Modélisation de la rugosité et de l'aspect de surfaces d'acier peintes

par Bruno Figliuzzi

Thèse de doctorat en Morphologie mathématique

Sous la direction de Dominique Jeulin.

Soutenue en 2011

à Paris, ENMP .


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  • Titre traduit

    Modeling of the roughness and the appearance of painted steel surfaces


  • Résumé

    L'aspect visuel des pièces peintes d'une automobile contribue significativement à la qualité de l'ensemble du véhicule. Si les procédés industriels de dépôt de peinture mis en oeuvre au cours de la fabrication de l'automobile impactent de manière prépondérante l'aspect visuel des tôles revêtues, la qualité intrinsèque de la tôle utilisée n'en est pas moins un facteur essentiel de l'obtention de cet aspect. Nous nous intéressons dans ce projet de thèse à l'influence de la topographie des tôles rugueuses sur l'aspect des pièces automobiles après mise en peinture. Le dépôt des couches successives de cataphorèse, sealer et laque sur la tôle modifie en profondeur la rugosité des surfaces. Plusieurs modèles hydrodynamiques ont été développés au cours de ce projet de thèse, qui permettent de prédire la topographie finale de la tôle revêtue. L'accent est mis sur l'influence de la rhéologie, newtonienne ou non-newtonienne, de la peinture automobile sur la dynamique de l'écoulement. Une des principales difficultés relative à l'étude menée sur la peinture est la mesure des paramètres de rhéologie dans la configuration géométrique des films minces. Une méthode est présentée qui, via la résolution d'un problème inverse, permet une caractérisation in situ de la rhéologie de la peinture constitutive du film. Un important travail expérimental et le développement d'outils de caractérisation de la rugosité des surfaces, basés notamment sur la transformée en ondelette, ont permis de valider l'utilisation des différents modèles en vue de décrire les différentes étapes du procédé de mise en peinture. La question de l'interaction de la lumière avec les surfaces revêtues est enfin brièvement abordée. Un modèle permettant de prendre en compte l'influence de la rugosité et du phénomène de diffusion de la lumière au sein de la couche de peinture est présenté. Des simulations de rendus ont été réalisées à partir de ce modèle et confrontées à des rendus mesurés expérimentalement, qui donnent des résultats prometteurs.


  • Résumé

    The visual appearance of the painted steel sheets constituting the body of a car contributes significantly to the quality of the entire vehicle. If the industrial processes of paint deposition has a major impact on the visual appearance of the painted steel sheets, the intrinsic quality of the steel sheet used remains a key factor in its obtention. In this thesis, the influence of the topography of rough steel sheets on the appearance after painting is investigated. The deposition of the successive layers of electrophoresis, sealer and lacquer on the metal significantly modify the surface roughness. Hydrodynamic models were developed during this thesis project, which aim at predicting the final topography of the painted sheet. Emphasis is placed on the influence of the paint rheology, Newtonian or non-Newtonian, on the leveling. A major challenge regarding the study of the painting is the measurement of its rheological parameters in the geometric configuration of thin films. A method is presented which, by resolving an inverse problem, allows an in situ characterization of the rheology of the paint. An important experimental work and the development of tools for characterizing surface roughness based on the wavelet transform validated the use of the different models to describe the various stages of the process of painting. The interaction of light with the painted surfaces is finally briefly investigated. A model which takes into account the influence of the roughness and the phenomenon of light scattering in the paint layer is presented. Simulations were made from this model and confronted to experimental results, showing promising results.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (210 p.)
  • Annexes : Bibliographie p. 181-184

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  • Disponible pour le PEB
  • Cote : EMP 160.647 CCL TH 1318
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  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : EMP 160.648 CCL TH 1318
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