Centre Européen
de Recherche et d'Enseignement
des Géosciences de l'Environnement

Principe de la tomographie RX

La tomographie par rayons X (RX) est une technique d’imagerie non destructive, inventée en 1972 par Godfrey N. Hounsfield. Elle permet d'obtenir une description en 3 dimensions (3D) des structures internes d'un objet à partir d'une série de radiographies à 2 dimensions. Une radiographie est une image 2D en niveaux de gris de l'atténuation du faisceau de rayons X  par les différents matériaux composant l'objet. 

La radiographie 2D conventionnelle reproduit une ombre en 2 dimensions d’un objet 3D éclairé par un faisceau de rayons X (RX). Les rayons X pénètrent la matière et forment une image 2D par transmission. Les différents niveaux de gris de cette image correspondent aux différents niveaux d’absorption des RX. L’absorption des RX dépend de l’épaisseur, de la densité et de la composition chimique des parties de l’objet traversées. 

L'image de l'objet sur le détecteur (radiographie ou projection 2D) est agrandie jusqu'à 8000 fois. Le grandissement géométrique dépend des distances source-objet et objet-détecteur. Plus l'objet est positionné proche de la source et éloigné du détecteur, et plus il sera agrandi sur le détecteur permettant de visualiser des détails trés fins. Un grandissement optique supplémentaire peut etre obtenu en ajoutant un objectif devant le détecteur. 

 

Lors de l’acquisition d’un scan de tomographie RX, l’objet à visualiser est placé sur un plateau ou un axe tournant, entre une source de rayons X et un détecteur numérique. Le faisceau RX doit être suffisamment énergétique pour traverser l’objet. 
L’objet est ensuite mis en rotation, le détecteur numérique enregistre des centaines de radiographies RX 2D (de 721 à 3001) sous différents angles (de -180 à 180° ou de -90 à 90°). 

 

Puis, un algorithme mathématique reconstruit l’objet en 3 dimensions à partir de la pile de radiographies 2D.

 

En analysant le volume obtenu, il est possible de connaître les caractéristiques de la structure interne d’un objet, comme les dimensions, la forme, la position d’éléments les uns par rapport aux autres et de localiser des hétérogénéités et des défauts … et ceci sans détruire, ni couper l’objet.    

 

Exemple de visualisation d’un objet en 3D après analyse par micro-tomographie RX, reconstruction du volume et traitement des données 3D.