R´esultats et commentaires

La figure 2.11 page suivante montre une image originale (image I) de chemise et le r´esultat du filtre altern´e s´equentiel qui lui est appliqu´e (image P ). On voit que le filtrage n’a laiss´e que les plus grandes structures de l’image. En particulier on remarque un bande sombre qui traverse l’image d’en haut en bas. Elle peut ˆetre due a un l´eger d´efaut dans la circonf´erence du cylindre, ou `a un probl`eme dans le redressement des images (cf. section2.1 page25). En tout cas, ce type de structure reste secondaire et la d´ecomposition permet justement d’en faire abstraction.

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Ceci n’est pas rigoureusement vrai : lorsqu’on commence par appliquer la fermeture (c’est `a dire quand on utilise ΦN) on favorise l´eg`erement la texture des plateaux, en fermant les vall´ees, et r´eciproquement

lorsqu’on commence par l’ouverture on favorise les stries. Cette diff´erence est n´eanmoins n´egligeable dans ce cas.

2.4. D´ecomposition de la texture des chemises de moteurs

(a) image originale I (b) image filtr´ee P

Fig. _{2.11.: Illustration du filtrage d’une image de chemise (navette 12-pm) par le filtre} altern´e s´equentiel introduit ci-dessus

On remarque aussi que l’image r´esultante pr´esente des structures carr´ees : cet effet est artificiellement introduit par l’´el´ement structurant carr´e utilis´e. Il est possible d’´eliminer cet effet parasite, en ´echange d’un temps de calcul sup´erieur, en utilisant des filtres altern´es s´equentiels par reconstruction.

La figure2.12 montre le r´esultat de la d´ecomposition. Dans la figure 2.12(a) on voit l’image S des stries. On a fait ressortir, en les mettant en blanc, les pixels o`u l’image atteint ses valeurs maximales. On v´erifie ainsi que les plateaux entre stries sont d´esormais lisses, comme pr´evu.

Dans la figure 2.12(b) on a r´ecup´er´e justement la rugosit´e des plateaux (image T ). On remarque qu’elle est tr`es li´ee aux stries ; `a premi`ere vue on a l’impression que l’´etat

(a) stries S (b) texture des plateaux T Fig. _{2.12.: R´esultats de la d´ecomposition de la texture de l’image 12-pm}

de surface des plateaux est directement produit par les striations superficielles. Ceci apparaˆıt plus clairement dans la figure suivante.

Les images pr´ec´edentes sont reprises dans la figure2.13, mais cette fois-ci elles sont re- pr´esent´ees comme un relief ombr´e, ce qui est plus parlant pour le syst`eme visuel humain. Une analyse qualitative de ces images montre que l’´etat de surface des plateaux est dˆu

(a) chemise originale (b) chemise filtr´ee

(c) stries (d) texture des plateaux

Fig._{2.13.: Repr´esentation 3D de la d´ecomposition de la texture de l’image 12-pm}

essentiellement aux striations superficielles, et, dans une moindre mesure, aux bourrelets qui accompagnent les stries les plus profondes.

Granulom´etries r´esultantes

Il est int´eressant de comparer les granulom´etries des stries obtenues apr`es d´ecomposition avec celles des chemises brutes originales. Les r´esultats montrent en premier lieu qu’il y a peu de changement.

Ce r´esultat est tr`es int´eressant : il signifie que la texture des plateaux, telle qu’elle a ´et´e d´efinie `a l’aide de l’algorithme de d´ecomposition, n’a que tr`es peu d’effet sur les granulom´etries. Cette information sera tr`es utile au moment d’affiner la mod´elisation des stries. Cependant, ceci ne veut rien dire quant `a l’influence de cette texture sur les performances du piston.

2.4. D´ecomposition de la texture des chemises de moteurs Comparaison avec le filtrage par calcul de moyenne

Dans la section2.3.1page34une m´ethode de filtrage pour ne garder que les rayures des images a ´et´e introduite. Cette m´ethode ´etait bas´ee sur le calcul de la moyenne de l’image suivant les directions des rayures. Maintenant, `a l’issue de la d´ecomposition pr´esent´ee ci-dessus, on peut r´ecup´erer les stries.

Les granulom´etries des images originales sont tr`es proches des granulom´etries des stries obtenues en utilisant le filtre altern´e s´equentiel. Au contraire, les granulom´etries des images filtr´ees en calculant la moyenne suivant les directions des stries diff`erent de fa¸con importante des granulom´etries des images originales. Cette diff´erence est probablement due aux irr´egularit´es `a l’int´erieur mˆeme des stries. Ce caract`ere est pr´eserv´e par le filtrage altern´e s´equentiel, alors qu’il est effac´e par le filtre par moyenne.

Application `a l’analyse des chemises apr`es essais

Dans la section 2.2page 26il a ´et´e constat´e que les images correspondant aux navettes apr`es essais ´etaient l´eg`erement plus lisses que celles correspondant aux navettes avant essais, mais la diff´erence ´etait faible et peu probante.

Maintenant qu’un outil de s´eparation des deux textures est disponible, on peut calculer s´epar´ement le Ra des stries et celui des plateaux, et on peut ´etudier la diff´erence caus´ee par les essais. Les tableaux 2.7 et 2.8 ci-dessous donnent seulement les mesures de Ra des navettes pour lesquelles on dispose des images avant et apr`es essais. Premi`erement,

Navette 17 18 19 20

Point de mesure pm pmh pm pmh pm pmh pm pmh

Ra stries (µm) 0.40 0.52 0.25 0.38 0.42 0.57 0.30 0.49 Ra plateaux (µm) 0.14 0.18 0.07 0.10 0.09 0.14 0.07 0.14 Tab. _{2.7.: D´ecomposition de la texture : mesure de Ra pour les navettes avant essais}

Navette 17 18 19 20

Point de mesure pm pmh pm pmh pm pmh pm pmh

Ra stries (µm) 0.31 0.63 0.19 0.28 0.40 0.52 0.38 0.60 Ra plateaux (µm) 0.08 0.16 0.07 0.07 0.07 0.10 0.06 0.08 Tab. _{2.8.: D´ecomposition de la texture : mesure de Ra pour les navettes apr`es essais} il faut remarquer que, comme il ´etait pr´evisible, le Ra des stries est nettement plus ´elev´e que le Ra des plateaux.

Deuxi`emement, on constate une nette diminution du Ra des plateaux apr`es les essais, alors que le Ra des stries a l’air, en moyenne, de conserver le mˆeme ordre de gran- deur. Ceci est confirm´e par le calcul du Ra moyen pour chaque ligne des tableaux (cf. tableau 2.9page suivante). Il serait bon de confirmer ces r´esultat avec des mesures exp´e- rimentales suppl´ementaires. En particulier, l’´etude des relev´es topographiques au mˆeme endroit avant et apr`es essai donnerait avec plus de pr´ecision l’´evolution des surfaces.

Avant essais : Ra stries 0.42 µm Ra plateaux 0.12 µm Apr`es essais : Ra stries 0.41 µm Ra plateaux 0.9 µm

Tab._{2.9.: D´ecomposition de la texture : moyenne du Ra des stries et des plateaux avant} et apr`es essais

2.4.4. Conclusion

Une m´ethode de d´ecomposition de la rugosit´e des chemises en deux composantes, stries et texture des plateaux, a ´et´e d´evelopp´ee.

Il est int´eressant de remarquer que les courbes granulom´etriques des stries issues de cette d´ecomposition, et les courbes granulom´etriques des images initiales, sont tr`es si- milaires. On peut dire que vis `a vis des granulom´etries, la texture des plateaux est n´egligeable par rapport aux stries.

La m´ethode de d´ecomposition pr´esent´ee a permis de v´erifier que la texture des pla- teaux peut ˆetre consid´er´ee comme ´etant le r´esultat de striations superficielles. Cette observation est coh´erente avec la m´ethode d’usinage des chemises employ´ee. Il semble donc envisageable de simuler les stries profondes et la texture des plateaux avec le mˆeme mod`ele, pr´esent´e dans la section2.3page 34.

Par ailleurs, les mesures s´epar´ees de Ra pour les stries et les plateaux, avant et apr`es essais, montrent que l’usure provoqu´ee par ces tests lisse la texture des plateaux, mais que par contre ne touche que tr`es peu les stries. Il serait cependant prudent de confirmer ce r´esultat avec des mesures suppl´ementaires.

2.5. ´Etude du contact entre la chemise et le segment

L’outil d’´etude du contact entre deux solides et son application au cas concret du contact entre une chemise moteur et le segment coupe-feu est d´ecrit.

Cet outil permet premi`erement de simuler le contact entre deux solides. Ces der- niers sont repr´esent´es par leurs surfaces ext´erieures, connues `a l’´echelle microm´etrique. Deuxi`emement, l’outil permet de mesurer, en fonction de la distance entre les solides, le volume de l’espace interstitiel. Troisi`emement, toujours en fonction de la distance entre les solides, on peut mesurer la surface r´eelle de contact. Finalement, cet outil permet d’´etudier la g´eod´esie du milieu interstitiel, point de d´epart fondamental pour une ´etude post´erieure de la m´ecanique de la lubrification.