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Mesure de déplacements
Mesure en surface des déplacements par Corrélation d’Images
Numériques (CIN)
Mesure en surface La méthode présentée ici consiste à mesurer les composantes planes du déplacement d’une surface
plane. La CIN permet alors de déterminer les composantes planes du tenseur gradient de
transformation et d’accéder aux composantes planes du tenseur des déformations sous certaines
hypothèses (transformation axisymétrique ou isochore, petites déformations…)
Principe Cette technique consiste à appairer 2 images numériques représentant la surface d’un échantillon étudié
à 2 états distincts de déformation.
Correla
Un mouchetis surfacique d’origine naturelle (relief, texture…) ou artificielle (spray de peinture noire
ou blanche, relief d’attaque chimique…) présentant des gradients de niveaux de gris suffisants est
utilisé pour garantir la réussite du processus de corrélation.
Exemple de mouchetis
Références Les détails de notre technique de corrélation d’images numériques sont consultables dans les
publications suivantes :
BREMAND F.; COTTRON M.; DOUMALIN P.; DUPRE J.C.; GERMANEAU A.; VALLE V.;
« Mesures en mécanique par méthodes optiques », R1850 Editions Techniques de l’Ingénieur,
septembre 2011
BORNERT, M., BRÉMAND, F., DOUMALIN, P., DUPRÉ, J.-C., FAZZINI, M., GRÉDIAC, M.,
HILD, F., MISTOU, S., MOLIMARD, J., ORTEU, J.-J., ROBERT, L., SURREL, Y., VACHER, P.,
WATTRISSE, B.; « Assessment of digital image correlation measurement errors: Methodology and
results », Experimental Mechanics, 49 (3), 2009, pp 353-370
BARRANGER Y., DOUMALIN P., DUPRE J.C., GERMANEAU A.; « Strain Measurement by
Digital Image Correlation: Influence of Two Types of Speckle Patterns Made from Rigid or
Deformable Marks», Strain, 48(5), pp 357-365, 2012
Y. BELRHITI, A. GALLET-DONCIEUX, A. GERMANEAU, P. DOUMALIN, J.C. DUPRE, A.
ALZINA, P. MICHAUD, I.O. POP, M. HUGER, T. CHOTARD; « Application of optical methods to
investigate the non-linear asymmetric behavior of ceramics exhibiting large strain to rupture by four-
points bending test», Journal of European Ceramic Society, 32(16), pp4073-4081, 2012
F. AMIOT, M. BORNERT, P. DOUMALIN, J.-C. DUPRE, M. FAZZINI, J.-J. ORTEU, C. POILANE,
L. ROBERT, R. ROTINAT, E. TOUSSAINT, B. WATTRISSE, J.S. WIENIN, « Assessment of Digital
Image Correlation measurement accuracy in the ultimate error regime: main results of a collaborative
benchmark », Strain, in press
Logiciel Cette méthode de corrélation 2D est développée dans un logiciel CORRELA.
Performances Mesure surfacique sans contact
Déplacements de 0.01 µm à plusieurs dizaines de mm (fonction du système d’observation utilisée pour
obtenir les images numériques)
Déformations de 0.1% à plusieurs dizaines de %
Moyens Caméras numériques avec un objectif photo ou couplées à un microscope optique, microscope
électronique à balayage, microscope à force atomique…
Logiciel d'analyse automatique CORRELA
Contacts :
Jean-Christophe Dupré : [email protected]
Pascal Doumalin : [email protected]
Correla
Exemples d’application
Etude du comportement dynamique d’une mousse polyuréthane sous compression
Champs de déplacements pour 2 états de déformation
Champ des déformations verticales
Détermination des champs de déplacements et de déformations en pointe de fissure
H. Al Husseini; thèse de l’ Université de Poitiers 2014
Etude du comportement mécanique de céramiques réfractaires soumises en flexion 4 points
Y. BELRHITI, A. GALLET-DONCIEUX, A. GERMANEAU, P. DOUMALIN, J.C. DUPRE, A.
ALZINA, P. MICHAUD, I.O. POP, M. HUGER, T. CHOTARD; « Application of optical methods to
investigate the non-linear asymmetric behavior of ceramics exhibiting large strain to rupture by four-
points bending test», Journal of European Ceramic Society, 32(16), pp4073-4081, 2012
Adaptation à la mécanique de la rupture :
Cette extension consiste à enrichir la CIN standard en prenant en compte dans la transformation, une
ou plusieurs discontinuités du champ cinématique. Pour cela on rajoute à la transformation classique
énoncée précédemment, une ou plusieurs fonctions d’Heaviside :
Subset
krk
y
x
H=0
H=1
r
avec
et
Logiciels Cette méthode est implémentée dans un logiciel dont la version limitée est « CorrelTrasse » et dont la
version complète est « X-Correl »
Performances : - Calculs haute performance : prise en compte d’une ou plusieurs cartes CUDA pour les calculs
massivement parallèles.
- Seuil de détection de fissures : 0,1 pixel (indétectable à l’œil nu)
Contact : Valéry Valle : [email protected]
Bibliographie : V. VALLE, S. HEDAN, P. COSENZA, A-L FAUCHILLE, M. BERDJANE, « Digital Image
Correlation Development for the Study of Materials Including Multiple Crossing Cracks”,
Experimental mechanics, DOI 10.1007/s11340-014-9948-1, (2014).
Exemples d’application : Etude de la fissuration de l’argilite :
Déplacements obtenus sans mouchetis
Déplacement x Déplacement y (µm)
Etude de la déformation d’un enrobé bitumeux :
Etude de la fissuration et du décollement d’un assemblage bois :
Etat initial + déformation (en rouge) Etat sollicité .