INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
En référence à la , l’invention peut faire usage d’un tomographe à géométrie conique qui, dans une approche simplifiée, est composé d’une source 1 de rayons X, d’un support 2 pour l’objet à imager et d’un détecteur 3 de rayons X. L’axe reliant la source 1 et le détecteur 3 constitue l’axe optique du tomographe. Cet axe optique intercepte le détecteur 1 perpendiculairement en son centre. La source 1 émet un faisceau de forme conique, dont le sommet est le point focal du tomographe représenté par la source 1 elle-même. L’axe du cône est l’axe optique du tomographe. Le support 2 est placé entre la source 1 et le détecteur 3, généralement à l’isocentre du tomographe (axe de rotation du tomographe). Le support peut être un support tournant permettant de réaliser des prises de vue selon différents angles successifs de l’objet imagé, ici une aube C.
Le procédé selon l’invention comprend la détermination, à l’aide d’une pièce du lot, d’un modèle du rayonnement diffusé puis l’application de ce modèle à toutes les pièces du lot pour obtenir des images radiographiques améliorées exemptes d’artefacts dus au rayonnement diffusé. L’application à toutes les pièces du lot du modèle du rayonnement diffusé déterminé pour une seule pièce du lot est rendue possible du fait que les pièces du lot présentent la même morphologie.
Détermination du modèle du rayonnement diffusé
En référence aux figures 1, 2 et 3, cette détermination MRD comprend la sélection de l’une quelconque des pièces du lot comme pièce de calibration C et l’acquisition, avec une grille de blocage de faisceau 4 interposée entre la source 1 de rayons X et la pièce de calibration C, d’images d’intensité de calibration IC1, ICj, ICn selon n différents angles de projection. La grille de blocage de faisceau comprend un ensemble d’éléments d’atténuation EA des rayons X supportés par un panneau support quasi transparent aux rayons X. L’acquisition des images d’intensité de calibration peut être effectuée en mode simple (une prise de vue par projection) ou en mode élargi (deux prises de vue par projection, chacune des prises de vue capturant une moitié de la pièce C).
Cette détermination MRD comprend ensuite, pour chaque angle de projection, la détermination d’une image de rayonnement diffusé RD1, RDj, RDn à partir de l’image d’intensité de calibration IC1, ICj, ICn acquise selon cet angle de projection.
Cette détermination, pour chaque angle de projection, de l’image de rayonnement diffusé RD1, RDj, RDn peut comprendre la conversion de l’image d’intensité de calibration IC1, ICj, ICn acquise selon cet angle de projection en une image d’atténuation de calibration AC1, ACj, ACn. Cette conversion, qui peut être réalisée au moyen du logarithme népérien, permet de convertir les projections de l’espace intensité (niveaux de gris proportionnels à l’intensité du rayonnement reçu par le détecteur 3) à l’espace atténuation (niveaux de gris proportionnels à l’atténuation subi par le faisceau lors de son parcours entre la source 1 et le détecteur 3). Comme représenté sur la , l’image d’atténuation de calibration comprend des zones de forte atténuation FA en correspondance des éléments d’atténuation EA des rayons X de la grille de blocage de faisceau 4.
Comme représenté par les flèches I sur la , les zones de forte atténuation FA de l’image d’atténuation de calibration AC1, ACj, ACn sont ensuite interpolées pour fournir l’image de rayonnement diffusé RD1, RDj, RDn, passant ainsi d’une information partielle du rayonnement diffusé localisée aux zones de forte atténuation à une information de rayonnement diffusé globale à l’échelle de l’image. L’interpolation peut être réalisée en exploitant pour chacune des zones de forte atténuation une valeur de rayonnement diffusé prise comme une valeur moyenne de pixels constituant la zone de forte atténuation, par exemple la valeur moyenne des niveaux de gris d’un nombre fixe de pixels. L’interpolation peut notamment être réalisée entre les valeurs des zones de forte atténuation directement voisines. L’interpolation peut par exemple être effectuée à l’aide de fonctions de base radiale, par triangulation de Launay ou selon une méthode bilinéaire. L’interpolation exploite de préférence une fonction de base radiale à noyau linéaire.
Alternativement, la détermination, pour chaque angle de projection, de l’image de rayonnement diffusé RD1, RDj, RDn peut être réalisée dans l’espace intensité, en venant interpoler des zones de faible illumination dans l’image de rayonnement diffusé RD1, RDj, RDn en correspondance des éléments d’atténuation EA des rayons X de la grille de blocage de faisceau 4. Il est toutefois préférable de réaliser cette détermination dans l’espace atténuation dans lequel les variations des niveaux de gris évoluent linéairement avec les variations d’épaisseurs de la pièce et pour lequel les processus de segmentation (cf. infra) et d’interpolation affichent moins d’erreurs.
La grille de blocage de faisceau 4 (ou « beam stop array » en anglais) bloque une partie des rayons X primaires avant que ceux-ci n’atteignent la pièce de calibration C et le détecteur 3, tout en permettant l’illumination de la majorité de la pièce de calibration C par les rayons X primaires. Pour cela, la surface cumulée des éléments d’atténuation EA est nettement inférieure à la surface du panneau support. En mode élargi, le panneau support est conçu de manière à couvrir deux détecteurs de rayons X conjointement placés perpendiculairement à l’axe optique du tomographe.
La grille de blocage de faisceau 4 est placée sur l’axe optique entre la source 1 et la pièce de calibration C. L’axe optique traverse la grille 4 perpendiculairement en son centre. La distance grille – pièce est limitée par le rayon du volume de la pièce en révolution, par exemple entre 150 et 300 mm pour les aubes composites tissées 3D actuelles et de futures générations. La position de la grille est donc déterminée par la position de la pièce de calibration dans l’axe optique et par les dimensions de cette pièce de calibration.
Le signal capté par le détecteur 3 dans les zones non illuminées en correspondance des éléments d’atténuation EA correspond aux rayons X secondaires provenant de la pièce de calibration. Comme représenté sur la , les éléments d’atténuation EA peuvent consister en plusieurs cylindres massifs réalisés en un matériau dense très atténuant pour les rayons X.
On emploiera, dans la description, l’expression « en forme de V », étant entendu que la forme dite « en V » comporte non seulement les sections en forme de V, mais également les sections en forme de A, de U et/ou de W.
L’éprouvette 100 s’étend longitudinalement suivant un axe longitudinal BB, perpendiculaire à l’axe transversal AA. La longueur de l’éprouvette peut être de quelques cm à quelques dizaines de cm ; la longueur peut, par exemple, être comprise entre 10cm et 30cm.
L’éprouvette 100 comporte au moins deux substrats, l’un au moins de ces deux substrats étant un composite. Ainsi, dans certains modes de réalisation, l’éprouvette 100 comporte deux substrats composites, par exemple des composites à matrice organique appelés CMO. Dans d’autres modes de réalisation, l’éprouvette 100 comporte un substrat composite, par exemple un CMO, et un substrat métallique sur lequel est collé le substrat composite
Dans des modes de réalisation préférés de l’invention, et comme représenté sur la , l’éprouvette 100 comporte quatre substrats : deux substrats métalliques 110, 120 et deux substrats composites 160, 170. Les substrats métalliques 110, 120 peuvent être, par exemple, en Titane TA6V, Alu2024 ou Acier Raex 450. Les substrats composites peuvent être, par exemple, des CMO à base de résine polymère thermodurcissable et de fibres de carbone, par exemple unidirectionnelles ou à tissage 2D ou 3D.
Dans l’exemple de la , un premier substrat composite 160 est collé sur un premier substrat métallique 110 et un second substrat composite 170 est collé sur un second substrat métallique 120 ; les deux substrat composites 160, 170, qui peuvent avoir des propriétés (fibres, tissage…) identiques ou non, sont assemblés l’un avec l’autre par une couche intercalaire en résine 150. La couche intercalaire en résine 150 est issue de la résine des substrats composites 160, 170, joints lors de l’étape de drapage avant consolidation. Autrement dit, l’éprouvette 100 de la comporte deux substrats composites 160, 170, collés à deux substrats métalliques 110, 120, lesdits substrats métalliques et composites étant symétriques par rapport à l’axe AA, avec une section en forme de V.
Comme l’angle α, l’épaisseur des substrats composites est un paramètre choisi en fonction de l’application ciblée, l’épaisseur étant choisie de sorte à être représentative de la pièce aéronautique dont on veut caractériser la propagation des fissures.
L’éprouvette 100 selon l’invention a l’avantage d’être facile à fabriquer. En effet, d’une part, les substrats métalliques 110, 120 peuvent être usinés avec une forme en V en utilisant des techniques d’usinage classiques et, d’autre part, les substrats composites 160, 170 peuvent être découpés dans des panneaux composites. Les substrats composites 160, 170 peuvent être formés de deux coupons 165, 175 rectangulaires, accolés en formant un angle α l’un par rapport à l’autre. Ces deux coupons 165, 175 sont ensuite collés sur les surfaces inférieures du premier substrat métallique 110 et sur les surfaces supérieures du second substrat métallique 120. Chaque coupon 165, 175 présente : une épaisseur e, égale à l’épaisseur des deux substrats composites 160, 170 et de la couche intercalaire 150, une longueur L, égale à la longueur de l’éprouvette 100, et une largeur l, égale à la moitié de la largeur d’un substrat composite 160 ou 170.
Comme les substrats composites 160, 170 sont collés sur toute leur longueur aux substrats métalliques 110, 120, l’effort auquel est soumis l’éprouvette 100 lors du test de caractérisation est distribué uniformément dans l’interface étudiée. Outre les avantages de simplicité de fabrication et d’uniformité de l’effort, l’éprouvette 100 offre l’avantage supplémentaire d’être relativement peu couteuse, par rapport à une éprouvette classique, car les substrats métalliques 110, 120 sont réutilisables d’un test à l’autre, seuls les substrats en composites 160, 170 devant être changés.
Dans les modes de réalisation décrits précédemment où l’éprouvette 100 comporte deux substrats métalliques et deux substrats en composites, la même éprouvette 100 peut être utilisée pour étudier la caractérisation d’une interface composite/métal ou d’une interface composite/composite. En effet, dans certaines applications, on cherche à caractériser la fissure dans une interface entre deux composites, par exemple pour caractériser un carter de fan entièrement en composites. Pour ces applications, c’est l’interface composite/composite de l’éprouvette 100 qui est utilisée lors des tests. Dans d’autres applications, on cherche à caractériser la fissure dans une interface entre un substrat composite et un substrat métallique, par exemple pour caractériser une aube de fan en composite avec une partie métallique. Pour ces applications, c’est l’interface composite/métal de l’éprouvette 100 qui est utilisée lors des tests.
L’éprouvette 100 selon l’invention comporte une pré-fissure intégrée au sein de l’éprouvette et formant l’empreinte de la fissure. Cette pré-fissure est insérée dans l’interface de l’éprouvette utilisée pour le test, c'est-à-dire l’interface composite/composite ou l’interface composite/métal. Quelle que soit l’interface étudiée, la pré-fissure est insérée au niveau du V de l’interface étudiée, c'est-à-dire à la jonction des deux jambes 101, 102 de l’éprouvette 100, le long de l’axe transversal AA. Dans le cas d’une étude de fissure dans une interface composite/composite, l’emplacement de la pré-fissure (référencé 104) est à l’intersection entre les deux coupons 165, 175, dans la couche intercalaire 150, le long de l’axe transversal AA. Dans le cas d’une étude de fissure dans une interface composite/métal, l’emplacement de la pré-fissure (référencé 103) est à l’intersection entre les deux coupons 165, 175, dans la couche de colle entre le substrat métallique 110 ou 120 et le substrat composite 160 ou 170, le long de l’axe transversal AA.
La pré-fissure peut être réalisée, au cours de l’étape de drapage, au moyen d’un insert en Téflon® ou en tout autre matériau n’adhérant pas aux composites. En effet, pour fabriquer l’éprouvette 100, les deux substrats composites sont drapés avant consolidation, c'est-à-dire cuisson, et, durant cette étape de drapage, l’insert en Téflon® est introduit entre les deux substrats composites. À la cuisson, la résine issue des deux substrats composites forme une fine couche de résine (d’épaisseur inférieure à 0,1mm), les deux substrats en composites n’étant toutefois pas liés dans la zone où se trouve l’insert en Téflon®.
Dans une variante, la pré-fissure est réalisée par dépôt d’un film non-adhésif, comme une couche d’un démoulant dont la propriété est de ne pas adhérer aux matériaux composites. La pré-fissure, appelée aussi pré-défaut, permet d’amorcer la fissure dans l’interface étudiée de l’éprouvette 100, cette fissure se propageant ensuite dans le plan de la pré-fissure.
L’éprouvette 100 telle que décrite ci-dessus permet de caractériser une fissure dans une interface composite/composite ou une interface métal/composite. Dans le cas d’une interface métal/composite, le pré-défaut est réalisé entre uns face du substrat composite et un des substrats métalliques, l’autre face du substrat composite étant complètement collée à l’autre des substrats métalliques.
Pour être testée, ou étudiée, l’éprouvette 100 telle que décrite précédemment est installée dans une machine de traction relativement classique. L’éprouvette 100 est fixée, par l’une de ses extrémités longitudinales E1 ou E2, sur la machine de traction. L’extrémité longitudinale E1 ou E2 fixée à la machine de traction est l’extrémité au sein de laquelle est insérée la pré-fissure. Une force de traction est appliquée suivant l’axe transversal AA, sur chacun des substrats métalliques 110, 120 de l’extrémité fixée. La force de traction comprend deux efforts de traction simultanés, de même intensité, appliqués sur l’éprouvette 100, dans des directions opposées pour former un déplacement d’ouverture. En particulier, un premier effort de traction est appliqué sur le premier substrat métallique 110 dans une direction D1, pendant qu’un second effort de traction est appliqué sur le second substrat métallique 120 dans une direction D2, opposée à la direction D1. Pour appliquer ces forces de traction, l’extrémité - prévue pour être fixée - de chacun des substrats métalliques 110, 120 est équipée d’un moyen d’attache comme, par exemple, une goupille. Sous l’effet des efforts de tractions appliqués simultanément aux deux substrats métalliques 110 et 120, la pré-fissure se propage dans l’interface jusqu’à former la fissure dont on veut étudier la propagation.
Pendant et/ou après la formation de la fissure dans l’interface choisie, le déplacement de traction, l’effort d’ouverture et la longueur de la fissure peuvent être mesurés. Le taux de restitution d’énergie critique de la fissure est alors déterminé à partir de ces mesures en utilisant, par exemple, la théorie des poutres, la théorie de la complaisance calculée ou le bilan énergétique.
Le montage de traction utilisé pour tester l’éprouvette 100 est relativement simple dans la mesure où une machine de traction traditionnelle suffit. De plus, la même éprouvette peut être utilisée pour toutes sortes d’applications et de sollicitations, seule la géométrie des substrats (par exemple l’angle α et l’épaisseur des composites) devant être faiblement modifiée.
Selon une autre caractéristique de l’invention, la loi de commande du faisceau d’éclairage est configurée pour désactiver progressivement les sources lumineuses du moyen de projection pixélisé du premier projecteur, la désactivation débutant lorsque le premier bord de coupure du premier faisceau lumineux focalisé atteint une position décalée d’un angle R1 avant la première position d’extrémité intérieure, la désactivation étant complète lorsque le premier bord de coupure du premier faisceau lumineux focalisé atteint la première position d’extrémité intérieure. Par « désactiver progressivement », on comprend ici que le flux lumineux de chaque source lumineuse diminue jusqu’à atteindre une valeur nulle, en suivant une fonction continument décroissante.
Selon une caractéristique de l’invention, fonction continument décroissante est une fonction de l’angle de la position du premier bord de coupure du premier faisceau lumineux focalisé.
Selon une autre caractéristique de l’invention, la loi de commande du faisceau d’éclairage est configurée pour augmenter progressivement l’intensité lumineuse du deuxième faisceau lumineux focalisé lorsque les sources lumineuses du moyen de projection pixélisé du premier projecteur sont progressivement désactivées. Avantageusement, le début de l’augmentation est synchronisé avec le début de la désactivation précédemment mentionnée. Avantageusement, l’augmentation est complète, c’est-à-dire qu’elle compense la désactivation de sorte que l’intensité lumineuse globale du faisceau d’éclairage reste sensiblement constante, lorsque le premier bord de coupure du premier faisceau lumineux focalisé atteint la première position d’extrémité intérieure. Par « augmenter progressivement », on comprend ici que le flux lumineux de chaque source lumineuse augmente, en suivant une fonction continument croissante.
Selon une caractéristique de l’invention, fonction continument croissante est une fonction de l’angle de la position du deuxième bord de coupure du deuxième faisceau lumineux focalisé.
Selon une caractéristique de l’invention, la désactivation et l’augmentation sont telles que l’intensité lumineuse globale du faisceau d’éclairage reste sensiblement constante pendant toute l’évolution progressive des flux et/ou intensités lumineuses respectives des premier et deuxième faisceaux lumineux.
La désactivation et l’augmentation progressives permettent d’assurer une transition douce lors du passage de deux faisceaux lumineux focalisés allumés à un seul. Cette transition, qui peut provoquer une gêne pour le conducteur, est alors moins perceptible.
Selon une caractéristique de l’invention, R1 a une valeur comprise entre 2 et 4°. Ces valeurs permettent d’assurer une transition suffisamment douce, et présentent l’avantage de minimiser le temps durant lequel l’intensité lumineuse du deuxième faisceau lumineux focalisé est augmentée. Une valeur plus grande de R1 conduirait à augmenter l’échauffement des sources lumineuses, ce qui serait nuisible à leur bon fonctionnement, et pourrait même conduire à leur destruction.
représente schématiquement un véhicule automobile équipé du système lumineux ;
représente schématiquement un faisceau d’éclairage émis par deux projecteurs du véhicule automobile de la ;
représente schématiquement le faisceau d’éclairage projeté sur une surface verticale à distance du véhicule et dans lequel la position d’un premier bord de coupure du faisceau émis par un premier projecteur est au niveau d’une première extrémité extérieure et la position d’un deuxième bord de coupure du faisceau émis par un deuxième projecteur est au niveau d’une deuxième extrémité intérieure ;
représente graphiquement le déplacement angulaire des premier et deuxième bords de coupure selon un mode de réalisation de la loi de commande pilotant le système d’éclairage selon l’invention ;
représente schématiquement le faisceau d’éclairage projeté sur une surface verticale dans lequel la position du premier bord de coupure est au niveau de la première extrémité extérieure et la position du deuxième bord de coupure est au niveau de la deuxième extrémité extérieure selon le mode de réalisation de la loi de commande de la ;
représente graphiquement le déplacement angulaire du premier et du deuxième bord de coupure selon un autre mode de réalisation de la loi de commande ;
représente schématiquement le faisceau d’éclairage projeté sur une surface verticale dans lequel la position du premier bord de coupure est au niveau de la première extrémité intérieure et la position du deuxième bord de coupure est au niveau de la deuxième extrémité extérieure selon le mode de réalisation de la loi de commande de la ;
représente graphiquement le déplacement angulaire des premier et deuxième bords de coupure selon un autre mode de réalisation de la loi de commande ;
Dans une réalisation possible, le centre de masse de chaque cylindre EA est agencé au niveau d’un nœud d’un quadrillage 2D uniforme. L’espacement entre les cylindres EA (ou les nœuds du quadrillage) peut être uniforme dans les deux axes du quadrillage. Les cylindres EA, agencés suivant le quadrillage, sont agencés sur un panneau support plat 5 fait d’un matériau rigide peu atténuant pour les rayons X, par exemple un polymère. Le panneau support 5 constitue le plan de la grille 4 et présente une épaisseur adaptée pour accueillir les cylindres EA. Chaque cylindre EA est orienté vers un point focal commun PF qui se trouve hors du plan de la grille 4. En utilisation, l’axe de chaque cylindre est aligné sur la génératrice du cône d’émission dont le sommet est la source 1. L’alignement des cylindres est donc déterminé par le placement de la grille 4 dans l’axe optique.
La hauteur et la composition des cylindres dépendent de la tension de la source 1, elle-même dépendante de la composition et de la morphologie de la pièce de calibration. Pour des aubes présentant une masse volumique inférieure à 2 g/cm 3 , on peut ainsi avoir recours à des cylindres de plomb ou de tungstène de hauteur supérieure à 12 mm.
Comme indiqué précédemment, la surface cumulée des cylindres EA ne représente qu’une fraction du total de la projection de la pièce de calibration, par exemple moins de 10% de la surface éclairée dans le détecteur 3. A titre d’exemple, le diamètre de la base des cylindres peut ainsi être inférieur à 4 mm.
Le nombre de cylindres et l’étendue de leur agencement sur le panneau support (taille du quadrillage) permettent un échantillonnage spatial complet de la pièce de calibration sur chaque projection. Ces valeurs sont liées aux dimensions et à la morphologie de la pièce de calibration. La grille 4 couvre de la façon la plus uniforme possible toutes les projections de la pièce de calibration sur le détecteur 3 (champ de vision). Ainsi, les nœuds du quadrillage couvrent et dépassent tout le champ de vision dans le détecteur 3.
La projection de la grille de blocage de faisceau 4 donne lieu à deux types de zones dans les images de projection : des zones ombres qui correspondent à la projection des éléments d’atténuation et des zones illuminées qui correspondent à la projection de la grille en dehors des éléments d’atténuation. Lorsque les éléments d’atténuation sont agencés pour former une maille rectangulaire 2D uniforme, les zones ombres forment une maille rectangulaire uniforme 2D sur les projections captées par le détecteur X (i.e. les images d’intensité de calibration).
Dans un mode de réalisation possible illustré sur la , le procédé comprend les étapes préalables d’acquisition, avec la grille de blocage de faisceau 4 mais sans pièce du lot interposée entre la source 1 et le détecteur 3, d’une image d’intensité de grille IG et de localisation dans l’image d’intensité de grille de zones de faible illumination dans l’ombre des éléments d’atténuation des rayons X de la grille de blocage de faisceau (i.e. les zones ombres). La localisation de zones de faible illumination fournit un masque repère MR (par exemple une maille rectangulaire uniforme 2D) qui est alors utilisé pour localiser les zones de forte atténuation dans l’image d’atténuation de calibration AC1, ACj, ACn avant de procéder à leur interpolation.