Technique de mesures et d’évaluation du rendu lumineux

2.4.1 Dispositifs de mesure

Dans le but de compléter le dispositif de mesure de tissu lumineux, il faut d’abord connecter le tissu lumineux à une source laser. Le choix de la source laser utilisée pour les essais est décidé par le consortium pour les deux partenaires (ENSAIT et Texinov) qui ont en charge le développement de textiles lumineux. C’est une source laser portable qui contient deux diodes rouges 635 nm (Figure II. 50). La puissance en sortie du boitier est de 400 mW au total, soit environ 200 mW injectés dans un toron de 92 fibres de chaque côté du textile lumineux.

Un power mètre (Ophir, Nova II) a été utilisé pour mesurer la distribution de la lumière sur la longueur du tissu (mW/cm²) (cf. Figure II. 51). Une tête de capteur de 1 cm x 1 cm est connectée sur le power mètre.

Figure II. 51. Power mètre Ophir Nova II

Ce power mètre a été conseillé par l’INSERM pour tous les partenaires. Une réglette est également utilisée pour réaliser les mesures plus facilement sur toute la longueur.

2.4.2 Méthode de mesure et d’évaluation des propriétés lumineuses des

textiles

Dans le but de réaliser les mesures d’irradiance, les tissus ont été placés sur une surface plate et blanche dans une pièce sans lumière. D’abord la puissance (mW/cm²) des sorties de lasers est mesurée. Ensuite, la puissance lumineuse restante au niveau des sorties des connecteurs est mesurée lorsque la source laser est branché d’un seul côté du textile. Après avoir enregistré ces valeurs, les sources laser sont connectées aux connecteurs des deux extrémités pour mesurer la puissance par cm² générée par le textile lumineux latéralement et l’uniformité de l’irradiance est analysée (cf. Figure II. 52).

La puissance est mesurée pour chaque cm² sur toute la longueur (21 cm) du tissu lumineux et sur deux lignes comme illustré sur la Figure II. 53. Un power mètre (Ophir, Nova II) a été utilisé pour mesurer la distribution de la lumière.

Figure II. 53. Illustration de la mesure de puissance lumineuse

42 valeurs sont recueillies par la mesure de puissance d’une ligne de chaque échantillon. Il est important de quantifier ces valeurs en termes de l’efficacité lumineuse et l’homogénéité afin de pouvoir comparer les échantillons plus facilement.

Deux formules sont utilisées pour décrire chaque textile lumineux. Ces formules sont inspirées de la moyenne arithmétique utilisée pour connaitre la caractéristique de dispersion de données. La valeur qui représente l’intensité lumineuse du textile lumineux (P) est obtenue en calculant la moyenne des valeurs de puissance en longueur (seulement 18 valeurs sont prises en compte, les valeurs situées à 1,5 cm des extrémités ne sont pas ajoutées car les rayons de courbures sont différents due à un faible maintien du tissu aux extrémités) (Équation II. 6).

�⁡������ � �� � = �̅ =∑��= �� Équation II. 6

La valeur qui représente l’hétérogénéité de la distribution de la lumière du tissu lumineux (H) est obtenue en calculant la somme des écarts quadratiques des valeurs de puissance divisée par le carré de l’intensité lumineuse (P) du tissu lumineux (seulement 18 valeurs sont prises en compte, les valeurs situées à 1,5 cm des extrémités ne sont pas ajoutées) (Équation II. 7).

�⁡������ � �� � = ∑��= �� − �̅ ²⁡ �⁡������ � �� � ²

Équation II. 7

Un tissu lumineux ayant une émission de la lumière puissante et homogène possède une valeur de P grande et une valeur de H petite. Ainsi, le critère d’optimisation de textiles lumineux consiste à maximiser P et à minimiser H.

2.4.3 Méthode de mesure des angles de courbures de fibres optiques

L’observation des angles de courbure est indispensable pour l’optimisation des propriétés lumineuses des textiles lumineux pour comprendre les phénomènes optiques régissant les pertes lumineuses latérales et pour les modéliser afin d’établir une relation analytique entre la structure textile, les tensions des fils de chaîne et la qualité du textile lumineux en termes de l’intensité et de l’homogénéité de la lumière.

Afin d’observer les vus en coupe des fibres optiques insérées dans une structure, les tissus sont résinés par la résine transparente utilisée pour le couplage (Araldite 2020) et mis dans une étuve à 55°C pendant 5 heures. Ensuite, un morceau (1,5 cm x 1,5 cm) est découpé au milieu du tissu pour polir ces bords et observer les courbures des fibres optiques sous une loupe.

Dans le cas du tricot lumineux, l’étape de resinage n’était pas nécessaire du fait que les courbures sont parallèles au support textile. Ainsi, il n’est pas nécessaire de découper le textile pour observer ces courbures.

Les images de macro-courbures de fibres optiques dans les textiles lumineux sont analysées avec le logiciel Geogebra.

2.4.3.1 Utilisation du logiciel Geogebra

La première étape consiste en l’importation des images de vue en coupe des fibres.

Ensuite il faut mesurer le diamètre de fibre optique et diviser à 0,25 mm pour obtenir l’échelle avec l’outil « longueur ». En divisant les valeurs mesurées sur les images, nous obtiendrons les valeurs réelles de mesures.

Un exemple de mesure est donné sur la Figure II. 54. C’est un exemple de mesure sur les courbures de fibres optiques insérées dans un tricot avec la méthode trame partielle. D’abord l’outil « cercle passant par trois points » a été utilisé pour dessiner la courbure formé par la fibre optique. Ensuite, le diamètre de cette courbure est mesuré avec l’outil « longueur » et l’angle de courbure est mesuré avec l’outil « angle ».

Ø fibre optique mesuré (I-J) : 0,12 Ø fibre optique réel : 0,25 mm Echelle : 0,48

Rayon de macro-courbure mesuré (F-E) : 1,37 Rayon de macro-courbure réel : 2,85 mm Angle de macro-courbure : 95,47° Ratio : g ⁡ ⁡ r ⁡ ur ur r y ⁡ ⁡ r ⁡ ur ur

= ⁡

Figure II. 54. Méthode de mesure de l’angle et le rayon de macro-courbure (a), et la présentation de mesures (b).

Pour comparer les macro-courbures parmi les différents échantillons, il faut utiliser le ratio de l’angle de courbure et le rayon de macro-courbure.