Abstract FR:

Les problemes poses par le suivi tridimensionnel des objets volumineux composant les detecteurs de particules stimulent la recherche de nouveaux procedes de mesure. Les systemes developpes doivent imperativement respecter des contraintes drastiques d'encombrement minimal, de fiabilite a long terme et de precision micrometrique. Cette these decrit l'etude theorique et experimentale d'un dispositif qui repond a de telles exigences grace a la mise en oeuvre de nouvelles techniques de mesures videometriques. Son fonctionnement repose sur un concept geometrique innovant dans le domaine de la vision artificielle : la collimation reciproque de cameras. Ce principe fondamental autorise le partage d'un axe de reference commun entre deux cameras distantes de plusieurs metres. En creant un reseau parfaitement connu de droites de ce type autour du corps volumineux a controler, il devient possible de le situer dans l'espace grace a la seule analyse des donnees videometriques. Dans la pratique, chaque point lumineux mesure a la surface de cet objet est une extremite de fibre optique monomode eclairee par une source laser. Son observation a travers le stenope d'une camera produit une tache lumineuse dont le centre est determine avec une precision avoisinant 0. 01 pixel au sein de l'image. Les coordonnees ainsi mesurees fournissent avec une exactitude micrometrique la position spatiale de la source lumineuse par rapport a l'axe concerne. Dans le cadre du projet de detecteur cms au cern, douze paires de cameras formeront autant d'axes de reference paralleles autour du composant cylindrique central appele trajectographe interne. Plus d'un millier de sources lumineuses permettront de suivre en permanence l'evolution tridimensionnelle de cet element. Un banc experimental a permis de valider les principes geometriques de notre systeme de controle. En outre, les resultats confirment des precisions spatiales meilleures que 10 m, et corroborent les simulations effectuees au prealable.