Autant de solutions que d’expérimentations en DIC
Avec plus de 25 ans d’expérimentation en DIC (Stéréocorrélation des images), nos spécialistes ont étés confrontés aux problèmes de marquage les plus difficiles. Nous partageons ici une partie de notre savoir faire. Interrogez nous si vous ne trouvez pas la solution à votre cas dans ces quelques chapitres ..
Souvenez-vous du principal :
- Il faut que le marquage soit le plus contrasté possible.
- La taille des grains doit être adaptée à la taille pixellique de votre essai, c’est à dire à la taille du volume de mesure / nombre de pixels.
- La taille des motifs doit être de minimum 3 pixels et idéalement de maximum 5 pixels. Leur distribution doit être la plus aléatoire possible, el la proportion noir / blanc doit être de l’ordre de 50% à 60 %
- Il ne faut pas que le mouchetis se fissure ou se décolle tout le long de votre essai.
- Un mouchetis noir sur fond blanc est plus facile à éclairer qu’un mouchetis blanc sur fond noir.
- Les caméras « voient » en Noir et Blanc. Deux couleurs différentes, bien distinctes à l’oeil, peuvent avoir la même teinte et donc ne pas créer un mouchetis suffisamment contrasté.
Le plus simple : Matériaux Métalliques
Pour les matériaux métalliques, le plus efficace est de commencer par réaliser une sous-couche blanche, en peinture mate. Il faut absolument penser à BIEN dégraisser la surface avant de passer cette couche de peinture, qui doit être uniforme, mais surtout, qui ne doit pas être trop épaisse. Pour cela j’utilise généralement de la peinture à l’eau, en aérosol, que l’on trouve dans tous les bons magasins de bricolage.
MAIS comme vous devez atteindre jusqu’à 30 ou 50% de déformation locale, au coeur de la striction, il faut impérativement que la peinture ne soit pas complètement polymérisée au moment du test, alors ne faites pas tous vos mouchetis le lundi pour tester les pièces le vendredi !!!!!
Une bonne astuce : Faites polymériser la couche superficielle avec une petite lampe de bureau. Dès que la couche superficielle est sèche au toucher, passez à l’étape dépose du mouchetis.
Pour la dépose du mouchetis, privilégiez la peinture noire pour des tailles pixeliques plus grandes que 0,05 mm et de la bombe au carbone pour les plus petits volumes. L’intérêt de ces bombes au carbone vient du fait qu’il est projeté de la « poussière ». Avec la tension superficielle, les particules s’amoncellent plus sur les bords qu’au centre des gouttelettes. Vous avez alors des taches qui sont elles-mêmes, aussi avec des niveaux de gris variables.
Comment obtenir vos gouttelettes : Appuyez progressivement sur le vaporisateur, et ne commencez jamais en face de l’objet. Attendez d’être bien stabilisé pour déposer le mouchetis DIC sur la pièce à mesurer.
Si vous voulez voir un pro en action : https://www.youtube.com/watch?v=TVgRmuIxOHg
Dès que le mouchetis est déposé, tirez sur votre éprouvette. C’est de cette manière que vous serez assurés d’atteindre les déformations les plus élevées, et que votre Stéréocorrélation d’image vous donnera les meilleurs résultats.
Marquage à chaud en Stéréocorrélation des images
Il convient de distinguer 2 gammes de températures pour la marquage à chaud en Stéréocorrélation des images :
- Essais en DIC en dessous de 600°c
- Essais en DIC au dessus de 600°c
Pour les essais en dessous de 600°c, la peinture « Haute Température » que l’on trouve en magasin de bricolage pour les barbecue est parfaitement adaptée. Elle est souvent spécifiée pour des températures allant jusqu’à plus de 900°c, mais la réalité expérimentale pose cette limite aux alentours de 600°c. Au dessus, la teinte varie, le grain varie, l’aspect rend la mesure très difficile, voir impossible. Cela peut aller si l’essai commence quand la température est stabilisée et que la référence est prise à chaud, mais s’il s’agit d’une montée de l’ambiant jusqu’à haute température, nous conseillons de limiter aux alentours de 600 °c.
Il reste alors un défaut: généralement ces peintures dégagent un peu de fumée lors de la première montée en température.
Rien de bien grave : Utilisez un ventilateur pour souffler les fumées. Il aura pour avantage aussi de minimiser les effets de la convection de l’air autour de la pièce.
La convection va bruiter les images de stéréocorrélation, et par là même, diminuer la sensibilité de vos mesures. Il faut s’en affranchir. Pour cela une méthode : le moyennage temporel. Il est implicite quand les durées d’exposition sont longues. Si l’objectif de la caméra est très fermé, et que vous placez par exemple devant la caméra un filtre infrarouge, la quantité de lumière entrante sera faible. Il faudra alors de longues durées d’exposition sur les caméras, ce qui filtrera par moyennage temporel la convection. Vous pouvez aussi prendre des séries de 3 à 5 images pour chaque niveau de déformation et faire un moyennage temporel du résultat. Là encore, la convection sera filtrée et ses effets largement atténués.
Pour les essais au dessus de 600°c, l’utilisation d’oxydes est largement recommandée. Le TiO2, l’oxyde de chrome, et plus généralement les produits de marquage spécifiques haute température que nous proposons sont certifiés jusqu’à des températures de l’ordre de 1.200°c.
Leur application se fait obligatoirement avec un aérographe en utilisant comme base de solvant de l’alcool à bruler.
Comme ce sont des poudres qui sont projetées, il ne faut pas faire de couche de base uniforme, il faut simplement créer le mouchetis.
Sans couche de base, l’éclairage de la pièce devient critique, beaucoup de zones peuvent devenir réfléchissantes et donc mal mesurées. Sans un système d’éclairage bien adapté, la prise des images devient assez compliquée.
Attention : A haute température, c’est souvent la différence d’émissivité entre la pièce et les oxydes déposés qui va créer le contraste. Il est parfois préférable de marquer la pièce en blanc (Ti02), le contraste sera plus élevé une fois les hautes températures atteintes.
En plus du marquage, pour ces applications de DIC – Stéréocorrélation des images à haute température, l’éclairage et les filtres positionnés sur les caméras ont un très grand rôle. Il faut impérativement placer un filtre infrarouge sur les caméras, et y ajouter un filtre passe-bande accordé à la bande de couleur de l’éclairage. Celui-ci doit être suffisamment puissant, mais surtout, bien focalisé sur la zone à mesurer.
Demandez notre note d’application sur la mesure à haute température sous ce lien
Cas Particulier des spécimens en Fibre de Carbone
Le marquage sur les pièces en fibre de carbone en stéréocorrélation des images n’est pas plus compliqué que pour les pièces métalliques. C’est l’éclairage qui doit être bien plus travaillé. L’aspect extrêmement réfléchissant de ces matériaux impose une bonne couche de base bien matte. Malgré cela, l’usage de lumière polarisée est un grand plus. Il convient d’équiper les éclairages et les objectifs de filtres polarisants linéaires. Lors du réglage de la tête de mesure, la bonne orientation des filtres va permettre de ne travailler qu’en éclairage direct, et supprimer les réflexions néfastes à la stéréocorrélation des images.