STAGE : Métrologie des prismes réflecteurs utilisés pour la mesure 3D au laser tracker
Synchrotron Soleil
Saint-Aubin, Jura
Internship
SOLEIL est le centre français de rayonnement synchrotron, situé sur le plateau de Saclay près de Paris. Il s’agit d’un instrument pluridisciplinaire et d’un laboratoire de recherche, ayant pour mission de conduire des programmes de recherche en utilisant le rayonnement synchrotron, de développer une instrumentation de pointe sur les lignes de lumière et de mettre celles-ci à la disposition de la communauté scientifique. Le synchrotron SOLEIL, outil unique à la fois en matière de recherche académique et d’applications industrielles, a ouvert en 2008. Il est utilisé annuellement par plusieurs milliers de chercheurs français et étrangers, à travers un large éventail de disciplines telles que la physique, la biologie, la chimie, l’astrophysique, l’environnement, les sciences de la terre, etc. SOLEIL s’appuie sur une source de rayonnement remarquable à la fois en termes de brillance et de stabilité. Cette Très Grande Infrastructure de Recherche (TGIR), partenaire de l’Université Paris-Saclay, est constituée en société « civile » fondée conjointement par le CNRS et le CEA.
Dans le cadre de son upgrade (amélioration de la machine), le Synchrotron Soleil se penche sur les solutions techniques qui seront retenues pour la future machine. A cette fin, le groupe Alignement/Métrologie commence à tester de nouveaux systèmes d’alignement qui permettront d’atteindre les futures exigences en termes de mise en position des différents composants de la machine. Un des premiers systèmes retenu pour l’alignement est le laser tracker qui permet de déterminer des positions en 3D dans un grand volume (une sphère de 60 m de rayon autour de l’instrument) et avec une extrême précision (suivant les conditions, quelques dizaines de micromètre seulement). Cet instrument est basé sur la mesure combinée de distance et d’angle et utilise un élément crucial pour la mesure : un prisme rétroréfléchissant. Ce prisme permet au faisceau laser émis par l’instrument de retourner vers sa source d’émission. Ce prisme fait partie inhérente du système de mesure et est à l’origine de nombreuses sources d’erreurs si ces dernières ne sont pas prises en considération (écart à la sphéricité, écart au diamètre, écart à la concentricité des centres géométriques et optiques, etc …). Les sévérités des tolérances pour l’alignement de SOLEIL II impose de connaitre chaque contributeur au bilan d’incertitude avec la plus grande finesse. La caractérisation des prismes à travers un processus fiable et robuste permettra d’assurer la traçabilité et la confiance requise pour cette tâche.
Objectif du stage :
L’objectif du stage est de développer la méthodologie qui permettra la caractérisation et le suivi métrologique des prismes réflecteurs utilisés par Soleil lors de mesures 3D au laser tracker.
Mission :
Pour commencer le candidat effectuera une recherche la plus exhaustive possible des prismes disponibles sur le marché, identifiera leurs caractéristiques principales et listera au travers une étude bibliographique l’ensemble des techniques utilisés pour les caractériser. Après une phase d’approvisionnement de prismes de différentes formes et qualité, de différents fournisseurs, le candidat développera et mettra en œuvre avec l’équipe Alignement/Métrologie les principales techniques de mesure qui permettront de déterminer si un prisme est de suffisamment bonne qualité pour l’utilisation que nous en attendons. Une fois ces techniques mis en œuvre, l’ensemble des prismes dont nous disposerons seront caractérisés et le meilleur sera sélectionné pour servir de prisme de référence. Ce prisme de référence sera ensuite utilisé pour évaluer par comparaison et directement avec le laser tracker, la qualité des nouveaux prismes dont nous ferons l’acquisition. L’incertitude de mesure du laser tracker liée au défaut du prisme sera alors déterminée. L’objectif visé est de maitriser cette incertitude à mieux que 2 µm pour que celle-ci puisse être négligée dans la suite de nos études.
Le candidat sera encadré par l’équipe Alignement/métrologie qui possède une forte expérience de la mesure au laser tracker.
Expérience / Connaissances souhaitées :
- Rigueur
- Travail en équipe
- Anglais lu
- Maitrise du pack office (Word, Excel PowerPoint)
- Compréhension des processus physiques utilisés par le laser tracker (interférométrie, codeur angulaire, temps de vol)
- Un plus si le candidat a des notions en métrologie
- Un plus si le candidat a des notions sur le Laser tracker
Formation envisagée : niveau BTS ou BUT minimum (mesure physique ou géomètre par exemple).
Durée du stage et période souhaitée : 6 mois en continu ou 1 an en alternance, dès que possible.