Brevet FR3023943A1 — publié le 20160122

GRAVURE AUTOMATISEE D'UNE SURFACE DE MINERAL EN FONCTION DE MOTIFS VISUELS APPARENTS SUR CELLE-CI DOMAINE DE L'INVENTION L'invention est relative au domaine de la gravure de pierre et plus particulièrement du marbre et de minéraux apparentés présentant des motifs visuels tels que des veines. Plus particulièrement, elle concerne une méthode et un dispositif pour la gravure automatisée d'une surface de minéral telle qu'une plaque. CONTEXTE DE L'INVENTION Le marbre, ainsi que d'autres minéraux présentant des réseaux de veines, sont très utilisés en architecture et décoration tant intérieure qu'extérieure, pour leurs qualités esthétiques et de résistance. Des machines d'usinage permettent aux entreprises spécialisées de graver des plaques de marbre ou de minéraux similaires afin de leur conférer un relief déterminé. Ce relief est en général un motif répétitif : des vaguelettes, des encoches... Il peut également s'agir de sculpture de bas-relief, pour lequel on utilise en général des minéraux les plus uniformes possibles. Il est possible de fournir aux machines d'usinage un fichier indiquant la gravure à effectuer. Ce fichier est fourni par le client à l'entreprise spécialisée dans la gravure. Celle-ci ne se préoccupe pas du motif à imprimer et de la façon de générer le fichier, mais uniquement des aspects liés à la manipulation des machines d'usinage et à la manipulation des plaques de marbre. Ces manipulations peuvent notamment comprendre la mise à l'échelle du fichier en fonction du type de machine outil utilisé, le calage de la plaque de marbre en fonction du motif, etc. Les possibilités apportées par ces solutions sont donc assez limitées et se bornent à la gravure manuelle ou automatisée par la fourniture d'un fichier décrivant une gravure définie à l'avance. RESUME DE L'INVENTION Le but de la présente invention est de fournir un procédé et un dispositif palliant au moins partiellement les inconvénients précités. Plus particulièrement, l'invention vise à fournir un procédé et un dispositif permettant de graver une surface de minéral en fonction de ses caractéristiques individuelles, c'est-à-dire intrinsèque, liées à sa formation géologique. Par exemple, la gravure peut être fonction du réseau de veines que présente la surface de minéral, notamment dans le cas où le minéral est du marbre. A cette fin, la présente invention propose un procédé de gravure d'une surface de minéral (P) selon un motif visuel présents sur ladite surface, comprenant les étapes de Prise d'un cliché numérique de ladite surface de minéral ; Détermination par un outil informatique, d'un modèle numérique tridimensionnel de ladite surface de minéral, en fonction d'informations colorimétriques contenues dans ledit cliché numérique ; Génération automatique d'un fichier à partir dudit modèle numérique tridimensionnel, ledit fichier étant adapté à être interprété par une machine d'usinage de pierre. Gravure de ladite surface de minéral par ladite machine d'usinage en fonction dudit fichier.30 Suivant des modes de réalisation préférés, l'invention comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes qui peuvent être utilisées séparément ou en combinaison partielle entre elles ou en combinaison totale entre elles : ledit cliché numérique est converti (E2) en niveaux de gris avant détermination dudit modèle numérique tridimensionnel ; on fait correspondre à chaque intervalle desdits niveaux de gris une élévation et dans lequel pour chaque point dudit modèle numérique tridimensionnel, on détermine l'élévation associée à l'intervalle de niveau de gris correspondant audit point dans ledit cliché numérique ; ledit outil informatique est le logiciel Blender ; ledit fichier est au format STL. ledit modèle numérique est lissé préalablement à la génération dudit fichier, par un algorithme automatisé. L'invention a également pour objet un système de traitement de l'information pour la gravure d'une surface de minéral selon un motif visuel présents sur ladite surface, comprenant un outil informatique disposant de moyens pour importer un cliché numérique de ladite surface de minéral, des moyens pour déterminer un modèle numérique tridimensionnel de ladite surface de minéral en fonction d'informations colorimétriques contenues dans ledit cliché numérique, et des moyens pour générer automatiquement un fichier à partir dudit modèle numérique tridimensionnel, ledit fichier étant adapté à être interprété par une machine d'usinage de pierre. Suivant des modes de réalisation préférés, l'invention comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes qui peuvent être utilisées séparément ou en combinaison partielle entre elles ou en combinaison totale entre elles : le système est adapté pour convertir ledit cliché numérique en niveaux de gris avant détermination dudit modèle numérique tridimensionnel ; on fait correspondre à chaque intervalle desdits niveaux de gris une élévation et dans lequel pour chaque point dudit modèle numérique tridimensionnel, on détermine l'élévation associée à l'intervalle de niveau de gris correspondant audit point dans ledit cliché numérique ; ledit outil informatique est le logiciel Blender. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation préféré de l'invention, donnée à titre d'exemple et en référence aux dessins annexés. 15 BREVE DESCRIPTION DES DESSINS La figure 1 représente schématiquement un organigramme correspondant à un procédé selon un mode de réalisation de l'invention. La figure 2 représente schématiquement un système permettant de 20 mettre en oeuvre l'invention. La figure 3a représente un exemple de cliché numérique d'une plaque de marbre. La figure 3b est une photographie d'une plaque de marbre obtenue selon le procédé de l'invention. 25 DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION L'invention permet de traiter des surfaces de minéral présentant des motifs visuels. 30 La surface de minéral peut typiquement être la surface d'une plaque de minéral. Elle peut alors être une surface plane. Dans la description ci- 10 dessous, il ne sera fait référence qu'à une plaque de minéral, mais des surfaces d'autres objets géométriques peuvent également être considérées dans le cadre de l'invention. Certains minéraux comme certaines roches métamorphiques présentent par exemple des réseaux de veines. A ce titre, le marbre est un bon exemple d'application de l'invention. Il s'agit d'une roche métamorphique qui peut présenter des veines ou marbrures dues à des inclusions d'oxydes diverses. D'autres types de roches peuvent également être utilisés, comme les granits qui présentent des caractéristiques visuelles similaires au marbre mais peuvent être de natures géologiques diverses. D'autres minéraux peuvent avoir des motifs différents des veines mais peuvent être également concernés par l'invention. En fait, toutes les roches ornementales, qu'elles soient sédimentaires, métamorphiques ou magmatiques, peuvent être concernées par cette invention puisqu'il s'agit de transformer en effet «3D » l'aspect visuel de chacun de ces matériaux, et en particulier les roches sédimentaires. L'invention vise donc à tirer profit de ces motifs visuels afin d'effectuer une gravure de la plaque qui le prend en compte. Elle va ainsi à l'inverse de l'usage habituel qui consiste à prendre une plaque de minéral la plus uniforme possible pour la gravure numérique de type « bas reliefs ». Ainsi qu'indiqué sur la figure 1, selon un mode de réalisation de l'invention, la première étape El consiste à prendre un cliché numérique de la plaque de minéral M. Ainsi qu'illustré sur la figure 2, ce cliché numérique peut être pris par un appareil photographique numérique P, ou tout autre moyen adapté. Le cliché numérique peut être transmis à un système de traitement de l'information STI. Dans une mise en oeuvre de l'invention, l'appareil photo P peut être intégré au système de traitement de l'information STI. Le système de traitement de l'information STI peut être un ordinateur, une tablette numérique, un terminal de communication de type « smartphone », etc. Il est équipé d'une interface homme-machine, et d'un outil informatique OI permettant de traiter le cliché numérique pris par l'appareil photographique P. Cet outil informatique OI est adapté à déterminer un modèle numérique tridimensionnel de la plaque de minéral M en fonction d'informations colorimétriques contenues dans le cliché numérique. Ces informations colorimétriques peuvent par exemple être une composante d'un système colorimétrique tel que le système RVB (Rouge, Vert, Bleu), ou une information basée sur ces composantes. Selon un mode de réalisation de l'invention, une étape préalable E2 peut être prévue pour convertir le cliché numérique en niveau de gris. Préalablement à l'étape E3 de génération d'un modèle numérique, une étape optionnelle de traitement d'images peut être mise en place. Cette étape peut être mise en oeuvre par le même outil informatique OI ou par un outil informatique distinct. Elle consiste notamment à appliquer un filtre de traitement d'images sur le cliché numérique. Le modèle numérique sera ensuite généré à partir de l'image ainsi traité et il pourra en résulter des effets visuels intéressants. A titre d'exemples de filtres possibles, on peut citer des filtres d'adoucissement ou au contraire de durcissement, des filtres d'extraction des contours, etc. Le modèle numérique tridimensionnel peut être généré en associant au cliché un maillage sur lequel on applique une élévation. L'étape E3 consiste à déterminer un modèle numérique tridimensionnel en fonction des informations colorimétriques contenues dans le cliché numérique, et plus précisément pour déterminer les élévations à appliquer pour chaque « point » du maillage. A chaque point de maillage, l'élévation peut être détermination à partir des informations colorimétriques (par exemple le niveau de gris) correspondant à ce point dans l'image numérique. Par exemple, l'espace décrit par les informations colorimétriques est subdivisés en zones qui, chacune, peut être associé à une élévation. Dans le cas où le cliché à été converti en niveaux de gris, on peut faire correspondre à chaque intervalle de l'échelle des niveaux de gris une élévation. Par exemple, si les niveaux de gris s'échelonnent de 0 à 255, cet espace peut être subdivisé en 16 intervalles : [0, 15], [16, 31], [32, 47]... [240, 255]. A chacun de ces intervalles, on peut associer une élévation décroissante, de sorte que plus un point est sombre (son niveau de gris est faible), et plus son élévation sera élevée. La correspondance entre un intervalle et une élévation peut être en outre fonction d'un facteur d'échelle qui peut être configuré en fonction du rendu final souhaité. Dans l'exemple illustré par la figure 2, la plaque de minéral M présente des réseaux de veines V ayant une couleur distincte de celle du reste de la plaque. Un modèle numérique tridimensionnel peut donc faire ressortir ce réseau de veines, sur la base d'informations colorimétriques, par exemple un niveau de gris. Tout autre type de motifs aurait pu être traité de la même façon. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'outil informatique utilisé pour cette détermination est l'outil Blender. Cet outil est un logiciel libre de modélisation, d'animation et de rendu en 3D. 11 est particulièrement adapté à la création d'applications 3D interactives, de jeux vidéos, et de films d'animation 3D. Après des essais d'un grand nombre d'outils informatiques, la demanderesse a sélectionné cet outil dans un domaine disjoint de celui de l' invention. Grace au logiciel Blender, il est possible de déterminer un modèle numérique tridimensionnel de la plaque M. Pour ce faire, il faut Importer le cliché numérique (il peut être nécessaire de cocher au préalable la case « Import Export Images and planes ») Créer un maillage ; Utiliser du modificateur « déplacement ». Dans la version actuelle du logiciel, cela peut se faire en sélectionnant dans le menu « outils », dans le sous-menu « properties viewport », « add modifiers » puis « displace » Ce modificateur « Displace » ("déplacer") déplace les sommets du maillage en fonction de la texture à appliquer, ici le cliché numérique. Le déplacement est appliqué le long d'un axe donné, ici l'axe d'élévation, perpendiculaire au plan initial du maillage correspondant au plan de la plaque de minéral M. L'invention comprend ensuite une étape de génération ES d'un fichier à partir de ce modèle numérique tridimensionnel. Différents formats de fichiers peuvent être utilisés, mais ils doivent être adaptés pour permettre l'interprétation du fichier par une machine d'usinage de pierres. Ce fichier peut être dans un format dédié au type et/ou au fabriquant de cette machine. Il peut également être dans un format plus universel et adapté à l'interprétation par un grand nombre de machine d'usinage. Par exemple, le format peut être le format STL. Ce format est utilisé originellement notamment dans les logiciels de stéréolithographie, de modélisation 3D et de fabrication assistée par ordinateur (FAB ou CAM, « Computed Assisted Manufacturing » en langue anglaise) L'acronyme STL désigne la stéréolithographie mais aussi « Standard Tesselation Language ». Le format de fichiers STL ne décrit que la géométrie de surface d'un objet en trois dimensions. 11 est donc tout à fait adapté à décrire le modèle numérique tridimensionnel dans la mesure où l'invention vise à graver la surface extérieur de la plaque de minéral M. Cette étape de génération peut être mise en oeuvre de façon automatique par un outil logiciel, préférentiellement le même que celui ayant permis la détermination du modèle numérique tridimensionnel. Le logiciel Blender, notamment, permet de générer un tel fichier via le menu « File Export ». Selon un mode de réalisation de l'invention, une étape de lissage E4 peut être mise en place préalablement à l'étape de génération du fichier. Ce lissage permet de supprimer ou adoucir des aspects trop anguleux et d'améliorer le rendu final. L'intérêt d'une telle étape E4 est toutefois à considérer en fonction du type de machine d'usinage utilisée pour la gravure. Le ficher ainsi généré peut ensuite être transmis à la machine d'usinage MU. A partir de ce fichier, celle-ci peut alors graver la plaque de marbre M. Des opérations de calage et de calibrages peuvent être effectuées manuellement par l'opérateur de la machine d'usinage. Cette étape de gravure E6 est classique en soi, car il est connu de graver une plaque de minéral à partir d'un fichier numérique. Un tel procédé est notamment mis en oeuvre dans le cadre de la photogravure de bas-reliefs. L'invention permet de réaliser une photogravure sur la base d'informations propres à la plaque de minéral à graver elle-même. La figure 3a représente un cliché numérique d'une plaque de marbre avant mise en oeuvre du procédé selon l'invention. La figure 3b représente une photographie d'une plaque de marbre après la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. On voit qu'un réseau de veines a été « extrudé » et que l'aspect visuel et sensitif de la plaque gravée est nouveau et présente des avantages certains dans le domaine de l'architecture intérieure ou extérieure. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux exemples et au mode de réalisation décrits et représentés, mais elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art et en fonction de ce que la nature a produit aux termes de plusieurs millénaires. REVENDICATIONS1 Procédé de gravure d'une surface de minéral (P) selon un motif visuel présents sur ladite surface, comprenant les étapes de Prise (El) d'un cliché numérique de ladite surface de minéral ; Détermination (E3) par un outil informatique, d'un modèle numérique tridimensionnel de ladite surface de minéral, en fonction d'informations colorimétriques contenues dans ledit cliché numérique ; - Génération automatique (E5) d'un fichier à partir dudit modèle numérique tridimensionnel, ledit fichier étant adapté à être interprété par une machine d'usinage de pierre. - Gravure (E6) de ladite surface de minéral par ladite machine d'usinage en fonction dudit fichier. 2. Procédé de gravure selon la revendication précédente, dans lequel ledit cliché numérique est converti (E2) en niveaux de gris avant détermination dudit modèle numérique tridimensionnel. 3. Procédé de gravure selon la revendication précédente, dans lequel on fait correspondre à chaque intervalle desdits niveaux de gris une élévation et dans lequel pour chaque point dudit modèle numérique tridimensionnel, on détermine l'élévation associée à l'intervalle de niveau de gris correspondant audit point dans ledit cliché numérique. 4. Procédé de gravure selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ledit outil informatique est le logiciel Blender. 5. Procédé de gravure selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ledit fichier est au format STL. 6. Procédé de gravure selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ledit modèle numérique est lissé (E4) préalablement à la génération dudit fichier. 7. Système de traitement de l'information (STI) pour la gravure d'une surface de minéral (M) selon un motif visuel (V) présents sur ladite surface, comprenant un outil informatique (01) disposant de moyens pour importer un cliché numérique de ladite surface de minéral (M), des moyens pour déterminer un modèle numérique tridimensionnel de ladite surface de minéral en fonction d'informations colorimétriques contenues dans ledit cliché numérique, et des moyens pour générer automatiquement un fichier à partir dudit modèle numérique tridimensionnel, ledit fichier étant adapté à être interprété par une machine d'usinage de pierre. 8. Système de traitement de l'information (STI) selon la revendication précédente, adapté pour convertir ledit cliché numérique en niveaux de gris avant détermination dudit modèle numérique tridimensiondel. 9. Système de traitement de l'information (STI) selon la revendication précédente, adapté pour faire correspondre à chaque intervalle desdits niveaux de gris une élévation et pour chaque point dudit modèle numérique tridimensionnel, déterminer l'élévation associée à l'intervalle de niveau de gris correspondant audit point dans ledit cliché numérique. 10. Système de traitement de l'information (STI) selon l'une des revendications 7 à 9, dans lequel ledit outil informatique est le logiciel Blender.30