois l’ensemble des requis définis et le concept imaginé, ils ont procédé au dimensionnement de l’illuminateur multi-spectral LED par calcul et simulation optique.
Le banc a ensuite été conçu dans les détails. La partie mécanique a été intégralement conçue chez PISÉO au moyen du logiciel de CAO Solidworks. Par ailleurs, l’illuminateur LED intégré au banc qui nécessite une puissance par unité de surface importante a fait l’objet d’une étude thermique. Les résultats de cette dernière ont abouti à la définition des composants de refroidissement (radiateur, ventilateurs). La partie électronique quant à elle a été développée chez un partenaire qui dispose des moyens à partir du cahier des charges de PISÉO. La caméra de vidéo-luminance qui permet d’enregistrer les niveaux de luminance et leur uniformité dans le temps était un équipement étalonné déjà disponible au sein du laboratoire de PISÉO. Le logiciel de traitement des images est celui de la caméra.
Une fois les composants et sous-ensembles spécifiés et approvisionnés, le banc de test a pu être assemblé et testé au sein du laboratoire de PISÉO. Un plan de test détaillé a été défini pour vérifier les performances et les fonctionnalités par rapport aux objectifs initiaux du banc. Des mesures d’éclairement énergétique et de distribution spectrale ont été réalisées au moyen du spectroradiomètre Instrument Systems CAS 140D étalonné sous accréditation ISO 17025 du laboratoire de PISEO. Les essais de répétabilité et de reproductibilité menés ont conduit in fine à la validation du banc de test.
