Une analyse très stricte des défauts sur les lanceurs spatiaux

Ariane V a réussi son quarantième lancement consécutif sans échec. Le risque doit être réduit au minimum et il est essentiel de vérifier la conformité des pièces fabriquées à un niveau de détail de l’ordre de quelques microns. ­Astrium a adopté le microscope numérique VHX-600 de Keyence afin de caractériser des surfaces de pièces.

Image 3D Astrium

«Nous devons analyser des pièces de grandes dimensions en déplaçant les appareils de mesures »… Tels sont les mots de Jean-Christophe Pasquet, ingénieur caractérisation chez Astrium, des propos qui résument l’ampleur de la tâche. Les pièces en question sont des composites de différents matériaux : fibres de carbone, fibres de verre, résine, caoutchouc, revêtement primaire et revêtement anti-oxydation. Les anomalies recherchées sont les piqûres d’oxydation ou, à l’inverse, les boursoufflures de surface, les défauts de vulcanisation, ainsi que les défauts d’arrangement des fibres. Il s’agit donc de mesures de forte précision.

L’ingénieur explique le choix de Keyence : « avec le microscope numérique VHX-600 de Keyence, nous disposons de cet outil très complémentaire à nos autres moyens d’analyse comme les microscopes à balayage électronique. Nous pouvons déplacer l’appareil et la caméra sur l’étendue de la pièce et obtenir rapidement des images qui nous sont très utiles, sans grand travail de préparation. Non seulement nous réalisons des observations jusqu’à 500x, mais en plus, un point fort important de cet équipement est le traitement numérique de l’image. Nous disposons ainsi des profondeurs de champs et nous pouvons bouger ou modifier avec une grande amplitude l’objectif et, surtout,  éviter les phénomènes de reflets qui masqueraient certaines particularités ».

Lanceur Astrium

Une observation 3D claire et une profondeur de champ supérieure

Les traitements numériques intégrés du VHX-600 permettent de s’affranchir des problèmes de réfléchissements. Son traitement HDR 16 bits (codage 16 bits par pixel) permet la restitution d’images plus facilement exploitables. La caméra capture des images multicolores sous différentes luminosités, tout en changeant la vitesse d’obturation. Elle génère ainsi une image caractérisée par des données d’échelle de couleurs de niveau élevé. La plage des luminosités pouvant être obtenues s’élargit ; cela permet de reproduire fidèlement une cible malgré un halo et d’obtenir des images détaillées de zones à faibles nuances de couleurs.

En outre, le VHX-600 autorise une observation 3D claire avec une résolution de 54 millions de pixels et offre une profondeur de champ très supérieure à celle des microscopes optiques. Ainsi, le VHX-600 peut observer précisément une cible (même avec une grande différence de hauteur) qui ne pourrait pas être mise au point avec les microscopes classiques. L’observation peut aussi être effectuée sous tous les angles : il est possible d’observer une cible en tenant l’objectif à la main ou en le montant sur le support. Le gain de temps est important : le nombre d’étapes requises pour l’observation, y compris la mise au point, est considérablement réduit.

C’est le procédé D.F.D. (profondeur par évaluation du flou) qui rend possibles ces avancées en permettant de construire des images 3D précises à partir de la détection des flous correspondant à des différences de distance de l’optique. Un nouvel algorithme de stéréogramme permet d’acquérir les changements de texture subtils afin d’estimer la hauteur de la cible. Le procédé D.F.D. (profondeur par évaluation du flou) analyse le degré de flou d’une image 2D afin d’en déduire des informations concernant la profondeur.

N° 77 Mai 2016