mesure brute mesure corrigee
5.4 Traitement des données issues des caméras intensifiées
Fig. 5.13 – Position des bords de la flamme déterminés à partir de la ligne de crête sur l’image filtré : à gauche, incrustation de ces limites sur l’image de la zone d’intérêt, à droite, incrustation des limites sur l’image filtrée. On remarque, ici aussi, le bon résultat du traitement
l’agencement de tous ces éléments. En pratique, on fait la moyenne sur les bords de flamme extraits sur chaque image, cas traiter l’image moyenne induisait un biais du fait du bruit généré par les particules.
Fig.5.14 – Recoupement synthétique des données issus des différents traitements : ici, on a superposé toutes les informations déterminées. Pour des raisons de lisibilité, on ne présente cette vue que pour l’image filtrée : les flèches noires sont le champ de vitesse calculée par P IV , les lignes pleines noires les contours de la flamme, la droite blanche la ligne centrale de l’écoulement déterminé auparavant.
5.4 Traitement des données issues des caméras intensifiées
Ayant, pour d’autres moyens de mesure, également pu déterminer des zones d’activité chimiques, ayant des propriétés topologiques voisines, on peut dès lors comparer les données
obtenues à partir de l’image P IV à celles obtenues par imagerie directe, notamment en appliquant à toutes ces images le même traitement. Nous y reviendrons au cours de la section suivante, consacrée au traitement de l’imagerie intensifiée et sa mise en valeur.
5.4.1 Présentation et position du problème
X (px) X (px) 100 200 300 400 500 600 700 800 50 100 150 200 250 300 350 400 450 X (px) X (px) 100 200 300 400 500 600 700 800 50 100 150 200 250 300 350 400 450
Fig. 5.15 – Images typiques fournies par les caméras intensifiées utilisées pour la SES OH∗
(à gauche) et SES CH∗
(à droite. Ces images sont normalisées.
Au cours des campagnes expérimentales, nous avons utilisé un ensemble de techniques métrologiques faisant appel à des caméras intensifiées : la SES OH∗
et CH∗
. Les principes de ces techniques ayant été explicités auparavant, nous n’y reviendrons pas, mais, comme les données recueillies sont de même nature, il parait tentant de leur administrer un post-traitement commun. C’est effectivement ce que nous avons fait, et c’est ce post-traitement que nous présentons au cours de cette section. Sur la figure 5.15, on voit des échantillons typiques d’images obtenues par l’emploi de ce type de caméra. On y remarque la présence d’un halo lumineux, correspondant dans les faits à une activité chimique. Immédiatement, une comparaison avec les données de la flamme mise en évidence avec la P IV s’impose : elles ont toutes deux des structures topologiques voisines, tout en apparaissant beaucoup moins bruitées. Aussi, une grande partie des méthodes développées pour l’extraction de données de l’imagerie P IV pourra être, moyennant des modifications mineures, réutilisées ici. Plusieurs problèmes nécessitant une réponse spécifique, se posent alors. On pourra argumenter que la méthode est très intensive pour un résultat somme toute mitigé, mais comme, chronologiquement parlant, les outils existaient déjà, l’adaptation a été rapide.
Tout d’abord, il y a le problème de la détermination de la ligne centrale. En effet, pour la P IV , nous disposons, pour chaque image à traiter, du champ de vitesses à disposition, de sorte qu’en employant la solution décrite ci avant, nous pouvions déterminer une ligne centrale la plus probable. Ici, comme le champ de vitesses n’est pas connu, nous n’avons pas cette facilité. Comme nous avons pu le mettre en exergue sur les cas de P IV , la ligne géométrique n’est pas la ligne centrale, aussi, notre traitement, dans son recueil de données
5.4 Traitement des données issues des caméras intensifiées 141
vers le milieu de l’image, doit prendre en compte ces problèmes. Par ailleurs, se pose le problème de la localisation des diverses émissions lumineuses. En effet, pour la P IV , nous avions le confort de pouvoir déterminer, pour chaque cas étudié, la position du point de stagnation, et, comme nous nous sommes résolus à moyenner dans un repère géométrique lié à lui, de fait, la question de la comparaison des données ne se pose pas. Ici, pareille chose n’est pas possible, de sorte qu’il nous faut nous caller, pour le repérage des positions, à un point de repère fixe. Enfin, se pose le problème de la comparaison des données d’imagerie, d’une part entre elles, et d’autre part avec la P IV : à part pour les cas de métrologie SES ou deux caméras étaient à disposition, et ou il était donc possible de coupler les acquisitions des deux caméras, la plupart des mesures ont été effectuées séparément. De fait, on ne pourra, dans ces cas-là, comparer que les mesures moyennes, et les moments statistiques de celles-ci.
Ce chapitre étant consacré à l’automatisation de l’extraction des données, il convient de se poser, ici aussi, la question des données que nous souhaitons mettre en évidence, et dans quelle mesure ceci pourra être confié à une machine. Paradoxalement, l’information automatisable obtenue par caméra intensifiée est moins riche que l’imagerie P IV . Ainsi, les propriétés mesurables sont les épaisseurs des zones de réaction, ainsi que leur position mutuelle les unes par rapport aux autres. Comme il est question d’épaisseur, il nous faudra un critère moyen pour pouvoir comparer, et cette comparaison devra se faire en un lieu spécifique, afin de ne pas biaiser les mesures. Ce lieu devra être au voisinage de l’axe central de l’écoulement, afin de pouvoir mettre en relation les données de l’imagerie avec celles de la SES. Au final, on voit donc que la problématique principale de cette partie tient dans un problème de recalage des données, et de construction d’indicateurs de mesure. Voyons comment ces traitements ont pu être automatisés.
5.4.2 Algorithmique du traitement utilisé
Nous voulons mettre en évidence un certain nombre de grandeurs ayant trait à l’épais-seur et à la position de la flamme. Le traitement se décompose donc en deux parties, conceptuellement distinctes : la détection des limites géographiques de la flamme, suivi du traitement de ces limites. Comme le problème de la détection a déjà été résolu pour la P IV , nous pouvons capitaliser sur le travail accompli, en y portant quelques modifications. Une fois ces contours détectés, nous leur appliquons un autre traitement, que nous allons décrire ici.
1. détection des contours : Comme déjà dit auparavant dans la partie introductive, les grandes étapes de traitement sont les mêmes, celui-ci peut être décomposé comme suit :
(a) isolation d’une zone d’intérêt ;
(b) détection des contours sur cette zone.
La partie détection du traitement est exactement la même que pour la P IV , on uti-lise, pour pouvoir par la suite comparer, les mêmes valeurs limites pour la détection des contours de " flamme ". Le seul changement majeur réside dans détermination de la zone d’intérêt. Ayant découvert que la zone de présence possible de l’artéfact lumineux est beaucoup plus importante, la hauteur de la zone d’intérêt a été nota-blement agrandie. Par ailleurs, comme nous avons pu constater que la moyenne des lignes moyennes (cf. partie consacrée au traitement P IV ) se situe aux alentours de la ligne géométrique moyenne, et que d’autre part nous ne voulons comparer que des grandeurs étant des moyennes statistiques, nous avons décidé de nous restreindre au voisinage géométrique de la moyenne de la ligne moyenne. Ainsi, notre zone d’intérêt a une topologie quelque peu différente du précédent traitement (cf. 5.16, à comparer avec 5.2 et 5.8 pour la P IV ). Ce choix de la zone de réaction permet également d’avoir une zone lumineuse ne présentant, sur la zone d’investigation, qu’une courbure très faible.
Fig. 5.16 – Présentation de la position de la zone d’intérêt du traitement (à gauche, en rouge), ainsi que de la ligne de crêtes déterminée sur cette zone découpée (à droite, la ligne rouge). Les contours de la flamme ne sont pas présentés ici, pour des raisons de lisibilité.
2. Débruitage : Les signaux obtenus par SES étant nettement moins bruités que ceux de la P IV , on passe le filtrage horizontal de minimum local précédemment défini, afin d’éliminer les parasites expérimentaux. Ensuite, on procède de la même façon que pour la P IV , pour obtenir successivement la ligne de crêtes, puis les contours. Ici aussi, la valeur du seuil de détection RLP LF est choisi, de façon empirique égale à 2. La figure 5.16 présente un exemple de détection de la ligne de crête. A l’issue du traitement, on obtient les coordonnées des limites de zones lumineuses CH∗
et OH∗ .