Qu'indique la courbe caractéristique, ou courbe de densité ?
La courbe caractéristique, aussi appelée courbe de densité, représente la relation entre l'e
xposition et la densité. L'exposition (E) désigne la dose de rayonnement au niveau de l'émulsion d'un film. Ce
tte valeur correspond au produit de l'intensité de rayonnement (Io) et du temps d'exposition (t), où : E = Io x t
Le rapport entre différentes expositions et les densités associées n'est généralement pas représenté sur une échelle linéaire mais logarithmique, c'est-à-dire densité D par rapport à log E.
La courbe est obtenue en appliquant des expositions croissantes à une série de zones successives sur une bande de film, où chaque exposition correspond à un facteur donné (par exemple 2), supérieur au précédent. Après développement, les densités (D) sont mesurées à l'aide d'un densitomètre, puis définies par rapport aux valeurs logarithmiques des expositions correspondante
s (log E). Les points obtenus sont enfin reliés par une courbe continue. Il n'est pas nécessaire de connaître les valeurs d'exposition absolues. Les valeurs relatives peuvent être utilisées. Pour une int
ensité de rayonnement fixe, seul le temps d'exposition sera ainsi modifié.
La densité (D) d'une émulsion photographique n'augmente pas de manière linéaire avec l'exposition (E) sur la gam
me de densités complète, mais présente une forme telle que dans la figure 2-7. La partie inférieure de la courbe
(a-b) est appelée le « pied », la partie centrale (b-c) est appelée « partie rectiligne » et la parti
e supérieure (c-d) est appelée l'« épaule ».
L'épaule d'une courbe caractéristique s'appliquant à un film radiographique industriel correspond à des densités supérieures à 6. Puisque ces densités sont trop élevées pour une visualisation de film habituelle, la
courbe apparaît comme brisée à partir d'une densité D de 3,5.
Il convient de noter que la partie rectiligne (b-c) n'est pas réellement droite, mais poursui
t légèrement la tendance du pied de la courbe.
Gradient de la courbe de densité : la courbe de densité présente l'une des caractéristiques les plus importantes d'un film. L'inclinai
son de la courbe caractéristique en tout point est égale à celle de la tangente en ce
point. Cette inclinaison (a/b sur la figure 3-7) est appelée « gradient » GD, « facteur de contraste
» ou « gamma ».
Gradient moyen : la ligne droite qui relie deux points d'une courbe caractéristique, comme sur la figure 4-7, représente le gradient moyen du segment de la courbe entre ces deux points. Ce gradient (GD) correspond à la moyenne de tous les gradients du segment avec des valeurs de densité entre 3,50 et 1,50, et est une caractéristique commune aux films radiographiques de même type.
Pour tous les films (exemples D2 à D8), le gradient (a/b) augmente avec la densit
é pour une gamme de densités d'écrans de visualisation traditionnels de D<5.
Les types de films diffèrent. Cette tendance apparaît clairement si l'on trace le
s valeurs de gradient Gd selon la densité. On obtient alors les courbes gradient/densité illustrées à
la figure 5-7. Pour une sensibilité de film supérieure, le gradient diminue et la courbe de densité est ainsi
moins abrupte.
Pour une dose de rayonnement égale, une courbe plus raide indique une augmentation de la différence de densité et, pa
r conséquent, un contraste supérieur et une meilleure détectabilité des défauts. Afin d'obtenir un contraste élevé, il faut donc utiliser une radiographie avec la densité la plus élevée possible tout en restant dans la gamm
e de densités acceptables pour l'écran de visualisation, afin de ne pas compromettre la lecture du film.
La plupart des codes de bonnes pratiques recommandent ainsi des densités comprises entre 2,0 et 3,0 dans la zone concer
née de l'image. Le tableau 1-7 présente la perte de contraste sur un film standard pour des valeurs de densité int
érieures à 3,0.
L'échantillon de la figure 6-7 (comportant une petite marche) est radiographié avec un temps d
'exposition induisant une différence de densité de 0,5 (B moins A). En conservant le même type de film e
t la tension de tube, si nous prolongeons maintenant le temps d'exposition, alors la différence de densité
sera de 0,9 (D moins C). Par conséquent, la deuxième radiographie présentera un contraste plus élevé.
Impact des conditions de développement sur la courbe de densité : la courbe caractéristique d'un film radiographique n'est pas seulement déterminée par les caractéristiques de l'émulsion, mais aussi par la manière dont est développé le film. Les paramètres susceptibles d'influencer la courbe caractéristique sont le temps et la température de développement, la concentration du révélateur et l'agitation.
Ainsi, l'impact du temps de développement sur la vitesse (facteur d'exposition relative), l
e contraste et le voile, peut être observé sur la figure 7-7. Initialement, la vitesse et le contraste sont fai
bles jusqu'à environ 4 minutes. Ils augmentent toutefois rapidement avec le temps de développement.
À partir de 8 minutes, une nouvelle augmentation du temps de développement donne lieu à une présence plus impor
tante du voile en arrière-plan et ainsi à une baisse du contraste.
Même s'il est possible de compenser, dans une certaine mesure, des écarts mineurs par rapport à une exposition au rayonnement correcte en adaptant le temps de développement, une durée fixe est habituellement maintenue. La durée standard de développement manuel est de 5 minutes. Le type de révélateur, l'agitation du f
ilm dans la cuve et la température ont aussi un impact sur la densité. C'est pourquoi le processus de développement doit de préférence être normalisé, voire automatisé. Dans la plupart des cas, dévier des con
ditions de développement optimal conduit à une baisse de la qualité d'image.
