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18 octobre 2019

Vous avez dit « Déflectométrie optique à mémoire de phase » ? V-Optics nous explique cette technologie

Émanation d’un laboratoire de recherche du groupe Usinor (Arcelor Mittal), le Techlab avait pour activité de recherche la déflectométrie à décalage de phase. Le professeur Yves Surrel, personnalité de référence sur ce sujet, a mené différents travaux de recherche permettant de maîtriser les mesures optiques dans le domaine du contrôle industriel.

Dès 1995, il s’est passionné pour la recherche sur cette technologie, au sein de Techlab, en appliquant la technologie à une multitude de supports : acier, verre, carbone, époxy, composites, et matières plastiques. Bénéficiant d’une réelle avancée en matière de maîtrise de la technique, le Techlab est devenu l’entreprise VISUOL technologie, en 2006, avant de devenir V-optics en 2018. La maîtrise de la technologie est un point clé pour l’entreprise, située en proximité de Metz. Ainsi, les 10 personnes qui constituent les forces vives de V-optics sont très majoritairement des ingénieurs (9/10). Leurs domaines d’expertise s’étendent sur les champs des télécommunications, de la mécanique, de l’informatique et de la vision, un croisement de compétences essentiel dans une logique d’amélioration constante.

Vous avez dit "déflectrométrie à décalage de phase"?

Malgré son appellation quelque peu complexe, le procédé utilisé est plutôt simple et s’appuie sur un dispositif optique, assorti d’un écran et d’une caméra. Ainsi, en éclairant un objet avec un motif de franges, le dispositif enregistre la déformation de ces franges reflétées par cet objet avec une caméra, pour les objets à surfaces réfléchissantes, et filme la distorsion de l’image pour les objets avec des surfaces transparentes. Les signaux lumineux quadrillent la pièce, puis, à partir des images de la caméra, l'algorithme reconstruit l'état de surface et les défauts de la pièce. Le savoir-faire dans le traitement d'image est aujourd’hui bien contrôlé, et permet ainsi d’intégrer ces dispositifs directement sur les lignes de production.

Poruquoi utiliser la déflectrométie ?

Le grand avantage de cette méthode d’analyse des défauts est de coller avec les secteurs d’activités très exigeants que sont le médical, l’aéronautique, et l’automobile. Ainsi, pour une pièce, il est possible pour chaque point de sa surface de disposer de l’altitude, des pentes et des courbures. Cette technologie, de mesure non destructive, permet donc de caractériser avec une même acquisition d’image, une pièce avec ses différents défauts, de forme ou de surface, comme la rugosité, les retassures ou encore l’ondulation. Il est bien évidemment possible d’aller plus loin sur le traitement des défauts, en intégrant le niveau de qualité acceptable ou non par les clients, et en rendant le système complètement automatique

Comme la technologie s’appuie sur des composants simples puisqu’il s’agit d’écrans et de caméra, le système est d’une grande robustesse, pour des résultats très précis et une rapidité intéressante. Côté précision, il s’agit de mesures permettant d’analyser de quelques nanomètres à 1 micron (pour des petites pièces) et, côté rapidité, la durée de la mesure est de 10 secondes en moyenne. Ainsi, elle s’est logiquement développée dans des secteurs où soit la répétitivité, soit la précision étaient déterminantes. Aujourd’hui, elle intéresse de plus en plus des entreprises de plasturgie qui sont confrontées à des exigences qualité clients fortes, évolutives et confrontées à des retours clients ou qui désirent objectiver leur contrôle qualité et mesurer leurs défauts. À l’heure de l’Industrie du futur et de la Plasturgie 4.0, ce système permet, au-delà d’objectiver le contrôle, de le digitaliser et de l’améliorer. Ainsi, le niveau de qualité attendu par le client est figé dans le temps, enfonction des paramètres rentrés dans le système. De fait, si le client veut moins de 2% de défaut, c’est un système très sûr qui permet de garder une traçabilité complète de chaque défaut écarté, ainsi que de chaque pièce bonne.

Quelles sont les principales utilisations du système dans la filière plasturgie et composites?  

Les entreprises de compound sont des utilisateurs du dispositif pour différentes raisons. D’abord, lorsqu’il s’agit de fabrication de plaques test, il est nécessaire de mesurer la géométrie, la texture et les éventuels défauts de la plaque. Ensuite, s’il s’agit de composites, il est essentiel de connaître la bonne répartition des fibres ou encore, plus généralement, l’homogénéité du granula. À cela s’ajoute la détection de toute une palette de défauts de surface.

Une autre application trouve son intérêt dans la technologie des pièces optiques. Dès que des défauts existent dans le champ de vision, il peut y avoir une déformation de l'image, ce qui peut générer une certaine dangerosité. Une vigilance particulière doit être réalisée pour ne pas utiliser d’éléments défectueux. Le système permet ainsi de réaliser des mesures de déformation ou des mesures de distorsion optique. V-optics a créé un système pour analyser les verrières aéronautiques en matières plastiques, pour des hélicoptères.

Plus généralement, la technologie peut intéresser toute entreprise qui fabrique des pièces d’aspect, le système ayant démontré son efficacité sur l’analyse des défauts sur des pièces telles que des pare-chocs, des trappes de carburant, par exemple. Même sans réaliser des pièces d’aspects, les entreprises peuvent rencontrer des retassures, qui perturbent l’état de surface, ou créent des défauts de planéité. Le système permet de les identifier et de s’assurer plus facilement que les réglages réalisés permettent bien d’être dans les normes qualité clients. Ces dispositifs peuvent intéresser différents secteurs industriels. Côté médical, des applications existent en salle blanche ou grise, comme pour la mesure d’implant ophtalmique. Côté secteurs automobile et aéronautique, des dispositifs d’ores et déjà implantés chez les constructeurs et leurs sous-traitants (optiques de phares, démonstrateurs sur des fuselages, cabines d’avions, verrières en plexiglas, ...).

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