Topographie d'images en niveaux de gris : contribution au contrôle de qualité de matériaux composites

par Hocine Bouleçane

Thèse de doctorat en Automatique Industrielle

Sous la direction de Hubert Emptoz.

Soutenue en 1995

à Lyon, INSA , dans le cadre de École doctorale Électronique, électrotechnique, automatique (Lyon) , en partenariat avec LISPI - Informatique des Systèmes de Production Industrielle (Lyon, INSA) (laboratoire) .

mots clés

• Traitement d'images
• Fractales
• Composites polymères

Résumé

Nous proposons une contribution à la caractérisation d'images réelles représentant les matériaux composites. Nous nous sommes en particulier intéressés aussi bien à l'échelle macroscopique qu'à l'échelle microscopique, avec toute la variété d'images que cela implique. Le travail que nous avons développé s'inscrit dans la problématique du contrôle et de la maîtrise des matériaux composites, en y apportant des méthodes permettant de formaliser des opérations réalisées jusqu'ici par des observateurs humains. Nous proposons notre approche, ainsi que la discussion et la validation des méthodes de traitement d'images retenues. La deuxième partie traite surtout de matériaux à l'échelle macroscopique, qui donnent. Des images où l'information essentielle se situe dans les lignes à plus forte (resp. Plus faible) luminance ; leur étude se ramène essentiellement à une détection de lignes extrémales. Les procédés mis en œuvre (morphologie mathématique et pré-topologie) pour conduire cette étude donnent, dans le domaine des matériaux composites, des résultats originaux. Enfin, dans la troisième partie, nous présenterons notre contribution à l'étude de microfissures et de faciès de rupture d'un matériau polymère à plusieurs phases, en vue d'une caractérisation chiffrée. L'étude est faite à l'échelle microscopique, par des méthodes fractales. Nous insisterons sur une opposition entre objet fractal mathématique et objet fractal physique. L'idée de l'utilisation des fractales est consolidée par la construction d'un modèle de synthèse, simulant la propagation de microfissures et montrant le lien entre leur géométrie et celle du matériau hétéro-phasé où elles se développent.

Titre traduit

= Topography of gray level images : Contribution to quality control of composite material

Résumé

[We propose a contribution to the characterization of real images representing composite materials. We focus on bath macroscopic and microscopic scales, with ail the variety of images it implies. This work is related to the problematic of the control of composite materials by mean of bringing to it some methods that allow us to formalize operations, up to now, realized by human observers. We discuss our approach as well as the validity of the chosen image analysis methods. The second part deals with materials at macroscopic scale yielding images where the main information is the lines of higher (resp. Lower) luminance ; their study is equivalent to an extreme lines detection. The used processes (mathematical morphology and pretopology) give novel results in composite material area. Lastly, in the third part, we present our contribution to the study of micro fissures and rupture faces of polymer multiphase material, with the aim of quantitative characterization. The study is performed with fractal methods, at microscopic scale. We emphasize on the opposition between mathematical fractal object and physical fractal object. The idea of using fractal is justified by the construction of a synthesis mode! that simulates the propagation of micro fissures and shows the link between their geometry and that of heterophasis material in which they are developed. ]