Validation de la nouvelle méthode sur des essais à froid 142

A. Mouvement de translation

L’échantillon (une éprouvette Taboo) est placé sur une table de translation munie d’une vis micrométrique. Le spot laser est projeté sur l’éprouvette afin de produire le mouchetis. Des translations sont alors appliquées sur l’échantillon via la vis micrométrique. Celle-ci permet de réaliser des déplacements minimum de 0,5 μm et sa précision est de l’ordre du dixième de micron. Nous avons réalisé différents tests pour différentes valeurs de translation. Une première série pour des translations comprises entre 2 et 20 μm. Une deuxième série pour des translations plus importantes, de 60 μm à 1,5 mm. Les résultats obtenus par corrélation d’image à l’aide de l’algorithme CC-CS sont présentés Figure 93. Pour la série de faibles translations, en considérant la résolution de la caméra, les déplacements imposés sont compris entre 0,26 et 2,6 pixels.

Figure 93: résultats en translation pour de faibles déplacements a) et pour de plus grands déplacements b)

Ceci montre à nouveau l’efficacité de l’algorithme lorsqu’il s’agit de mesurer des déplacements inférieurs au pixel. Pour des translations plus importantes, nous remarquons

5. Dispositif de mesure installé au Cemef

que les résultats sont concordants jusque 1mm environ. Au-delà de ce niveau de translation, l’image initiale et finale diffèrent trop l’une de l’autre (Figure 93b).

B. Essais de traction à froid

Une éprouvette (Figure 94) entaillée de 25 mm de large, 120mm de long et 1mm d’épaisseur a été utilisée pour des essais de traction à froid sur une machine hydraulique Dartec.

Un côté de l’éprouvette a été recouvert d’un mouchetis de peinture noire et blanche, tandis que l’autre côté a été éclairé par le spot laser. Sur la Figure 95, on présente l’éprouvette placée sur la Dartec. La face visible est celle recouverte de speckles. Les images telles qu’elles sont observées et enregistrées sont montrées de part et d’autre de la photo du montage. Différentes images à différents temps ont été enregistrées. Différentes comparaisons ont été réalisées sur ces essais, dans le but de vérifier la méthode et l’algorithme.

Figure 94 : éprouvette en acier inox utilisée pour les essais de traction à froid

Figure 95 : montage utilisé sur la Dartec, deux caméras, deux types de mouchetis. A gauche le mouchetis laser enregistré par la première caméra, à droite le mouchetis

peinture enregistré par l’autre caméra.

Chapitre 4 :Mesure de déformation par corrélation d’images de speckles laser

Notre algorithme ainsi que l’algorithme commercial Aramis ont été utilisés sur la surface peinte des éprouvettes. Les cartes de déplacement ainsi qu’une coupe transversale du déplacement sont présentées Figure 96 . Dans les deux cas, les résultats s’avèrent être similaires.

On peut néanmoins noter de petites différences : d’une part sur le champ issu de analyse CC-CS certaines zones sont aberrantes, cela vient probablement du fait qu’à ces endroits la taille des sub-images choisies était insuffisante par rapport au mouchetis pour satisfaire la condition de taille de pattern convenable. Ceci n’est pas observé sur les images traitées par Aramis, cela vient sans doute de l’algorithme qu’utilise Aramis. En effet le maillage de l’éprouvette en sub-images n’est pas séquentiel sur Aramis, mais plus aléatoire en partant de certains points où le taux de corrélation est le meilleur.

D’autre part on remarque un décalage sur la fin de la courbe. Il semble que ce décalage puisse aussi être expliqué par la méthode de maillage qu’utilise Aramis. Avec notre algorithme les bords sont moins bien pris en compte, puisque les derniers cadres ont une partie qui dépasse la zone d’analyse.

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c)

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5. Dispositif de mesure installé au Cemef

Figure 96: distribution du déplacement vertical obtenu sur un mouchetis peinture. Analyse par Aramis (a) et avec notre algorithme (b). En bas, comparaison des courbes de

déplacement (c)

b) Comparaisons des résultats obtenus sur le mouchetis laser Dans cette partie, nous considérons uniquement la face couverte par un mouchetis laser. Les déplacements enregistrés sur cette face sont analysés avec les deux algorithmes décrits et utilisés dans le paragraphe précédent. Les résultats présentés par la Figure 97, montrent un bon accord entre les champs de déplacement. Ceci se vérifie sur le graphique du déplacement longitudinal. On remarque néanmoins une différence sur les champs obtenus. En effet sur le champ de déplacement obtenu à l’aide de Aramis, certaines zones du mouchetis n’offrent pas une qualité suffisante pour être dépouillées. En fait, comme Aramis se base sur un coefficient de corrélation, si celui-ci n’arrive pas à être suffisamment minimisé les zones d’analyse n’apparaissent pas. Ceci provient certainement d’un mauvais contraste dans les zones en question. A la vue de ces résultats, notre algorithme semble être plus performant et plus robuste que l’algorithme commercial pour des speckles laser.

Figure 97 : champ de déplacement vertical déterminé grâce à Aramis (droite-haut) et grâce à l’algorithme hybride (droite-bas). A gauche la comparaison des courbes de déplacement.

) )

Chapitre 4 :Mesure de déformation par corrélation d’images de speckles laser

Figure 98: a) surface peinte en noir et blanc et son équivalent sur la face opposé, éclairée par un laser b) comparaison des déplacements obtenus sur les deux faces, en utilisant les

deux techniques et les deux algorithmes

c) Comparaison des résultats sur les deux mouchetis (peinture et speckles).

On considère deux images, une initiale et une déformée, et ce pour le mouchetis peinture ainsi que pour le mouchetis laser. On a donc quatre images, deux sur chacune des deux faces. Ces images sont analysées deux à deux. L’analyse du mouchetis peinture est réalisée avec Aramis, l’analyse du mouchetis laser est faite grâce à notre algorithme. La Figure 98 montre une comparaison du déplacement selon un profil longitudinal des déplacements obtenus respectivement à partir d’Aramis et de l’algorithme CC-CS. Ces courbes ont été obtenues après un recalage du 0 entre le déplacement mesuré sur la face peinte et celui mesuré sur la face éclairée par le laser. On note qu’après recalage les résultats obtenus sont très proches.

En conclusion de ces essais de validation à froid, on note d’une part, comme les essais de translation nous l’ont montré, que la gamme de mesures offerte par cette technique est assez large, ce qui rend possible l’utilisation de cette méthode pour des vitesses de déformations plus élevées que celles rencontrées dans nos essais. Quant aux validations croisées menées sur les essais de traction à froid, elles nous ont permis de mettre en évidence la fiabilité aussi bien de la méthode des speckles que de l’algorithme utilisé.