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Instrumentation, Mesure, Métrologie

1631-4670
Revue des Systèmes
 

 ARTICLE VOL 4/3-4 - 2004  - pp.43-88
TITRE
Mesure tridimensionnelle de champs cinématiques par imagerie volumique pour l'analyse des matériaux et des structures

RÉSUMÉ
Les techniques de corrélation d’images surfaciques sont étendues à l’analyse de données volumiques obtenues par microtomographie X de résolution micrométrique ou, pour les matériaux transparents, par reconstruction sériée avec un éclairage laser plan. Le contraste d’image local est fourni par des marqueurs beaucoup plus petits que les dimensions caractéristiques des gradients à analyser, dont on vérifie par simulation qu’ils ne perturbent pas notablement ces derniers. Pour la tomographie, on ajoute aléatoirement des particules plus denses alors que des diffuseurs optiques sont introduits dans les matériaux transparents. La résolution de mesure, évaluée sur des mouvements rigides, peut descendre à 0,01 voxel, mais se dégrade fortement sur des images bruitées. De nouveaux critères d’appariement, moins sensibles au bruit, sont discutés. Les applications présentées concernent des échantillons plastiques homogènes plats ou entaillés sous traction, ainsi que des composites à matrice métallique et renforts particulaires.

ABSTRACT
Surface digital image correlation techniques are extended to the analysis of volume data obtained from X-ray computed tomography with micrometric resolution or serial reconstruction obtained under plane laser illumination for transparent materials. The local image contrast is provided by markers much smaller than the characteristic dimensions of the gradients to analyze and which do not disturb notably the latter, as checked by numerical simulations. In case of computed tomography, small dense particles are randomly added, while optical scatterers are used in transparent materials. The resolution of the displacement measurement, evaluated on rigid body motions, can be close to 0.01 voxel but can be strongly degraded on noisy images. New matching criteria, less sensitive to noise, are proposed and discussed. Presented applications concern plastic homogeneous flat or notched samples under tension, as well as particulate metal matrix composites.

AUTEUR(S)
Michel BORNERT, Jean-Marc CHAIX, Pascal DOUMALIN, Jean-Christophe DUPRÉ, Thierry FOURNEL, Dominique JEULIN, Eric MAIRE, Maxime MOREAUD, Hervé MOULINEC

MOTS-CLÉS
microtomographie aux rayons X, diffusion laser, images tridimensionnelles, voxel, correlation d’images numériques, marqueurs, mesure de champs de déformation, résolution, échantillons entaillés, élastoplastique, composite à matrice métallique, matériaux transparents, loi bivariable.

KEYWORDS
X-ray computed microtomography, scattered light, three dimensional images, voxel, digital image correlation, markers, full field strain measurements, resolution, notched samples, elastoplastic, metal matrix composites, transparent materials, bivariate distribution.

LANGUE DE L'ARTICLE
Français

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