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CORRELI STC®, un logiciel dédié à la métrologie des déformations mécaniques
Le logiciel de stéréocorrélation CORRELISTC ® est le fruit d'un partenariat entre le LMT Laboratoire de Mécanique et Technologie de l'Ecole Normale Supérieure de Cachan, EADS- IW et HOLO3. Il a été développé dans le cadre du projet VULCOMP soutenu par l'ANR et dédié à la vulnérabilité des composites.
Dernier né des développements d'HOLO3 ce logiciel de corrélation d'image permet, à partir d'une simple paire de caméras numériques de cartographier de manière très fine le champ de déplacement à la surface d'une pièce mécanique (ou de n'importe quel objet) soumise à une sollicitation externe (effort mécanique, échauffement,..). Il donne aussi la possibilité de plusieurs post traitements tels que la création de jauges virtuelles, de profils. Les enregistrements peuvent être réalisés en quasi-statique (caméras standards) ou en dynamique (vidéo rapide).
Outre le développement d'une interface orientée vers un usage industriel, un effort important a été consacré à l'aspect métrologique. L'information de base fournie par un système de stéréocorrélation est une cartographie de déplacement dont l'unité est le pixel caméra. Le passage à des données millimétriques est réalisé grâce à une phase de calibrage rigoureuse mais néanmoins relativement simple à mettre en oeuvre. Les déplacements en tout point de la surface peuvent ainsi aisément être mesurés avec par exemple une résolution d'une dizaine de micromètres pour un champ analysé de 800x800 mm.
L'autre grandeur intéressant le concepteur d'une pièce mécanique est la déformation mécanique sous sollicitation. Dans le cas de la stéréocorrélation d'images elle s'obtient par des dérivations d'ordre un du champ de déplacement. On accède ainsi à des cartographies complètes de toutes les composantes du tenseur des déformations. Bien sûr, la notion de jauge de déformation, chère au mécanicien a été reportée dans le logiciel CORRELISTC® ; il s'agit ici de jauge « virtuelle » que l'on peut placer a posteriori (après l'essai) en tout point de la surface et dans l'orientation que l'on veut. Au-delà de l'allongement dans la direction de la jauge, la jauge « virtuelle » fournit également d'autres informations : déplacement X,Y,Z, allongement dans la direction perpendiculaire, composantes du tenseur des déformations, directions principales,...L'aspect métrologique des déformations a aussi été largement étudié : de nombreuses comparaisons entre les informations de jauges « virtuelles » et de jauges réelles collées sur la surface ont montré des écarts ne dépassant pas 0,02 %, y compris pour de grandes déformations.... pour lesquelles les jauges réelles se décollent parfois.
Enfin, le gros intérêt de cette technologie est la possibilité de comparer de façon globale des données expérimentales à des données de simulation type éléments finis et permettre ainsi un recalage fin de modèles de simulation.
HOLO3 est le Centre de Transfert de Technologies (CRITT) qui valorise les innovations issues du monde de la Recherche dans le domaine de l'optique, telles que : Numérisation 3D / Interférométrie de speckle / Imagerie multi-spectrale / Réalité Virtuelle / Tracking vidéo / LIBS / Imagerie infrarouge/ Corrélation d’image. Le centre conçoit des équipements industriels basés sur l'optique, conduit des opérations de recherche appliquée et réalise quotidiennement des prestations métrologiques à la demande.
Dernier né des développements d'HOLO3 ce logiciel de corrélation d'image permet, à partir d'une simple paire de caméras numériques de cartographier de manière très fine le champ de déplacement à la surface d'une pièce mécanique (ou de n'importe quel objet) soumise à une sollicitation externe (effort mécanique, échauffement,..). Il donne aussi la possibilité de plusieurs post traitements tels que la création de jauges virtuelles, de profils. Les enregistrements peuvent être réalisés en quasi-statique (caméras standards) ou en dynamique (vidéo rapide).
Outre le développement d'une interface orientée vers un usage industriel, un effort important a été consacré à l'aspect métrologique. L'information de base fournie par un système de stéréocorrélation est une cartographie de déplacement dont l'unité est le pixel caméra. Le passage à des données millimétriques est réalisé grâce à une phase de calibrage rigoureuse mais néanmoins relativement simple à mettre en oeuvre. Les déplacements en tout point de la surface peuvent ainsi aisément être mesurés avec par exemple une résolution d'une dizaine de micromètres pour un champ analysé de 800x800 mm.
L'autre grandeur intéressant le concepteur d'une pièce mécanique est la déformation mécanique sous sollicitation. Dans le cas de la stéréocorrélation d'images elle s'obtient par des dérivations d'ordre un du champ de déplacement. On accède ainsi à des cartographies complètes de toutes les composantes du tenseur des déformations. Bien sûr, la notion de jauge de déformation, chère au mécanicien a été reportée dans le logiciel CORRELISTC® ; il s'agit ici de jauge « virtuelle » que l'on peut placer a posteriori (après l'essai) en tout point de la surface et dans l'orientation que l'on veut. Au-delà de l'allongement dans la direction de la jauge, la jauge « virtuelle » fournit également d'autres informations : déplacement X,Y,Z, allongement dans la direction perpendiculaire, composantes du tenseur des déformations, directions principales,...L'aspect métrologique des déformations a aussi été largement étudié : de nombreuses comparaisons entre les informations de jauges « virtuelles » et de jauges réelles collées sur la surface ont montré des écarts ne dépassant pas 0,02 %, y compris pour de grandes déformations.... pour lesquelles les jauges réelles se décollent parfois.
Enfin, le gros intérêt de cette technologie est la possibilité de comparer de façon globale des données expérimentales à des données de simulation type éléments finis et permettre ainsi un recalage fin de modèles de simulation.
HOLO3 est le Centre de Transfert de Technologies (CRITT) qui valorise les innovations issues du monde de la Recherche dans le domaine de l'optique, telles que : Numérisation 3D / Interférométrie de speckle / Imagerie multi-spectrale / Réalité Virtuelle / Tracking vidéo / LIBS / Imagerie infrarouge/ Corrélation d’image. Le centre conçoit des équipements industriels basés sur l'optique, conduit des opérations de recherche appliquée et réalise quotidiennement des prestations métrologiques à la demande.
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Déformations longitudinales d'une éprouvette en aluminium
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