Tubes et dispositifs à image fabriqués en Isère

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Les tubes et dispositifs à image

Une évocation de la production à Saint-Égrève


Le prochain schéma montrera les principaux produits conçus et fabriqués par Thomson-CSF sur le site Émile Girardeau. Ils sont répartis autour du spectre des ondes électromagnétiques. Ils entrent dans deux catégories distinctes :
- d’une part des tubes capteurs d’image
- et d’autre part les tubes et dispositifs de restitution d’image.
Ce sont ces différentes catégories de produit que nous allons détailler maintenant.

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Répartition des produits du centre Emile Girardeau autour du spectre des ondes électromagnétiques

Répartition des produits du centre Emile Girardeau autour du spectre des ondes électromagnétiques


Les produits fabriqués à Saint-Égrève


Dans la catégorie des capteurs d’image ont été développés des tubes pour la vision nocturne (IIL et Nocticons), pour la télévision (Vidicons), pour l’imagerie thermique (Pyricon) et pour l’imagerie rayon X (IIR).
Puis sont apparus les CCD qui ont remplacé progressivement les tubes caméra et des détecteurs plans sont en train de remplacer les IIR en radiologie.
Dans la catégorie des afficheurs d’image sont rassemblés des tubes à rayons cathodiques (écran radar, oscilloscopie, imageurs pour l’avionique). Des lumiplaques ont été fabriquées pendant une période pour afficher des informations sur des écrans plats, puis les écrans plasma et LCD ont pris la place dans le domaine de l’imagerie plane.

Des premiers intensificateurs d'image pour vision nocturne au premier intensificateur d'image radiologique

Des premiers intensificateurs d'image pour vision nocturne au premier intensificateur d'image radiologique


Historique des intensificateurs d'image


Les chars allemands en 1944 lors de la bataille des Ardennes étaient équipés avec des intensificateurs d’image infra-rouge. Ils éclairaient le champ de bataille avec des projecteurs infra-rouge et cela leur permettait de reprendre la nuit le territoire qu’ils avaient perdu le jour.
Après la guerre, cet appareil a donné des idées aux chercheurs de l’époque. Si on a pu rendre visible l’infra-rouge, pourquoi ne pas utiliser le même principe pour les rayons X ? Et l’intensificateur d’image a été adapté pour la radiologie médicale.

Schéma de fonctionnement d'un IIL

Schéma de fonctionnement d'un IIL

Un IIL de deuxième génération

Un IIL de deuxième génération


Les intensificateurs d'image lumineuse


Un intensificateur d’image lumineuse (IIL) est donc un instrument qui amplifie la lumière, c’est-à-dire capte la lumière ambiante même très faible et la transforme en une lumière beaucoup plus intense.
Le principe de fonctionnement de ce tube est le suivant :
1- Une optique capte le peu de lumière ambiante, visible ou infrarouge.
2- La lumière collectée est envoyée sur la face d’entrée du tube intensificateur d’image.
3- L’énergie de la lumière est absorbée par une mince couche d’atomes de césium et d’antimoine, la photocathode, qui libère des électrons dans le vide du tube.
4- Ces électrons sont attirés par une tension positive très élevée (16000 Volts). Ils sont ainsi accélérés dans l’espace entre la face d’entrée et la face de sortie du tube où il y a le vide
5- De l'autre côté du tube intensificateur, les électrons frappent un écran recouvert de grains de luminophores. Du fait de leur énergie élevée ils libèrent ainsi un grand nombre de photons.
C’est ainsi que fonctionnaient les tous premiers IIL. Des perfectionnements ont été ensuite introduits comme les micro-canaux, de petits tubes dans lesquels les électrons se multiplient.

Vidéo sur la fabrication des IIL.
Principe de fonctionnement de l'IIR

Principe de fonctionnement de l'IIR

Mise en oeuvre d'un IIR

Mise en oeuvre d'un IIR


Les intensificateurs d'image radiologique


L'idée première de l'intensificateur d'image radiologique était de visionner avec un IIL la faible lumière obtenue sur une plaque scintillatrice d'un équipement de radiologie lorsqu'on baisse l'intensité des rayons X pour ne plus nuire au radiologue ni au patient.
Puis l'IIR est né quand on a su incorporer le scintillateur à l'écran d'entrée des tubes IIL. En 1951, Lucien Guyot, ingénieur travaillant à l'époque à Radio Industrie, eu l’idée "lumineuse" de déposer le scintillateur X sur la face convexe d’un fin ménisque en verre pour l’isoler de la photocathode réalisée sur la face concave.
Le scintillateur et la photocathode étaient en effet chimiquement incompatibles. L’IIR ainsi réalisé présentait un gain de 800 au lieu de 100 pour les produits antérieurs !
Ce fut le début d’une longue histoire industrielle depuis Thomson-Houston qui racheta Radio Industrie, puis Thomson-CSF et enfin Thales Electron Devices, toujours leader mondial dans le domaine des intensificateurs d’image radiologiques.

Vidéo sur le fonctionnement d'un IIR.
L'iconoscope de Vladimir Zworykin

L'iconoscope de Vladimir Zworykin

Les tubes caméra fabriqués par Thomson-CSF

Les tubes caméra fabriqués par Thomson-CSF


Les tubes caméra (TC)


Vladimir Zworykin développe en 1934 l’iconoscope, puis le super-iconoscope : ce sont les premiers tubes caméras.
RCA réalise le premier tube vidicon en 1950.
En quelques mois, un premier vidicon est développé à Radio Industrie en 1952 par Lucien Guyot.
Thomson, CSF, puis TH-CSF ont fabriqué ensuite des millions de tubes caméras sur le site de Saint-Égrève, puis sur celui de Moirans.

Vidéo sur la fabrication des tubes caméra.
Différents TRC Thomson-CSF

Différents TRC Thomson-CSF

Schéma de fonctionnement d'un TRC

Schéma de fonctionnement d'un TRC


Les tubes à rayons cathodiques (TRC)


De très nombreux tubes à rayons cathodiques pour applications professionnelles ont été fabriqués sur le site de St Egrève. L'image ci-contre en présente quelques modèles pour des applications très diverses : de l'écran radar à l'écran d'oscilloscope en passant par les tableaux de bord d'avion.
Tous fonctionnent sur le même principe : une cathode chauffée par un filament émet des électrons qui sont accélerés, focalisés et orientés en un faisceau dans un enceinte en verre dans laquelle on a fait le vide.
En frappant la couche luminscente déposée sur l'écran de sortie le faisceau d'électron fait apparaître une image formée des différents points lumineux où s'effectue l'impact. L'ancêtre du tube à rayons cathodique est le "Tube de Crookes" où la première image était l'ombre d'une croix de Malte sur la paroi en verre.
C'est en étudiant les propriétés de ce faisceau générateur de lumière dont la nature était encore inconnue que Wilhelm Röntgen découvrit les rayons X en 1895.

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