Brevet FR3129481A1 — publié le 20230526

Cette détermination comporte : - pour chacune de plusieurs positions d’éclairage (110 n ), un éclairage non collimaté de la surface (102), et une acquisition, à un même point d’acquisition (114) pour toutes les positions d’éclairage (110 n ), d’une image dite brute ; - pour chaque position d’éclairage (110 n ) et pour chaque pixel (P m ) des images brutes, une détermination d’une orientation possible (θ n,m , φ n,m ) de facettes cristallines, en considérant une propagation lumineuse depuis la position d’éclairage (110 n ) considérée jusqu’à la position d’acquisition (114), avec une réflexion spéculaire sur les facettes cristallines ; - à partir des images brutes et des orientions possibles (θ n,m , φ n,m ) associées à leurs pixels (P m ), une construction d’un profil de réflectance (PR) ; - une détermination d’une orientation réelle (θ r , φ r ) des facettes à partir du profil de réflectance (PR). Figure pour l’abrégé : Fig. 1 DETERMINATION D’UNE ORIENTATION CRISTALLOGRAPHIQUE D’UNE SURFACE D’UNE PIECE D’UN AERONEF Domaine technique de l’invention La présente invention concerne un procédé de détermination d’une orientation cristallographique d’une surface d’une pièce d’un aéronef, ainsi qu’un procédé de contrôle non destructif pour une pièce aéronautique en matériau monocristallin ou bien polycristallin. Arrière-plan technologique Les pièces aéronautiques telles que les aubes de turbines sont soumises en fonctionnement à des contraintes thermomécaniques importantes. Ainsi, la pérennité des caractéristiques matériaux de ses pièces doit être vérifiée. Une pièce en matériau monocristallin ou bien polycristallin est élaborée. Afin de garantir un état de structure cristalline défini, la pièce doit être contrôlée de manière non-destructive afin de vérifier qu’elle ne présente pas de défaut d’orientation cristalline en surface, par exemple des grains parasites ou des grains recristallisés En particulier, les aubes de turbine sont généralement fabriquées de façon à obtenir une orientation cristalline bien particulière. En effet, les zones de jonction entre différentes orientations représentent des points faibles dans la pièce. Une méthode connue est la méthode de Laue en réflexion (RXO). Cependant, les systèmes utilisant cette méthode sont conçus pour envoyer, avec un certain angle, un faisceau de rayons X sur une surface très petite, au plus de quelques mm². La figure de diffraction résultante est ensuite analysée pour déterminer l’orientation cristalline. Cette analyse est complexe et, de ce fait, assez longue. Ainsi, pour analyser une grande surface, il est nécessaire de multiplier les mesures, ce qui multiplie le temps d’analyse. En outre, l’utilisation de rayons X implique l’utilisation d’un matériel complexe et donc coûteux. Il peut ainsi être souhaité de prévoir un procédé de détermination d’une orientation cristallographique d’une surface d’une pièce d’un aéronef, qui permette de s’affranchir d’au moins une partie des problèmes et contraintes précités. Il est donc proposé un procédé de détermination d’une orientation cristallographique d’une surface d’une pièce d’un aéronef, caractérisé en ce qu’il comporte : pour chacune de plusieurs positions d’éclairage : un éclairage non collimaté de la surface depuis la position d’éclairage considérée, et une acquisition, à un même point d’acquisition pour toutes les positions d’éclairage, d’une image dite brute de la surface éclairée ; pour chaque position d’éclairage et pour chaque pixel des images brutes, une détermination d’une orientation possible de facettes cristallines d’une zone correspondant au pixel considéré, en considérant une propagation lumineuse depuis la position d’éclairage considérée jusqu’à la position d’acquisition, avec une réflexion spéculaire sur les facettes cristallines de la zone correspondant au pixel considéré ; à partir des images brutes et des orientions possibles associées à leurs pixels, une construction d’un profil de réflectance donnant une réflectance en fonction de l’orientation possible des facettes ; et une détermination d’une orientation réelle des facettes à partir du profil de réflectance. Ainsi, l’invention permet d’obtenir l’orientation cristallographique de toute la surface que le dispositif d’acquisition est capable d’imager avec une résolution souhaitée. En outre, l’invention utilise de la lumière non collimatée, qui peut être produite par des dispositifs d’éclairage simples et donc peu coûteux. L’invention peut en outre comporter l’une ou plusieurs des caractéristiques additionnelles suivantes, selon toute combinaison techniquement possible. Dans un mode de réalisation, la surface a préalablement été attaquée chimiquement pour faire apparaitre les facettes cristallines, par exemple celles repérées par les indice de Miller {100}. Dans un mode de réalisation également, la détermination d’une orientation possible pour chaque position d’éclairage et pour chaque pixel des images brutes, comporte : - une détermination des positions relatives des zones par rapport aux positions d’éclairage et à la position d’acquisition, par exemple à partir d’une distance entre la surface et la position d’acquisition pouvant être déterminée à partir d’une mise au point sur la surface d’un dispositif d’acquisition situé à la position d’acquisition ; et - pour chaque position d’éclairage et chaque pixel, une détermination des trois angles : azimut incident, élévation incidente et élévation retour à partir des positions relatives, l’orientation possible étant calculée à partir de ces trois angles. Dans un mode de réalisation également, le procédé comporte une correction des images brutes pour compenser un éclairage inhomogène de la surface, afin de donner des images corrigées associant à chaque pixel une réflectance. Dans un mode de réalisation également, la correction comporte, pour chacune des positions d’éclairage : - un éclairage non collimaté depuis la position d’éclairage considérée d’une surface neutre placée à la place de la surface de la pièce ; - une acquisition d’une image floue de la surface neutre éclairée, dite image corrective, et - une correction de l’image brute obtenue par l’éclairage depuis la position d’éclairage considérée, à partir de l’image corrective pour donner l’image corrigée. Dans un mode de réalisation également, la correction de l’image brute comporte une division de l’image brute par l’image corrective de la manière suivante : I(n) = I B (n) ○ I C ○ – 1 (n), où I(n) est l’image corrigée, I B (n) est l’image brute, I C (n) est l’image corrective, ○ représente le produit de Hadamard et ○ – 1 représente l’inverse de Hadamard. Dans un mode de réalisation également, la construction du profil de réflectance comporte pour chacun de plusieurs intervalles d’orientation, une détermination d’une réflectance moyenne à partir des images brutes et des orientions possibles de leurs pixels. Dans un mode de réalisation également, une réflectance moyenne est déterminée à partir des images corrigées et des orientions possibles de leurs pixels. Dans un mode de réalisation également, pour chaque intervalle d’orientation, la réflectance moyenne est égale à la somme des réflectances associées aux orientions possibles contenues dans l’intervalle d’orientation considéré, divisée par le nombre d’orientions possibles contenues dans l’intervalle d’orientation considéré. Dans un mode de réalisation également, la pièce est un alliage à base Nickel. Dans un mode de réalisation également, la pièce est une aube d’une turbine. Il est également proposé un procédé de contrôle non destructif d’un pièce d'aéronautique à matériau monocristallin ou bien polycristallin, par une détermination d’une orientation cristallographique d’une surface de la pièce, conformément à un procédé selon l’invention. Il est également proposé un système de contrôle non destructif d’une pièce d’aéronautique à matériau monocristallin ou bien polycristallin, par une détermination d’une orientation cristallographique d’une surface de la pièce, caractérisé en ce qu’il comporte : un dispositif d’éclairage de la surface de la pièce par une lumière non collimatée sélectivement depuis plusieurs positions d’éclairage ; un dispositif d’acquisition d’image de la surface ; et un dispositif de supervision conçu pour commander le dispositif d’éclairage et le dispositif d’acquisition d’image pour mettre en œuvre un procédé selon l’invention. Brève description des figures L’invention sera mieux comprise à l’aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels : la est une vue simplifiée d’un système selon l’invention de détermination d’une orientation cristallographique d’une surface d’une pièce d’un aéronef, la est un agrandissement de la surface montrant des facettes cristallines, la est un schéma bloc d’un procédé selon l’invention de détermination d’une orientation cristallographique de la surface, la illustre des angles d’un trajet lumineux d’éclairage de la surface, la illustre une combinaisons d’images en données utiles pour la construction d’un profil de réflectance, la illustre l’utilisation d’histogrammes pour obtenir le profil de réflectance, et la est une représentation polaire du profil de réflectance. Procédé (300) de détermination d’une orientation cristallographique d’une surface (102) d’une pièce (104) d’un aéronef, caractérisé en ce qu’il comporte : pour chacune de plusieurs positions d’éclairage (110 n ) : un éclairage (306) non collimaté de la surface (102) depuis la position d’éclairage considérée (110 n ), et une acquisition (308), à un même point d’acquisition (114) pour toutes les positions d’éclairage (110 n ), d’une image dite brute de la surface (102) éclairée ; pour chaque position d’éclairage (110 n ) et pour chaque pixel (P m ) des images brutes, une détermination (310) d’une orientation possible (θ n,m , φ n,m ) de facettes cristallines (202) d’une zone (116 m ) correspondant au pixel (P m ) considéré, en considérant une propagation lumineuse depuis la position d’éclairage (110 n ) considérée jusqu’à la position d’acquisition (114), avec une réflexion spéculaire sur les facettes cristallines (202) de la zone (116 m ) correspondant au pixel (P m ) considéré ; à partir des images brutes et des orientions possibles (θ n,m , φ n,m ) associées à leurs pixels (P m ), une construction (312) d’un profil de réflectance (PR) donnant une réflectance (R) en fonction de l’orientation possible des facettes (202) ; et une détermination (314) d’une orientation réelle (θ r , φ r ) des facettes à partir du profil de réflectance (PR). Procédé selon la revendication 1, dans lequel la surface (102) a préalablement été attaquée chimiquement pour faire apparaitre les facettes cristallines (202), par exemple celles repérées par les indice de Miller {100}. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la détermination (310) d’une orientation possible (θ n,m , φ n,m ) pour chaque position d’éclairage (110 n ) et pour chaque pixel (P m ) des images brutes, comporte : une détermination (310-2) des positions relatives des zones (116 m ) par rapport aux positions d’éclairage (110 n ) et à la position d’acquisition (114), par exemple à partir d’une distance (D) entre la surface (102) et la position d’acquisition (114) pouvant être déterminée à partir d’une mise au point sur la surface (102) d’un dispositif d’acquisition (112) situé à la position d’acquisition (114) ; et pour chaque position d’éclairage (110 n ) et chaque pixel (P m ), une détermination (310-4) des trois angles : azimut incident (φ inc (n,m)), élévation incidente (θ inc (n,m)) et élévation retour (θ ret (n,m)) à partir des positions relatives, l’orientation possible (θ n,m , φ n,m ) étant calculée à partir de ces trois angles. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, comportant une correction des images brutes pour compenser un éclairage inhomogène de la surface, afin de donner des images corrigées associant à chaque pixel une réflectance. Procédé selon la revendication 4, dans lequel la correction comporte : pour chacune des positions d’éclairage (110 n ) : un éclairage non collimaté depuis la position d’éclairage (110 n ) considérée d’une surface neutre placée à la place de la surface (102) de la pièce (104), une acquisition d’une image floue de la surface neutre éclairée, dite image corrective, et une correction de l’image brute obtenue par l’éclairage depuis la position d’éclairage (110 n ) considérée, à partir de l’image corrective pour donner l’image corrigée. Procédé selon la revendication 5, dans lequel la correction de l’image brute comporte une division de l’image brute par l’image corrective de la manière suivante : I(n) = I B (n) ○ I C ○ – 1 (n), où I(n) est l’image corrigée, I B (n) est l’image brute, Ic(n) est l’image corrective, ○ représente le produit de Hadamard et ○ – 1 représente l’inverse de Hadamard. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel la construction (312) du profil de réflectance (PR) comporte pour chacun de plusieurs intervalles d’orientation, une détermination d’une réflectance moyenne à partir des images brutes et des orientions possibles (θ n,m , φ n,m ) de leurs pixels (P m ). Procédé selon l’une quelconque des revendications 4 à 6 et selon la revendication 7, dans lequel une réflectance moyenne est déterminée à partir des images corrigées et des orientions possibles (θ n,m , φ n,m ) de leurs pixels (P m ). Procédé selon la revendication 7 ou 8, dans lequel, pour chaque intervalle d’orientation, la réflectance moyenne est égale à la somme des réflectances associées aux orientions possibles (θ n,m , φ n,m ) contenues dans l’intervalle d’orientation considéré, divisée par le nombre d’orientions possibles (θ n,m , φ n,m ) contenues dans l’intervalle d’orientation considéré. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel la pièce (104) est un alliage à base Nickel. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel la pièce (104) est une aube d’une turbine. Procédé de contrôle non destructif d’un pièce (104) d'aéronautique à matériau monocristallin ou bien polycristallin, par une détermination d’une orientation cristallographique d’une surface de la pièce, conformément à un procédé selon l’une quelconques des revendications 1 à 11. Système (100) de contrôle non destructif d’une pièce (104) d’aéronautique à matériau monocristallin ou bien polycristallin, par une détermination d’une orientation cristallographique d’une surface (102) de la pièce (104), caractérisé en ce qu’il comporte : un dispositif (108) d’éclairage de la surface (102) de la pièce (104) par une lumière non collimatée sélectivement depuis plusieurs positions d’éclairage (110 n ) ; un dispositif (112) d’acquisition d’image de la surface (102) ; et un dispositif de supervision conçu pour commander le dispositif d’éclairage (108) et le dispositif d’acquisition d’image (112) pour mettre en œuvre un procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 12.