Dissertations / Theses: 'Corrélation d'image'

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Clerc, Patrice. "Mesure de champs de déplacements et de déformations par stéréovision et corrélation d'images numériques." Lyon, INSA, 2001. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2001ISAL0066/these.pdf.

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Abstract:

Une méthode classique de mesure des champs de déplacements et de déformations, utilisant des caméras CCD comme capteurs, consiste à déposer une grille régulière sur l'échantillon, puis à étudier les déplacements des points de références que constitue cette grille. Dans le but de mettre en œuvre cette mesure rapidement et à moindre coût, la grille à déposer est remplacée par un motif aléatoire. Une méthode de corrélation en niveau de gris permet d'exploiter les images numériques avec une précision de 1/60ième de pixels. Une méthode de mesure de champs de déplacements et de déformations 3D par stéréovision et basée sur la corrélation en niveaux de gris est proposée. Deux caméras numériques montées sur un banc stéréoscopique sont utilisées. Toutes les étapes de la chaîne de mesure (appariement, calibrage et reconstructions 3D) sont basées sur la corrélation. Une méthode de calibrage du système stéréoscopique s'effectuant à partir d'une mire recouverte d'un motif aléatoire dont l'équation de la surface est connue est proposée. Les mesures de champs de déplacements et de déformations présentées sont réalisées à partir d'une méthode de calibrage utilisant un cube marqué d'une grille. Une fois le système stéréoscopique calibré, les structures étudiées recouvertes d'un motif aléatoire sont photographiées et reconstruites dans l'espace. A partir de deux reconstructions, une avant et l'autre après déformations, les champs de déplacements et de déformations sont calculés To determine displacement or strain fields from digital images, a classical technique consists of drawing a uniform grid on the surface of an object and measuring the displacement fields of these reference points. In order to get a marking method quicker and less expensive, the grid is replaced is by a random pattern. The numerical images are treated by a correlation method with an accuracy of 1/60th pixels. A method of 3D displacement and deformation fields by stereovision and using gray levels correlation method is proposed. Two CCD cameras on a stereo ring are used. All the steps for the measurement (paring, calibration, 3D reconstruction) use correlation. A proposed calibration method of the stereo ring doesn’t use a calibrating objet with a randomized pattern of which only the surface equation is known. The measurements of displacements and deformations fields shown are obtained from grids on a cube target. Once the calibration performed, the object's topographies before and after deformation are obtained from the calibration parameters and correlation between each pair of images and are compared to determine the displacement and deformation fields

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Tardif, Fabrice. "Analyse des mécanismes d'endommagement dans les composites 3D C/C : mesures optiques des champs de déformation par corrélation d'image." Bordeaux 1, 1998. http://www.theses.fr/1998BOR10671.

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Abstract:

La connaissance des mécanismes de dégradation, a l'échelle de la microstructure du matériau, qui gouvernent le comportement mécanique macroscopique permet d'orienter et de simplifier les modèles de comportement. Il faut pour cela établir une corrélation entre la courbe de comportement, la microstructure, les modes de fissuration et le champ de déformation local. Des essais mécaniques de traction ont été effectues avec un suivi optique in situ sur un composite c/c a renfort multidirectionnel 3d. Le dispositif optique analyse la surface de l'éprouvette. Puis, par comparaison avec la cartographie réalisée a l'état initial, un algorithme utilisant le principe de corrélation d'image dresse les champs de déformation locaux à chaque palier de chargement. Cette technique permet de révéler l'heterogeneite des champs de déformation, de déterminer les critères locaux de rupture de la matrice. Une application a l'étude de l'influence d'une ondulation de pli sur le comportement mécanique d'un composite stratifie a permis la mise au point d'une procédure d'identification de modèle de comportement d'interface. La ruine de l'interface est supposée être dans ce cas le principal mécanisme d'endommagement du matériau.

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Azab, Marc. "Caractérisation par corrélation d'images et modélisation par zones cohésives du comportement mécanique des interfaces." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAI102.

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Abstract:

Ce travail concerne l'étude de l'intégrité des matériaux ou des structures assemblées en s'intéressant à la modélisation du mécanisme de rupture à l'aide des modèles de zones cohésives (MZC). Cette approche présente l'avantage d'incorporer une longueur caractéristique dans la description de la rupture, ce qui permet notamment d'évaluer des effets de taille. Trois paramètres caractérisent ces MZC : la contrainte de traction Tmax à laquelle l'interface ou le matériau peut résister avant d'amorcer sa décohésion, l'ouverture critique à partir de laquelle une fissure est créée localement et finalement une loi traction-ouverture qui décrit la répartition des efforts cohésifs selon le mécanisme opérant.L'objectif principal de cette thèse est d'identifier les paramètres cohésifs caractérisant la rupture interfaciale dans un joint de colle ou cohésif dans un matériau. Pour cela, une première étape était d'élaborer un modèle analytique, décrivant correctement la cinématique d'un essai DCB ou Wedge, pour caractériser la rupture mode I. Bien que le mode d'ouverture soit opérant, le champ de déplacement au voisinage de l'entaille n'est pas K-dominant pour ces essais, du moins pas toujours. Plusieurs lois de traction-ouverture ont été considérées afin d'étudier leur influence sur la réponse locale et globale de l'essai. Une méthodologie d'identification inverse a été proposée à partir d'un modèle analytique, qui consiste à extraire les paramètres cohésifs en minimisant l'erreur au sens des moindres carrés entre les déflections analytique et numérique. Une fois validée, elle a été par la suite appliquée à un cas réel, qui est l'essai d'insertion de lame. La mesure du champ de déplacement expérimental est possible grâce à une mesure du champ de déplacement par corrélation d'image.Une analyse approfondie a été aussi consacrée à l'étude de la "Process Zone" pour un essai DCB ou Wedge. Cette étude met en évidence la variation de Lcz en fonction de la géométrie des éprouvettes, des propriétés de la zone cohésive, des propriétés mécaniques du matériau ou encore la forme de la loi traction-ouverture utilisée. Une nouvelle expression pour estimer Lcz est établie pour les zones cohésives rectangulaires et triangulaires.Une deuxième approche d’identification locale, basée sur le travail de Réthoré et Estevez (2013), a été aussi proposée et discutée. Elle a été mise en oeuvre pour un essai d'insertion de lame, avant d'être appliquée à un essai de flexion 4 points entaillé. Un aller-retour entre simulation numérique et résultat expérimental permet d'identifier les propriétés cohésives du matériau ou de l'interface This work concerns the study of materials and assemblies structures integrity using cohesive zone model (CZM) to analyze fracture. These models have the advantage to incorporate a characteristic length in the description of fracture initiation and propagation, which can lead to size effects studies. Three parameters characterize the CZM : the maximal cohesive traction Tmax to which the interface or the material can resist before the onset of debonding, the critical crack opening from which a crack is created locally and finally the traction-separation law which describe the cohesive traction distribution depending on fracture process.The main purpose of this thesis is to identify the cohesive zone parameters describing fracture at the interface or in the material. The first step was to elaborate an analytical model which can describe properly the DCB or Wedge Test kinematic, to characterize mode I fracture. Despite the fact of mode I fracture, the displacement field near the crack-tip is not K-dominant for these tests, at least not always. Various traction-separation laws were considered in order to study their influence on the local and global response of the test. An inverse identification methodology has been proposed from the analytical model, which can extract cohesive parameters through a least square error minimization between numerical and analytical deflection. Once validated, it was subsequently applied to a real Wedge test. The experimental displacement field measurement was done due to digital image correlation measurement.A deep analysis to evaluate the fracture process zone length has been also dedicated in the case of Wedge or DCB Tests. This analysis shows that Lcz is not an intrinsic interface or materials property and it can vary depending on the sample's geometry, the cohesive zone properties or the traction-separation law. A new expression to determine Lcz was established for rectangular and triangular cohesive zone.A second local identification approach, based on the work of Réhoré and Estevez (2013), has been also proposed. It was implemented to analyze the Wedge test, before applying it to a notched four points bending test. A round trip between numerical simulations and experimental results allow identifying the cohesive properties in the materiel or at the interface

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Wattrisse, Bertrand. "Etude cinématique des phénomènes de localisation dans des aciers par intercorrélation d'image." Montpellier 2, 1999. http://www.theses.fr/1999MON20028.

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Abstract:

Une eprouvette soumise a une sollicitation mecanique passe plus ou moins brusquement d'un mode de deformation homogene a un mode localise. Cette localisation est particulierement prejudiciable dans les operations de mise en forme. Une technique de mesure de champs de deplacements par intercorrelation d'images nous permet de mesurer l'evolution temporelle des divers champs de grandeurs cinematiques (vitesses, accelerations, deformations, vitesses de deformation) au cours d'essais de traction quasi-statiques. Nous mettons en evidence la presence d'une erreur systematique sur la mesure des deplacements. Pour la corriger, nous avons mis au point une technique de decalage aleatoire. Un choix approprie d'aciers presentant des microstructures differentes nous permet de reveler des modes de localisation differents. Dans un acier fe-si fortement texture, nous avons relie nos observations macroscopiques au glissement cristallographique. Sur des aciers doux, nous suivons le passage de bandes de luders durant le palier plastique. L'information de champ permet d'acceder a la vitesse et a l'inclinaison des bandes. Dans un acier inoxydable, austenitique nous montrons que toute la deformation plastique est concentree dans des bandes mobiles de transformation martensitique. Et nous avons acces a la cinetique de changement de phase. Sur plusieurs nuances d'acier, nous mettons en evidence le caractere precoce de la localisation. Une modelisation numerique, associee aux mesures experimentales nous a permis preciser le role de defauts geometriques presents dans la structure sollicitee. Enfin, la mise en place d'indicateurs cinematiques de localisation temoigne du caractere progressif et quasi-statique de la localisation de striction. L'apparition precoce d'heterogeneite pose le probleme de la pertinence d'hypotheses frequemment admises dans certains criteres de localisation et dans les procedures d'identification de loi de comportement (homogeneite).

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Court, Germain. "Prévision objective de la rupture ductile en grandes déformations sous sollicitation dynamique : Modèle d'épuisement plastique à taux limités." Phd thesis, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00341991.

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Abstract:

L'objectif de cette thèse est de proposer une modélisation du comportement des matériaux ductiles permettant de mener des simulations robustes, c'est à dire sans dépendance au maillage, jusqu'à rupture. L'approche proposée dans ce travail repose sur la notion de variable à taux limité (limiteur temporel de localisation) : la rupture est vue comme un phénomène fortement dynamique et les modèles à taux limités visent à contrôler cette dynamique. Un modèle "d'épuisement plastique à taux limité" est ainsi proposé, permettant de modéliser en grandes déformations (phénomène de striction) l'initiation et la propagation de fissures dans des structures métalliques sollicitées en dynamique. Le modèle présente l'avantage d'être facilement utilisable dans le cadre d'une formulation EF classique, car il reste local. L'inconvénient principal de l'approche proposée est de nécessiter des calculs en dynamiques, tout au moins pour la phase de rupture. Des simulations menées avec le code ABAQUS/Explicit en contraintes planes avec le modèle" d'épuisement plastique à taux limité", permettent de confirmer les résultats théoriques obtenus par le modèle proposé et en particulier l'indépendance des résultats au maillage (taille et orientation). Ces simulations permettent d'identifier un jeux de paramètres matériaux à l'aide de comparaisons avec des essais dynamiques sur éprouvettes trouées, filmés à l'aide d'une caméra rapide et analysés par corrélation d'image. La validation des capacités prédictives du modèle est alors illustrée par confrontation entre des simulations numériques et des résultats expérimentaux obtenus sur éprouvettes lisses.

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Braisaz-Latille, Paul. "Suivi et prédiction de l'initiation de l'endommagement et de la durée de vie en fatigue dans un matériau composite tissé présentant un défaut artificiel de fabrication par le biais d'une approche hybride." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2015. http://hdl.handle.net/11143/6612.

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Abstract:

Ce projet de maîtrise met en avant une étude du suivi et de la prédiction de l’endommagement dans des structures composites à fibres de carbone tissées soumises à des efforts de fatigue tension-tension par le biais de deux méthodes de détection non-destructives que sont l’émission acoustique (AE) et la corrélation d’image (DIC). L’émission acoustique se présente comme une méthode unique permettant le suivi en continu des phénomènes microscopiques d’endommagement apparaissant dans le matériau, alors que la corrélation d’image permet un accès en temps réel au champ de déformation et par conséquent aux effets macroscopiques de cet endommagement sur les propriétés du matériau. Le croisement des résultats obtenus à partir de ces deux méthodes améliore la fiabilité et la validité des hypothèses réalisées. L’approche utilisée permet d’établir des courbes de durée de vie du matériau prenant en compte la propagation du défaut artificiel intégré et propose un modèle d’endommagement dans la lignée des modèles phénoménologiques existants. Dans un premier temps, le contexte de l’étude est introduit ainsi que les objectifs détaillés de ce projet. L’importance d’établir des modèles de prédiction de durée de vie en fatigue pour les structures composites est mise en avant. La deuxième partie de ce rapport a pour but de réaliser un état de l’art exhaustif sur les différents domaines touchés par ce projet de recherche. On y retrouve une analyse des mécanismes d’endommagement se développant dans les matériaux composites unidirectionnels et tissés ainsi qu’une présentation des différentes méthodes de modélisation de l’endommagement ayant été développées. Les approches par éléments finis permettant de modéliser l’initiation et la propagation de fissures macroscopiques dans les composites sont ensuite présentées, avant de finalement proposer une revue du domaine de monitorage de l’état de santé des structures, et plus particulièrement l’émission acoustique et la corrélation d’image. Ensuite, le récapitulatif des travaux de recherche réalisés est illustré sous forme d’article dans la troisième partie. Des essais statiques de traction ont d’abord permis d’établir les gammes de charge à utiliser pour les essais de fatigue. Ces mêmes essais de fatigue tension-tension ont été menés à différents chargements à l’aide d’un suivi en continu par émission acoustique et corrélation d’image afin de mettre en évidence l’accumulation des mécanismes d’endommagement. Des courbes de durée de vie représentant l’apparition de ces différents mécanismes d’endommagement ainsi que la rupture totale ont pu être proposées. L’observation du paramètre mécanique de rigidité a finalement permis d’établir une approche de modélisation de l’endommagement par le biais d’une variable d’endommagement dans le lignée des modèles phénoménologiques existants.

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Humblot, Fabrice. "Détection de petits objets dans une image en utilisant les techniques de super-résolution." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011319.

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Abstract:

Cette thèse concerne la détection de petits objets dans une image en utilisant les techniques de super-résolution (SR). La reconstruction d'une image par une méthode de SR consiste à produire une image de haute résolution (HR), à partir de plusieurs images de basse résolution (BR) obtenues par l'intermédiaire de différentes caméras, ou à partir d'une séquence vidéo acquise avec une seule caméra. Obtenir une image HR nécessite deux étapes : le recalage des images BR dans un repère commun, et la construction de l'image HR par leur fusion. Ce mémoire présente donc deux parties. La première est consacrée à la détection et aux méthodes de recalage d'images, et la seconde aux techniques de restauration d'images par SR. Concernant la première partie, plusieurs méthodes ont été évaluées : une méthode fréquentielle de recalage utilisant le principe de corrélation de phase d'une part, et une méthode de détection de petits points basée sur un estimateur MAP dans le formalisme bayésien d'autre part. Dans la seconde partie, une nouvelle méthode de SR utilisant une modélisation markovienne hiérarchique de l'image HR dans le cadre de l'estimation bayésienne est proposée. Cette nouvelle approche, qui est basée sur l'idée que l'image HR est constituée de zones homogènes, permet d'obtenir non seulement une image de bonne qualité, mais également un résultat de segmentation de la scène HR.

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Chow, Wang. "Développement d'une méthode in situ pour mesurer les champs de déformation élastique et totale à l'échelle du grain." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLC003/document.

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Abstract:

Au cours des dernières deux décennies, la modélisation micromécanique a été largement développée afin de relier directement la microstructure réelle d’un matériau à ses propriétés macroscopiques (mécanique, thermique, électrique, etc.). Les lois de plasticité cristalline visent à prédire les comportements locaux et macroscopiques et/ou les changements de la microstructure lors d’un chargement thermomécanique. Cependant, étant donné l’échelle des mécanismes que ces modèles décrivent, les mesures sont difficiles à réaliser et l’identification des paramètres devient délicate. Il est également nécessaire d’utiliser des données expérimentales à l’échelle du grain. L’objectif de l’étude présentée ici est de développer une procédure robuste pour obtenir au moins deux réponses mécaniques locales distinctes d’un matériau à l’échelle du grain.Les champs total et élastique ont été sélectionnés et ensuite mesurés en même temps à chaque niveau de chargement successif lors d’essais de traction avec décharges. Le champ total a été déterminé par Corrélation d’Images Numériques (CIN) et le champ élastique a été calculé à partir de la mesure de Diffraction des Rayons X (DRX). Deux échantillons oligo-cristallins en alliage d’aluminium (5052) ont été utilisés dans cette étude. Le dispositif et méthode expérimental a été développé pour effectuer simultanément la CIN, la DRX et l’essai de traction in-situ dans un diffractomètre à rayons X. En plus des résultats et des analyses, les incertitudes ont également été quantifiées Micromechanical modelling was widely developed during the past 20 years as they enable ones to make direct links between the actual microstructure of a material and its macroscopic properties such as mechanical, thermal, electrical, etc. Crystal plasticity models aim at predicting local and macroscopic behaviours and/or changes of the microstructure during thermomechanical loading. However, the parameters of these models are difficult to identify, because the mechanisms they describe are at a small scale and are thus complicated to measure. For this reason, the crystalline model identification requires the use of experimental data at the grain scale. The objective of the study presented here is to develop a robust procedure to obtain at least two distinct local mechanical responses of a material at the grain scale.The total and elastic strain fields have been chosen to be characterised referring to the research interest and the adaptability of experimental methodologies. When samples were subjected to simple tensile loadings and unloadings, strain fields were measured on the sample surface simultaneously at each successive level. Total strain fields were determined by the Digital Image Correlation technique (DIC) while elastic strain fields were calculated from the X-ray diffraction (XRD) measurements. Two oligo-crystalline samples of an aluminium alloy (5052) has been prepared and used in this study. The experimental device and methodology was designed and developped to perform DIC, XRD and tensile tests in-situ in an X-ray diffractometer. The total and elastic strain fields of two samples through in situ tension experiments were obtained. Besides results and analysis, the corresponding uncertainties during each measurement were quantified as well

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Sève, Alain. "De quelques méthodes d'imagerie indirecte à travers l'atmosphère." Nice, 1987. http://www.theses.fr/1987NICE4128.

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Abstract:

Deux types de méthodes d'imagerie directe sont proposées. Le premier type est lié aux techniques d'interférométrie speckle ; le deuxième regroupe les méthodes de maximum de vraisemblance. Différents algorithmes sont présentés et comparés. En outre, la possibilité de retrouver un objet à partir de son autocorrélation est examinée et une version de l'algorithme de Fienup est développée

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Bombard, Nicolas. "Conception d'un échantillon modèle en matériaux composites et caractérisation par microtomographie à rayons-X développement d'un outil de mesure de champs de déplacements tridimensionnels." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2011. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/1617.

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Abstract:

Les nouveaux matériaux qui ont fait leur apparition récemment dans l'industrie, tels que les matériaux composites et les mousses métalliques par exemple, ont trouvé de nombreuses applications. Cependant, en raison de leur complexité grandissante, la modélisation de leurs lois de comportement est de plus en plus difficile. D'où l'idée d'employer des méthodes d'imagerie tridimensionnelle telle que la microtomographie rayons-X, et d'utiliser la corrélation d'images digitales pour mesurer les champs de déplacements entre des images de l'échantillon au repos et sous compression. Cela permettrait ensuite de remonter aux paramètres de la loi de comportement. C'est le but du projet développé en collaboration entre l'École Polytechnique de Montréal et l'Université de Sherbrooke. La partie du projet menée à l'Université de Sherbrooke constitue l'objet de ce mémoire, et comprend deux tâches. La première consiste à concevoir un matériau modèle qui servira de base pour développer un algorithme de mesure des champs de déplacements à partir des images microtomographiques. La seconde consiste à obtenir lesdites images. Le matériau modèle conçu dans le cadre des travaux de recherche est un matériau composite à matrice de polyéthylène à basse densité linéaire, texturée par de l'oxyde de titane, et à renfort de billes de verre. Ces matériaux ont été choisis entre autres raisons pour leur bon contraste aux rayons-X et leur facilité de mise en forme. Le composite a été fabriqué par extrusion, pour assurer une bonne dispersion des particules de renforts, et les échantillons ont été réalisés par moulage. La microtomographie à rayons-X est une technique d'imagerie permettant de reconstruire le volume d'un objet à partir d'une série de projections radiographiques de celui-ci. C'est une méthode qui permet en général une appréciation qualitative de la structure d'un objet ( e.g. des anomalies). Par contre, la qualité des images peut être parfois insuffisante pour une analyse quantitative. Des bruits et des artefacts de reconstructions (e.g. artefacts d'anneaux, durcissement du faisceau, désalignement...) peuvent dégrader les microtomographies. Le développement d'une procédure de calibration était donc nécessaire avant de pouvoir utiliser la cellule de charge pour imager des échantillons au repos puis compressés in situ .

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Mendoza, quispe Arturo. "Corrélation d'Images pour Descripteurs Textiles." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLN002/document.

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Abstract:

De nombreux descripteurs sont utilisés pour décrire les composites tissés. Cela est dû en partie aux différents usages que l’on peut en faire. Par exemple, le descripteur le plus approprié pour une simulation mécanique (par exemple, un maillage d’éléments finis), n’est pas nécessairement le même que pour un algorithme de contrôle non destructif (par exemple, des descripteurs statistiques issus d’images tomographiques). Cette recherche propose de reconnaître que, malgré les nombreuses formes que peuvent prendre ces descripteurs textiles, le composite tissé 3D qui nous intéresse est intrinsèquement structuré. En fait, il est principalement défini par son motif de tissage 3D (arrangement des torons). Cette caractéristique commune à tous les descripteurs peut être exploitée pour “construire des liens” entre les nombreuses analyses différentes. Ceux-ci peuvent être obtenus à travers de la Corrélation d’Images Volumiques (DVC), qui fournit le champ de déplacement reliant toute paire de descripteurs. Les avantages de la DVC sont démultipliés en permettant la “relaxation” de l’hypothèse fondamentale de la conservation des coefficients d’absorption (le contraste tomographique), et l’utilisation d’une technique de régularisation mécanique “complète”. Cela se traduit par un algorithme de recalage robuste et rapide. Il permet de mesurer les “différences métriques” (déformations et distorsions du toron) et d’identifier les “différences topologiques” possibles (par exemple, les anomalies de tissage) qu’un textile peut connaitre. En somme, ce nouvel “cadre de corrélation” permets l’unification des descripteurs textiles dans un seul descripteur topologique. Divers échantillons tissés observés à l’échelle méso ont été étudiés dans ce contexte Many descriptors are employed for describing the woven composites. This is, in part, due to the different uses one may give them. For example, the most appropriate descriptor for a mechanical simulation (e.g., a finite element mesh), may not necessarily be the same as for a nondestructive testing algorithm (e.g., statistical descriptors issued from tomographic images). This research proposes to acknowledge that, despite the many forms that these textile descriptors may take, the 3D woven composite tat interests us is intrinsically structured. In fact, it is mainly defined by its 3D weaving pattern (arrangement of yarns). This common characteristic to all descriptors can be exploited to “construct bridges” between the many different analyses. These can be obtained by means of Digital Volume Correlation (DVC), which provides the displacement field relating any pair of descriptors. It should be noted that the advantages of DVC are multiplied by allowing for the “relaxation” of the fundamental assumption of conservation of absorption coefficients (i.e., the tomographic contrast), and the use of a “complete” mechanical regularization technique. This results in a robust and fast registration algorithm. It allows measuring the “metric differences” (yarn deformations and distortions) as well as identifying the possible “topological differences” (e.g., weaving anomalies) that a textile may undergo. In short, this new “correlation framework” allows the unification of the textile descriptors into a single topological descriptor. Various woven samples observed at the meso-scale were studied in this context

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Seghir, Rian. "Étude expérimentale et numérique des couplages thermomécaniques, et bilan d'énergie au sein des polycristaux métalliques." Phd thesis, Ecole Centrale de Lille, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00917702.

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Abstract:

Les critères de localisation et d'endommagement sont généralement basés sur un cadre dissipatif et ce travail s'intéresse aux couplages thermomécaniques accompagnant les micromécanismes de déformation. Il repose en partie sur des données expérimentales obtenues précédemment dans le laboratoire par Bodelot pour un polycristal d'acier A316L. Ce travail tire profit d'une combinaison de techniques différentes, en particulier de mesures in situ de champs cinématiques et thermiques ainsi que de l'Orientation Imaging Microscopy, de la profilométrie et d'une micrographie de surface. Différents outils ont été développés afin (1) d'identifier automatiquement les systèmes de glissement activés, (2) d'estimer l'émissivité de la surface permettant ainsi une détermination des champs thermiques avec une précision de 30 mK, (3) de projeter les champs bruts expérimentaux sur la microstructure et (4) de permettre la modélisation du polycristal et de ses conditions aux limites thermomécaniques réelles dans un cadre de plasticité cristalline dans le code EF Abaqus. Il a notamment été montré que les variations de température fournissent une estimation précise et aisée de la limite d'élasticité macroscopique ainsi que la détermination de la contrainte de cisaillement critique à l'échelle granulaire. En outre, les mesures cinématiques ont permis l'identification des systèmes de glissement activés. Des bilans énergétiques expérimentaux et numériques ont été réalisés et une grande influence de l'hétérogénéité polycristalline sur les mécanismes de stockage d'énergie a été soulignée. Les méthodes proposées contribueront à améliorer les critères d'endommagement basés sur un cadre dissipatif

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Doumalin, Pascal. "Microextensométrie locale par corrélation d'images numériques." Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2000. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00503025.

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Vigneron, Silvère. "Analyse thermomécanique multiéchelle de la transformation de phase dans les alliages à mémoire de forme." Phd thesis, Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00486705.

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Abstract:

Cette étude est consacrée à l'analyse thermomécanique de la transformation martensitique prenant place dans les Alliages à Mémoire de Forme (AMF). Cette analyse est effectuée à différentes échelles et s'appuie sur des champs de mesures thermomécaniques, des simulations numériques 3D par éléments finis et des simulations utilisant la dynamique moléculaire. L'étude est restreinte au comportement pseudoélastique d'un monocristal de CuAlBe, soumis à des chargements de traction. Les observations par imagerie cinématique et énergétique couplées rendent possible la caractérisation précise et locale du front de changement de phase qui apparait lors d'une sollicitation mécanique d'une éprouvette d'AMF. L'analyse énergétique qui en est faite, permet d'interpréter la transformation de phase comme liée à un couplage thermomécanique fort, et de négliger la dissipation intrinsèque. Conformément à ces résultats, un modèle thermomécanique monovariant est proposé qui rend compte du phénomène d'hystérésis et des effets du temps observés expérimentalement. Le front de changement de phase est ensuite généré numériquement puis comparé à l'expérience et à la littérature. Dans un second temps, un modèle d'AMF idéal est proposé à l'échelle cristalline. La dynamique moléculaire permet de construire l'énergie libre associée à un ensemble d'atomes et de réaliser des expériences numériques. L'évolution du comportement avec la dimension de l'échantillon est étudiée numériquement puis discutée. Une tendance à la convexification du potentiel énergétique est observée, ainsi que l'apparition d'une microstructure complexe.

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Zinsmeister, Louis. "Étude de l'évolution hydromécanique d'un carbonate après altération chimique. Application des méthodes de corrélation d'images 2D et 3D à la mesure des champs locaux de déformation lors d'essais mécaniques à différentes échelles." Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2013. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00955351.

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Abstract:

Devant le défi grandissant de diminuer la libération dans l'atmosphère des gaz à effet de serre plusieurs solutions ont été envisagées. Une des plus étudiée est le stockage géologique du CO2 par injection dans des aquifères salins profonds. Ces structures géologiques sont présentes dans les bassins sédimentaires et se caractérisent par leur épaisseur (plusieurs centaines de mètres) et leur étendue géographique (l'ensemble du bassin parisien, par exemple, pour la couche du Dogger). Le second interêt de ces structures est que les roches carbonatées qui les composent sont généralement très poreuses (10 à 30% de porosité) et présentent une perméabilité suffisamment élevée pour faciliter l'injection de fluides. Cependant, le comportement et l'évolution à long terme de ces réservoirs, après l'injection de CO2 dans la saumure en place, est incertain. Aussi, la résistance mécanique et les propriétés d'écoulement de ces roches sont étudiées pour réaliser des modèles prédictifs d'évolution, afin de garantir l'intégrité et la pérennité des sites de stockage. Le travail de cette thèse repose sur un protocole d'acidification retardée, développé et utilisé à l'IFPEN, permettant une altération homogène d'échantillons de carbonates. Notre objectif a été de déterminer les effets de ce type d'altération sur le comportement hydromécanique de la roche calcaire de Lavoux. La caractérisation des propriétés d'écoulement de la roche a été combinée à une étude microstructurale. Les paramètres étudiés sont la porosité et la perméabilité avant et après altération. Les résultats d'évolution de la perméabilité ont été analysés en s'appuyant sur une méthode de soustraction d'images de microtomographie RX, qui permet de visualiser la mobilité de particules fines au sein du réseau poreux. Ces dernières sont aussi révélées à postériori dans les effluents par diffraction laser. L'étude microstructurale de la roche après altération a permis la mise en évidence des mécanismes de dissolution et d'altération. Le comportement mécanique de notre roche à différents stades d'altération a été étudié à l'aide d'essais triaxiaux classiques réalisés à différents états de confinement. Ces essais ont montré que l'altération induit une transition du domaine de rupture fragile vers le domaine de rupture ductile. Afin de mieux comprendre ce comportement, nous avons mené des essais mécaniques uniaxiaux avec observation et acquisition d'images numériques " in-situ " : i) sur une presse électromécanique classique équipée de caméras CCD et de microscopie optique, ii) à l'aide d'un dispositif de compression miniaturisé adapté à l'enceinte d'un microscope électronique à balayage. La technique de corrélation d'images numériques a pu être appliquée tout au long du chargement mécanique à différentes échelles, depuis celle de l'échantillon, jusqu'à celle de la microstructure. Les mesures de champs de déformation ainsi réalisées ont permis de mettre en évidence les modes d'endommagement et de rupture selon l'état d'altération. Une cellule triaxiale miniaturisée pour être montée dans l'enceinte du microtomographe a spécialement été développée à l'IFPEN pour cette étude. Cette cellule nous a permis de mener des essais à 5 et 10 MPa de confinement avec observation volumique " in-situ " par tomographie. Nous avons pu identifier pour trois états d'altération, trois types de comportements à la rupture, avec l'observation i) d'une bande de cisaillement en régime de rupture fragile, ii) d'une étroite bande de cisaillement en compaction, iii) d'une large bande de compaction en cisaillement. L'ensemble des résultats obtenus sur les propriétés mécaniques et sur les propriétés d'écoulement (notamment la variation de perméabilité et la présence de fines dans le réseau poreux) tend à montrer que l'altération affecte fortement la microporosité du calcaire, avec des conséquences quant au comportement cisaillant compactant de notre roche.

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Dusfour, Gilles. "Contribution à l’étude de la croissance du disque intervertébral et de cartilage de synthèse." Thesis, Montpellier, 2018. http://www.theses.fr/2018MONTS049/document.

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Abstract:

Ce travail de thèse a pour ambition d'apporter une contribution à l'étude de la croissance du disque intervertébral. Il s'inscrit dans un projet de recherche qui vise à développer de nouveaux outils prédictifs afin d'améliorer le traitement de pathologies liées au phénomène de croissance des cartilages et des fibrocartilages. Un second objectif est d'apporter des éléments de compréhension qui pourraient être utiles pour le développement de techniques novatrices d'ingénierie tissulaire.La première partie expérimentale de ce travail consiste en l'identification de propriétés mécanique quasi-statique de l'annulus fibrosus du disque intervertébral, au travers d'une loi de comportement hyperélastique anisotrope, ainsi que d'un champ de déformations résiduelles présent au sein de l'annulus fibrosus, par le biais d'un outil de corrélation d'images numériques. Cette double identification permet à la fois d'estimer le champ de contrainte in vivo de l'annulus fibrosus, mais aussi d'obtenir une trace historique du processus de croissance qui nous servira de référence dans la suite de l'étude.La prise en compte des déformations résiduelles dans un modèle numérique d'annulus fibrosus a permis de constater l’homogénéisation spatiale des déformations lors de chargements physiologiques. Ces résultats soulignent l’importance de la considération des déformations résiduelles dans l’estimation des déformations et des contraintes subies in vivo par l’annulus fibrosus.De plus, un scénario de croissance de l'annulus fibrosus associé à deux critères mécaniques générateurs de croissance ont aussi été implémentés en utilisant la méthode des éléments finis. Les résultats de cette étude numérique n'ont pas permis de reproduire le champ de déformations résiduelles estimé expérimentalement. Seul le modèle de croissance utilisant un critère mécanique anisotrope prenant en compte la direction des fibres présentes dans l’annulus fibrosus et dans le cas d’un chargement omettant volontairement un chargement vertical sur l’annulus fibrosus a permis de reproduire qualitativement les déformations résiduelles tangentielles mesurées expérimentalement.Afin de compléter la compréhension du phénomène de croissance du cartilage, une étude biomécanique d'un modèle in vitro de cartilage de synthèse a mis en évidence l'impact du facteur de croissance TGF-beta3 sur la rigidité de la matrice extra-cellulaire. Une corrélation forte entre les expressions géniques des cellules de cartilage et les propriétés mécaniques de la matrice extra-cellulaire a été trouvée. Cette corrélation forte entre l’activité cellulaire et la rigidité de la matrice extra-cellulaire, couplée à la difficulté des modèles de croissance actuels uniquement basés sur des critères mécaniques, ouvre d’intéressantes perspectives d’études sur la compréhension du phénomène de croissance sous contrainte mécanique. L'étude approfondie de cet échantillon permettra à terme d'enrichir les modèles de croissance afin de prendre en compte les différents phénomènes physiques présent au sein des tissus biologiques This thesis aims to contribute to the study of the intervertebral disc growth. It is a part of a global reasearch program which focuses on the development of new predictive tools to improve treatments related to cartilage and fibrocartilage growth phenomenon pathologies. A second objective is to provide elements of understanding that could be useful for the development of innovative tissue engineering technics.The first experimental part of this work consists in the identification of quasi-static mechanical properties of the annulus fibrosus of the intervertebral disk, through an anisotropic hyperelastic constitutive law, as well as a residual strains field present within the annulus fibrosus, through a digital image correlation tool. This double identification makes it possible both to estimate the stress field in vivo of the annulus fibrosus, but also to obtain a historical trace of the growth process which will serve us as a reference in the rest of the study.We note the spatial homogenization of the deformations during physiological loadings when residual strains field is take into account in a numerical model of annulus fibrosus. These results underline the importance of the consideration of residual strains in the estimation of the deformations and stresses undergone by the annulus fibrosus.In addition, a growth scenario of the annulus fibrosus associated with two mechanical growth criterias has also been implemented using the finite element method. The results of this numerical study did not make it possible to reproduce the residual strains field estimated experimentally. Only the growth model using an anisotropic mechanical criterion taking into account the fibers direction present in the annulus fibrosus and in the case of a deliberately omitted load in the vertical direction on the annulus fibrosus has made it possible to qualitatively reproduce the tangential residual strains measured experimentally.In order to complete the understanding of cartilage growth, a biomechanical study of a synthetic in vitro cartilage model revealed the impact of the TGF-beta3 growth factor on the extracellular matrix cartilage stiffness. A strong correlation between the cartilage cell gene expressions and the mechanical properties of the extracellular matrix was found. This strong correlation between cellular activity and the rigidity of the extracellular matrix, coupled with the difficulty of the current growth models based solely on mechanical criteria, opens up interesting prospects for studies on the understanding of the phenomenon of growth under mechanical stimulus. In-depth study of this sample will eventually enrich the growth models to take into account the different physical phenomena present in biological tissues

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Dillard, Thierry. "Caractérisation et simulation numérique du comportement mécanique des mousses de nickel : morphologie tridimensionnelle, réponse élastoplastique et rupture." Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00007530.

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Abstract:

L'objectif de ces travaux de thèse est double. Il consiste, dans un premier temps, à étudier la microstructure des mousses de nickel ainsi que les mécanismes locaux de déformation et de rupture, puis, dans un second temps, à proposer une modélisation du comportement mécanique global en traction des mousses. Des essais mécaniques in-situ sous MEB ou en tomographie aux rayons X ont été réalisés. Ces essais montrent que les mécanismes de déformation en traction diffèrent de ceux observés en compression. La mousse se déforme en traction par réalignement et étirement des brins tandis qu'une flexion suivie d'un flambement des brins s'opèrent en compression. De plus, une forte localisation de la déformation dans les zones moins denses de la mousse est visualisée au cours d'un essai de compression. L'étude des mécanismes de rupture en traction fait aussi apparaître que la fissuration des mousses, majoritairement transgranulaire, intervient préférentiel-lement aux nœuds. Sa propagation s'effectue cellule par cellule et la zone endommagée possède une largeur d'environ cinq cellules. A partir des essais de tomographie aux rayons X, l'architecture initiale de la mousse ainsi que son évolution au cours du chargement ont été reconstruites. L'analyse de la morphologie tridimensionnelle de la mousse montre qu'un tiers des cellules est constitué de dodécahèdres et que 57% des faces des cellules sont pentagonales. L'influence du procédé de fabrication de la mousse est de deuxième importance par rapport à celui de la mousse précurseur en polyuréthanne. Les cellules sont allongées et orientées suivant la direction normale de la mousse. Cette anisotropie géométrique explique, au moyen d'un modèle analytique simple, l'anisotropie élastique observée en traction. La forme de la cellule la plus répandue a aussi été identifiée. Il s'agit d'un dodécahèdre, composé de deux quadrilatères, de huit pentagones et de deux hexagones. Pour modéliser le comportement mécanique des mousses en traction, deux voies ont été envisagées. La première consiste à décrire la mousse par un réseau de poutres se déformant uniquement par flexion. Le comportement uniaxial des mousses est alors simulé en fonction de la densité et de l'anisotropie géométrique. Le modèle montre que l'arrivée et la propagation du front plastique dans la poutre ne suffisent pas à expliquer la non linéarité du comportement macroscopique observée expérimentalement. A partir des lois de comportement des matériaux constitutifs des brins de la mousse, le modèle est aussi capable de prévoir le comportement uniaxial global de mousses multiphasées. L'application du modèle à deux phases au cas des mousses de nickel oxydées prouve que le comportement plus rigide des mousses oxydées peut être prédit en fonction de leur degré d'oxydation en tenant compte, toutefois, de la rupture de la couche d'oxyde. La deuxième approche, plus phénoménologique, met en œuvre une vision continue de la mousse. La mousse est alors assimilée à un milieu homogène équivalent. Des essais mécaniques, mesurant simultanément les déformations instantanées dans les trois directions principales de la mousse, ont été développés pour identifier les paramètres du modèle. Le modèle multiaxial est alors testé autour d'un trou macroscopique réalisé dans une plaque de mousse, puis validé par comparaison avec les champs de déformation issus d'essais photomécaniques. Ces essais photomécaniques mettent en exergue des hétérogé-néités de déformation non expliquées ainsi qu'un effet d'échelle dû à la taille critique d'un trou dans un milieu poreux. Le modèle classique, inapte à prévoir cet effet de taille, est alors étendu vers la mécanique des milieux continus généralisés. En introduisant une seule variable interne supplémentaire, le modèle micromorphe choisi est capable de rendre compte de l'effet d'échelle observé expérimentalement. De plus, ce modèle permet aussi de donner une bonne estimation de la largeur de la zone fissurée et de la ductilité des mousses en présence de fissures

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Baconnais, Maxime. "Méthode intégrée de corrélation d’images et de corrélation d’images virtuelles." Thesis, Ecole centrale de Nantes, 2019. http://www.theses.fr/2019ECDN0069.

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Abstract:

La corrélation d’images numériques (DIC) est maintenant couramment utilisée dans les milieux académiques et industriels. En effet, cette méthode permet de mesurer le champ de déplacement d’une surface avec une grande précision, une bonne résolution et avec un système expérimental simple. Cependant, la corrélation d’images ne permet pas une mesure précise dans les zones de frontière, bord des échantillons et fissures.L’objectif de cette thèse est d’utiliser la méthode de corrélation d’images virtuelles (VIC) pour mesure la position des bords et améliorer la précision de laDIC dans ces zones. La stratégie proposée repose sur trois points : la création d’un maillage de mesure adapté à la géométrie, la génération d’un masque de pixel permettant de supprimer les pixels du bord et la résolution sous contrainte de la DIC.Différents cas tests sur des images synthétiques et d’application sur des données expérimentales permettent de montrer l’intérêt de la méthode intégrée de corrélation d’images et de corrélation d’images virtuelles. Tout d’abord, la connaissance de la position initiale du bord permet la création automatique d’un maillage adapté. Il est également montré que la simple utilisation d’un masque de pixel permet de ré-duire significativement l’erreur sur le bord, aussi biendans les cas synthétiques que réels. Pour le cas de la résolution sous contrainte, il est montré que celle-ci permet de réduire les erreurs de mesures dans les cas synthétiques. Cependant, ce résultat n’a pas pu être confirmé dans les cas d’applications, la qualité des bords ne permettant pas une mesure précise et donc une amélioration des résultats de DIC Digital Image Correlation (DIC) is now com-monly used in academic and industrial settings. In-deed, this method allows to measure the displace-ment field of a surface with high accuracy, good reso-lution and with a simple experimental setup. Howe-ver, image correlation does not allows accurate mea-surement in border areas, sample edges and cracks.The objective of this thesis is to use the VirtualImage Correlation (VIC) method to measure the po-sition of the edges and improve the accuracy of theDIC in these areas. The proposed strategy is basedon three points : the creation of a adapted measure-ment mesh to the geometry, the generation of a pixelmask to remove the edge pixels and the constrainedresolution of the DIC.Different test cases on synthetic images and ex-perimental data show the interest of the integra-ted method. First, the knowledge of the initial posi-tion of the border allows the automatic creation ofan adapted mesh. It is also shown that the simpleuse of a pixel mask reduces significantly the boun-dary error, both in synthetic and real cases. For thecase of constrained resolution, it is shown that itreduces measurement errors in synthetic cases. Ho-wever, this result could not be confirmed in the ap-plication cases, due to the quality of the boundarydoes not allows an accurate measurement and thusan improvement of the DIC results

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De, Souza Rios Alexandre. "Mechanical behavior of recycled polypropylene reinforced by coconut fibers using X-ray tomography and digital image correlation." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015SACLN023/document.

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Abstract:

L’objectif de ce travail est de caractériser le comportement mécanique de composites constitués à de matrices polymériques renforcées par des fibres naturelles. Les matériaux étudiés dans cette thèse sont le polypropylène pour la matrice et les fibres de coco pour les renforts. La caractérisation morphologique et mécanique de ces matériaux est entreprise grâce à l’usage de la microscopie électronique à balayage, la tomographie aux rayons X, la corrélation d’images numériques et la thermographie infrarouge. Dans une première partie, on a étudié en détail les fibres de coco dans trois états différents: à l’état naturel et après traitement chimique suivi ou non de séchage. Les fibres ont été observées en tomographie et leurs caractéristiques essentielles définies. Par ailleurs des essais mécaniques in-situ dans un microscope électronique à balayage ont été conduits pour l’obtention de leurs propriétés mécaniques. Il a quasi été procédé à la caractérisation mécanique du comportement de tissus de fibre en vue de leur utilisation dans un composite. Dans une seconde partie, le comportement mécanique du polypropylène (à l’état vierge ou recyclé) a été analysé grâce à des essais de traction à déplacement imposé et à diverses vitesses de chargement. Ces essais ont été instrumentés pour des mesures de champs de déplacement et de températures, les premiers servant à mesurer les états de déformation, la progression de l’endommagement et observer les modes de rupture du matériau. L’effet du recyclage est souligné et en particulier la dégradation des propriétés mécaniques. Les caractéristiques complètes (élasticité, pic et plateau et endommagement) et l’effet de la vitesse sur celles-ci sont exhibées pour les deux états. Dans la dernière partie du travail, on s’est intéressé au comportement du composite considérant la matrice à l’état vierge ou dans l’état recyclé. Les caractéristiques obtenues sont discutées en soulignant l’influence du mode d’élaboration utilisé et l’apport des fibres de coco The objective of this work is to characterize the mechanical behavior of composites made with recycled polymeric matrices reinforced with natural fibers. The materials studied in this thesis are the polypropylene matrix and the coconut fibers for reinforcement. The morphological and mechanical characterization of these materials is undertaken with the use of scanning electron microscopy, X-ray tomography, the digital image correlation and infrared thermography.In the first part, we studied in detail the coconut fibers in three different states: in its natural state and after chemical treatment followed or not drying. The fibers were observed in tomography and their essential characteristics defined. Furthermore in situ mechanical testing in a scanning electron microscope were conducted to obtain their mechanical properties. It has almost been carried out the mechanical characterization fabrics of the behavior for use in a composite. In a second part, the mechanical behavior of polypropylene (virgin or recycled state) was analyzed by tensile testing at imposed displacement and various charging speeds. These tests were instrumented for measurement of displacement fields and temperatures, the first to measure the deformation conditions, the progression of the damage and observe the failure modes of the material. The effect of recycling is particularly pointed out and degradation of mechanical properties. Complete specifications (elasticity, peak and shelf and damage) and the effect of speed on them are exhibited for both states. In the last part of the work, it was interested in the behavior of the composite matrix considering the blank state or in the recycled state. The characteristics obtained are discussed emphasizing the influence of the method of production used and the contribution of coconut fibers

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Teaca, Mihaela. "Caractérisation expérimentale et modélisation de la déformation plastique des tôles métalliques." Thesis, Metz, 2009. http://www.theses.fr/2009METZ028S/document.

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Abstract:

La détermination précise du comportement plastique des tôles métalliques anisotropes est un élément clé d'une simulation numérique fiable des procédés de mise en forme par emboutissage. Dans cette étude, nous avons mis au point une procédure d'identification paramétrique d'un modèle de surface de plasticité anisotrope à 8 paramètres, qui s'appuie sur des essais classiques de traction uniaxiale selon différentes orientations de l'éprouvette, mais aussi sur des essais de traction biaxiale hétérogènes. Ces derniers ont d'abord nécessité la conception de 2 types d'éprouvettes cruciformes qui, sollicitées en traction biaxiale, sont soumises à des champs de déformation couvrant le domaine allant de la traction uniaxiale à la traction équibiaxiale. L'analyse des essais de traction permet tout d'abord de déterminer les paramètres d'écrouissage ainsi que certains des paramètres de la fonction de charge liés à l'anisotropie en déformation et l'anisotropie en contrainte des matériaux. Les autres paramètres de la fonction de charge, qui interviennent dans la définition de la forme de la surface de plasticité dans le domaine de l'expansion, sont ensuite obtenus à l'aide d'une méthode d'identification minimisant l'écart entre les champs de déformation obtenus expérimentalement par une méthode d'analyse d’images, et ceux déterminés par simulation des essais à l'aide d'un code de calcul par éléments finis. La procédure d'identification a été appliquée à deux nuances d'aciers pour emboutissage, un acier inoxydable AISI304, et deux alliages d'aluminium. Les résultats montrent la grande sensibilité de la méthode d'identification proposée. Des essais de validation sont également présentés The precise determination of the plastic behaviour of anisotropic sheet metals is a key element for obtaining reliable results in numerical simulations of forming processes. In this study, an identification procedure has been developed using an 8- parameter yield surface model. The procedure is based on the analysis of both classical uniaxial tension tests performed along different directions, and heterogeneous biaxial tensile tests. Two types of cruciform specimens have been designed to this end. Under biaxial stretching, the specimens are submitted to strain fields covering the range from uniaxial tension to equibiaxial tension. First, the analysis of uniaxial tensile tests allows us to determine strain-hardening parameters, and yield function parameters related to strain- and stress-anisotropy. Then, the other yield function parameters defining the shape of the yield surface in the biaxial stretching range are obtained using an identification procedure which minimizes the difference between strain fields obtained experimentally by an image correlation method, and strain fields determined by numerical simulations using a finite element code. The identification procedure has been applied to 2 steels of deep-drawing quality, an AISI304 stainless steel and two aluminium alloys. The results display the high sensitivity of the proposed identification method. Validation tests are also presented

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Memier, Michel. "Stéréophotogrammétrie numérique : calcul de M.N.T. par corrélation automatique d'images SPOT." Université Joseph Fourier (Grenoble), 1991. http://www.theses.fr/1991GRE10083.

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La reconstruction tridimensionnelle d'une surface à partir de deux images prises de points de vue différents nécessite d'une part la connaissance de la géométrie du capteur (géométrie interne et position spatiale), et d'autre part la reconnaissance de points homologues (corrélation). L'objet de cette thèse est la production de modèles numériques de terrain (MNT) à partir d'images du satellite européen SPOT. La modélisation géométrique est fondée sur l'approche de Guichard qui aboutit à des équations simples et rigoureuses. Les mêmes équations peuvent être utilisées pour l'orientation absolue du modèle (si l'on connaît des points d'appui) ou l'orientation relative en partant simplement de points homologues. L'aboutissement de la modélisation permet de générer un redressement des images sur un plan spécifique (épipolaire), permettant de faciliter la phase suivante de mise en correspondance. La corrélation est abordée selon des approches purement numériques (corrélation de vignettes à partir de considérations statistiques globales) ou selon une approche plus topologique, essayant de mettre en correspondance des éléments de frontières. Quelques applications des MNT sont présentées (représentation en courbes de niveaux perspectives)

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Idjeri, Mourad. "Sur l'analyse des déformations homogènes et héterogènes des structures en élastomères." Phd thesis, Université Paris-Est, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00861160.

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Abstract:

L'identification du comportement des polymères et notamment des élastomères reste un problème délicat. Dans ce travail, nous proposons une méthode d'identification qui associe la mesure de champ de déformation par analyse d'images avec l'optimisation d'un champ de contraintes adapté à l'essai. L'essai retenu est un étirage biaxial réalisé sur une éprouvette en forme de croix. L'approche proposée transforme l'inconvénient de l'hétérogénéité en avantage puisqu'il permet de réaliser l'identification simultanée sur plusieurs états de déformation : typiquement traction uniaxiale, plane et biaxiale. Le champ de contrainte est approché par la somme d'un champ homogène et d'un champ complémentaire vérifiant les conditions de bords libres et qui décroît lorsqu'on pénètre dans l'échantillon. La longueur caractéristique de la décroissance est optimisée de telle sorte que le champ approché vérifie au mieux les équations d'équilibre. En combinant l'analyse d'images avec le champ de contrainte optimisé, on identifie le potentiel hyperélastique en calculant explicitement les deux dérivées f=∂W/∂I1 et g=∂W/∂I2 où et sont les deux 1er invariants du tenseur de Cauchy droit. Enfin, un algorithme spécifique est mis en oeuvre par éléments finis pour une simulation 2D des matériaux hyperélastiques incompressibles. Cet algorithme est utilisé pour valider l'identification en comparant les résultats de la simulation et ceux de l'expérience

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Saai, Afaf. "Modèle physique de la plasticité d'un cristal métallique CFC soumis à des chargements alternés : contribution à la définition d'une modélisation multiéchelles de la mise en forme des métaux." Phd thesis, Chambéry, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00335219.

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Abstract:

Les opérations de mise en forme (particulièrement l'emboutissage) font subir au métal des chargements alternés avec de grandes amplitudes de déformation, le plus souvent suivis de changements de trajets. Une simulation numérique de ces opérations nécessite l'utilisation d'un modèle du comportement qui puisse rendre compte efficacement des trajets de chargements complexes. Cette thèse est une contribution à l'établissement d'un modèle de comportement plastique destiné à être utilisé pour la simulation numérique des opérations de mise en forme. Le parti a été pris de recourir à un modèle micromécanique dont les variables sont des paramètres micro-structuraux intrinsèques comme les densités de dislocations et leurs distributions sur chaque système de glissement. Le modèle traite des chargements alternés dans un cadre physique unifié défini pour l'ensemble des équations constitutives décrivant l'écrouissage. Au-delà de l'intérêt de définir un modèle particulier, ce travail apporte une contribution à la mise en œuvre des différentes étapes qui doivent conduire à son utilisation dans une simulation numérique macroscopique. Il s'agit de définir un protocole reproductible, plutôt indépendant du modèle considéré et exploitable pour d'autres modélisations. En particulier, des protocoles expérimentaux sont définis pour produire des données dans des conditions reproductibles. Des moyens de caractérisation récents comme l'analyse d'images dans les domaines visible et infrarouge sont utilisés pour étudier la réponse expérimentale thermomécanique de différents échantillons à caractère fortement cristallin. Ensuite, l'implantation du modèle dans un code éléments finis commercial permet d'envisager des simulations complexes qui, si elles ne s'adressent pas actuellement à des opérations d'emboutissage, comportent toutefois les ingrédients pour les traiter. Ce travail, à l'interface de nombreux champs disciplinaires, apporte donc une contribution au développement des modèles de comportement plastique des matériaux métalliques qui porte sur l'ensemble des briques nécessaires au développement de simulations numériques utilisant des modèles à caractère physique.

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Tran, Thi Ngoc Huyen. "Study of compression behavior of wood-based fiberboard : caractérisation à partir de techniques d'imagerie non destructives." Thesis, Bordeaux 1, 2012. http://www.theses.fr/2012BOR14666/document.

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Abstract:

La thèse a pour but de caractériser les propriétés mécaniques de matériaux à base de fibres de bois en relation avec les propriétés intrinsèques des fibres et leur arrangement spatial complexe. Ce type de matériau, dont les caractéristiques dépendent de sa configuration, est hétérogène à différentes échelles : à l’échelle microscopique de la fibre, à l’échelle mésoscopique du réseau des fibres et à l’échelle macroscopique du matériau. Pour observer ces hétérogénéités, différents moyens expérimentaux de caractérisation sont utilisés, notamment la microtomographie aux rayons X et la corrélation d’images volumiques. Ces deux techniques permettent à la fois de visualiser et numériser la position spatiale des différentes fibres du matériau à l’échelle microscopique dans le volume, et d’obtenir le champ tridimensionnel de déformation à cœur. Comme résultats, le matériau étudié montre un comportement non-linéaire avec une déformation résiduelle et un effet d’hystérésis en charge/décharge, qui suit le modèle de Van-Wyk. A l’échelle microscopique, le champ de déformation 3D apparait fortement hétérogène et est intimement lié aux porosités locales This thesis aims at characterizing the mechanical properties of wood-based fibrous material in relation with the intrinsic properties of the fiber as well as the complex architecture of random fibrous assembly. This material, whose characteristics strongly depend on its configuration, is heterogeneous at different scales: microscopic scale of individual fibers, mesoscopic scale of fiber assembly and macroscopic scale of sample. In order to observe these heterogeneities, different experimental characterization methods are employed, especially X-ray microtomography and Digital Volume Correlation. These both techniques allow us to visualize and digitize the spatial position of different phases of material at microscopic scale as well as the full 3D strain field inside the material. The obtained results are following: the material shows a non-linear mechanical behavior with hysteresis and residual deformation during cyclic compression tests, which respects Van Wyk's model. At microscopic scale, the 3D strain field is strongly heterogeneous and deeply related to local porosities

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Wehbe, Toufic. "Étude des vibrations de pièce mince durant l'usinage par stéréo corrélation d'images." Phd thesis, Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00744372.

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Le travail présenté dans cette thèse vise à comprendre les vibrations de pièce mince durant l'usinage. De nombreux travaux proposent des modélisations de ce phénomène, mais des écarts persistent entre résultats de modélisation et réalité. Ce constat nous pousse à nous interroger sur l'emploi dans les modèles des modes propres de la pièce, sans y intégrer le contact de l'outil. Face à l'incapacité de vérifier la validité de cette hypothèse par mesures ponctuelles, la mesure de champ s'impose comme une alternative prometteuse. La deuxième partie du travail porte sur la mise au point d'un protocole expérimental novateur. Il inclut le relevé des déformées vibratoires d'une pièce mince en usinage par mesure de champs de déplacements. La stéréo corrélation d'images numériques se confronte à de nombreuses limitations dans ce contexte. Nous avons développé une méthode de réglage des capteurs permettant de contourner rapidement certaines difficultés. Cette méthode présentée sous forme graphique souligne la nécessité d'optimiser les paramètres de mesure dans un tel contexte. La troisième partie met en oeuvre le protocole de mesures. Le test des capteurs montre le fort intérêt de la mesure sans contact vis-à-vis de l'objectif recherché. Des essais d'usinage sont présentés en se basant sur une modélisation existante du broutement. Les déformées mesurées pendant l'usinage livrent des informations d'un type nouveau. Leur exploitation a impliqué la mise en place d'une procédure spécifique de traitement. La dernière partie présente les analyses de deux usinages. L'étude est effectuée au regard des états de surface obtenus, du comportement temporel, fréquentiel, et spatial. Cette approche souligne les subtilités de la génération d'état de surface en la présence de vibrations. L'examen des mesures de champs permet de relever des incohérences avec l'emploi des modes propres, classiquement utilisés en modélisation.

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Coroyer, Christophe. "Apport des corrélations d'ordre élevé à l'analyse de textures non-gaussiennes." Cergy-Pontoise, 1996. http://www.theses.fr/1996CERG0018.

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Foti, Federico. "Effect of the Environment on the Fatigue Behaviour of Textile Organic Matrix Composite Materials for Aircraft Applications." Thesis, Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aérotechnique, 2017. http://www.theses.fr/2017ESMA0031/document.

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Abstract:

Les composites à matrice organiques (CMO) et fibre de carbone sont de plus en plus employés dans la réalisation de structures « tièdes » (aubes de fan, nacelles …) ; ces pièces peuvent être soumises, en service, à la fatigue mécanique, au cyclage thermique et à la fatigue thermo-mécanique. Bien qu’il existe une littérature consistante sur le comportement en fatigue des composites tissés, l'interaction entre fatigue et la dégradation liée à l'environnement à haute température n’a pas été encore bien exploitée. Le couplage entre les effets de la thermo-oxydation, le comportement mécanique (viscoélastique, viscoplastique) de la matrice organique à températures élevées et la dégradation par fatigue peut être néfaste pour le composite.Le but de ce travail est de caractériser et de modéliser - pour les composites tissés C/matrice organique - le comportement thermomécanique, l'apparition et le développement de l’endommagement liés aux mécanismes mécaniques cycliques (fatigue) sous environnement contrôlé (température et gaz).Une étude préliminaire sur un composite stratifiée [02/902]s a été menée pour pouvoir analyser les effets de l’environnement sur une architecture simple. La corrélation d’image numérique (CIN) et des scans μ-tomographiques (μCT) ont été employés pour le suivi et la caractérisation de l’endommagement de fatigue de composites tissés 2D à architecture complexe pour applications aéronautiques. Les effets de l’environnement sur la dégradation par fatigue ont été également explorés.L'objectif à long terme de cette étude est de fournir des outils expérimentaux et numériques pour renforcer la compréhension et la modélisation du couplage mécanique/endommagement/environnement pour la prédiction de la durée de vie et pour la proposition de protocoles d’essais accélérés réalistes de pièces « tièdes » en CMO In the next future, the employment of organic matrix/carbon fibre composites (OMC) is foreseen for the realization of “hot” structures: these parts may be subjected, in service, to mechanical fatigue (e.g. fan blades turbo-engines), thermal cycling and thermo-mechanical fatigue (e.g. aircraft structural parts). Though there is a consistent literature concerning the fatigue behaviour of woven composites, the interaction between fatigue and environmental degradation at high temperature has been poorly explored. Coupling between thermo-oxidation effects, mechanical (viscoelastic, viscoplastic) behaviour of the polymer matrix at high temperatures and degradation due to fatigue may be highly detrimental for the material. This work aims at characterizing and modelling - for carbon fibre/organic matrix (polyimide) textile composites – the thermomechanical behaviour, the onset and the development of damage related to cyclic mechanical mechanisms (fatigue) under controlled (temperature and gas) environment.A preliminary study on a cross-ply laminate [02/902]s has been carried out in order to analyse the environmental effect on a model sample. Digital Image Correlation (DIC) and μ-Computed Tomography (μCT) have been used to monitor and characterize the fatigue damage of 2D woven composites for aeronautical applications. The environmental effect on fatigue degradation have been also explored.The long-term aim of the study is to provide experimental and numerical tools to strengthen the understanding and the modelling of mechanics/damage/environment coupling for durability prediction

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Garcia, Dorian. "Mesure de formes et de champs de déplacements tridimensionnels par stéréo-corrélation d'images." Phd thesis, Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT, 2001. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00166476.

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Abstract:

De nombreux domaines concernant le comportement mécanique des matériaux posent le problème de la mesure des déplacements ou des déformations. Pour ce type de mesure, les méthodes optiques se sont largement imposées en raison de leur caractère non intrusif, de leur grande résolution spatiale, de leur sensibilité élevée, de l'importance du champ examiné à tout instant et des progrès de l'informatique qui permet le traitement automatique d'un grand volume d'information. Dans ce contexte, nous avons développé un système de mesure de formes 3D ou de champs de déplacements 3D par stéréovision (en particulier par stéréo-corrélation). Cette technique permet : (1) la mesure de la forme 3D d'un objet à partir d'une simple paire d'images stéréoscopiques de l'objet, (2) la mesure de champs de déplacements 3D à partir d'au moins 2 paires d'images correspondant à différents instants de déformation de l'objet (en général analyse d'une séquence de paires d'images acquises en cours de déformation). Les points développés dans la thèse sont : le calibrage fort d'une caméra ou d'un capteur de vision stéréoscopique, la reconstruction 3D par stéréovision (en particulier par stéréo-corrélation), la mesure de champs de déplacements 3D à partir du couplage de la stéréo-corrélation et du suivi de pixels dans une séquence d'images par corrélation. Compte tenu de la finalité métrologique de ces travaux, nous accordons une attention toute particulière à la précision des méthodes mises en oeuvre (qualité du calibrage, qualité de la mise en correspondance des images, corrélation subpixel,...). Ces travaux ont été appliqués à l'emboutissage de tôles minces (mesure de formes 3D d'emboutis et mesure de champs de déformations à la surface d'emboutis 3D), à la mise en forme de polymères (mesure de champs de déplacements 3D sur des membranes en élastomère soufflées), et à l'étude du comportement mécanique de bétons réfractaires renforcés de fibres métalliques (mesure de champs de déplacements 3D lors d'essais de traction).

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Meite, Mamadou. "Caractérisation des paramètres de fissuration par un couplage corrélation d'images et éléments finis." Limoges, 2012. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/fa00b703-3a94-44be-96df-a500c267ccd2/blobholder:0/2012LIMO4007.pdf.

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Abstract:

Le travail de thèse consiste à développer un modèle permettant d’analyser les problèmes de fissuration dans les matériaux en vue de prévoir leur intégrité et durabilité structurale. Dans ce modèle, deux techniques sont couplées pour exploiter l'observation expérimentale et la modélisation numérique par éléments finis afin de déterminer l'état mécanique et les propriétés de rupture en pointe de fissure. Une première partie de ce travail est consacrée à l’analyse expérimentale utilisant la technique de corrélation d’images numériques pour calculer, dans le voisinage du front de la fissure, les champs cinématiques de déformations. Le bruit expérimental inhérent aux données expérimentales et l’incertitude de localisation du front de fissure nécessite de développer un traitement d'optimisation des champs de déplacement expérimentaux. Cette optimisation consiste à trouver une bonne corrélation entre les données expérimentales et la solution analytique asymptotique de Williams en utilisant une procédure itérative de Newton-Raphson basée sur les moindres carrés non linéaires. La conséquence de cette corrélation a permis de déterminer à la fois la position précise du front de la fissure et le champ cinématique de déplacement des lèvres de la fissure le plus proche de la réalité. L’analyse cinématique permet alors de caractériser la cinétique de fissuration via les facteurs d’intensité d’ouverture de fissure. Une seconde partie est dédiée au développement d’un algorithme numérique utilisé dans la caractérisation mécanique et énergétique sous le code de calculs par éléments finis Castem. Dans le cas d'une fissure stationnaire, le modèle numérique est sollicité par une force imposée, contrairement au travail expérimental ou le chargement se fait en déplacement imposé. Cette approche que nous avons qualifiée de statique montre que l’amplitude de la singularité, caractérisée par le facteur d’intensité des contraintes déterminé à partir du formalisme des invariants intégraux, est indépendante de la loi de comportement matérielle et est proportionnelle à l'amplitude en effort du chargement. Enfin, une dernière étape permet de reconstruire la totalité des propriétés de fissuration, tant cinématique, statique qu'énergétique. Cette reconstruction passe par le rapprochement des propriétés cinématiques fournies par l'analyse d'images et les propriétés en contrainte calculées par l'approche éléments finis. Ainsi, l'ensemble du protocole fait abstraction de la loi de comportement. De plus, le couplage cinématique et statique permet de déduire le taux de restitution d'énergie. Ce couplage permet au final de caractériser les propriétés élastiques locales qui peuvent, à termes, être employées pour alimenter une loi de propagation de fissure ou pour remonter aux propriétés globales d'élasticité du matériau employé. L'ensemble du travail est accompagné d'applications expérimentales et numériques pour des matériaux isotropes (PVC) et orthotrope (Douglas), les échantillons étant sollicités en modes d’ouverture (I) et mixte (I+II) The thesis work consists in developing a model allowing analyzing crack problems in materials in order to predict their integrity and structural durability. In this model, two techniques are coupled to exploit the experimental observation and numerical modeling by finite elements in order to determine the mechanical state and the fracture properties into crack tip vicinity. A first part is dedicated to the experimental analysis using Digital Images Correlation to calculate, in the crack tip vicinity, the kinematics fields of deformations. The experimental noise inherent to the experimental data and the uncertainty of the crack tip localization require developing a procedure for measurements fields’ optimization. This optimization consists in finding a good correlation between the experimental data and the Williams’ asymptotic analytical solution based on the development of mathematical series of weighting coefficients, by using Newton-Raphson iterative procedure based on nonlinear least squares. The consequence of this correlation allowed determining at the same time, the crack tip position and kinematics field of crack lips displacement nearest to reality. The kinematic analysis then allows characterizing the kinetics of cracking via the crack opening intensity factors. One second part deals with the development, into the computer finite elements code Castem, of a specific numerical algorithm to the mechanical and energy characterization. In the case of a stationary crack, although the experimental tests are monitoring under machine displacement (correlated with the crack opening), the numerical model is defined by imposing a load given by synchronization between the testing machine and the images acquisition. This approach, that we described as statics (piloting in force or stress), shows that the amplitude of the singularity, characterized by the stress intensity factor which is determined from the integral invariants formalism, is not only independent of the material behavior law, but also proportional to the loading amplitude. Lastly, a last stage allows rebuilding the totality of the cracking properties, as well as kinematic, static and energetic. This rebuilding passes by the bringing together of kinematics properties provided by images analysis and stress properties calculated by finite elements approach. Thus, the whole of the protocol disregards law of behavior. Moreover, the kinematic and static coupling allows deducing the energy release rate. This coupling allows finally characterizing the local elastic properties which can, at terms, being employed to feed a crack propagation law or to go back to the global elasticity properties of the employed material. The whole of work is accompanied by experimental and numerical applications for isotropic (PVC) and orthotropic (Douglas) materials, the samples being subjected to tension in opening (I) and mixed (I+II) modes loading

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Handika, Nuraziz. "Multi-fissuration des structures en béton armé : analyse par corrélation d'images et modélisation." Thesis, Toulouse, INSA, 2017. http://www.theses.fr/2017ISAT0001/document.

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Abstract:

La modélisation de la fissuration du béton armé à l'aide de la méthode des éléments finis nécessite de prendre en compte, outre l'endommagement du béton, trois phénomènes : la spécificité de la liaison acier-béton, l’autocontrainte due au retrait, et l'effet d'échelle probabiliste dû à l'hétérogénéité du béton. Cette recherche s'appuie sur une campagne expérimentale pour obtenir le comportement de la liaison et les caractéristiques des fissures sur des éléments de structures. La technique de corrélation d'images numériques a été utilisée pour observer l'espacement et l'ouverture des fissures.La liaison acier-béton est considérée dans la modélisation à l'aide d'éléments d'interface élasto-plastiques basés sur les résultats expérimentaux des tests de pull-out. Les effets du retrait sont pris en compte via un cadre poro-mécanique. Enfin, l'effet d'échelle probabiliste est intégré dans la modélisation via une méthode de champs aléatoires, puis de maillon faible. La modélisation est appliquée à l'élément de structure en béton armé étudié en laboratoire ce qui permet de quantifier l'importance relative de la liaison acier-béton, des contraintes induites par le retrait empêché, et de l'hétérogénéité du matériau The modelling of cracking of reinforced concrete using the finite element method requires taking into account, in addition to the concrete damage, three phenomena: the specificity of the steel-concrete bond, the self-stress due to shrinkage, and the probabilistic scale effect due to the heterogeneity of concrete. This research is based on an experimental campaign to obtain the behaviour of the bond and the characteristics of the cracks on structural elements. The technique of digital image correlation was used to observe the spacing and opening of the cracks.The steel-concrete bond is considered in modelling using elastoplastic interface elements based on the experimental results of the pull-out tests. The effects of shrinkage are taken into account via a poro-mechanical framework. Finally, the probabilistic scale effect is integrated into the modelling via a random field method and then a weakest link one. Modelling is applied to the reinforced concrete structural element studied in the laboratory, which makes it possible to quantify the relative importance on cracking of the steel-concrete bond, the stresses induced by shrinkage, and the tensile strength heterogeneity of the material

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COULAIS, PHILIPPE. "Traitement d'images de granulats : application à leur analyse granulométrique : corrélation avec l'analyse par tamisage." Poitiers, 1991. http://www.theses.fr/1991POIT2401.

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Abstract:

Ce travail a pour objet l'analyse de granulats par traitement d'images. Il met en uvre un systeme developpe autour d'une carte matrox pip-1024. Nous avons compare les analyses granulometriques obtenues par les techniques de tamisage et de traitement d'images sur divers echantillons de granulats. Cela nous a permis d'etablir que le mesodiametre est le parametre visible a l'image caracterisant le mieux le passage d'un granulat dans la maille d'un tamis. Les granulometries obtenues par la methode de tamisage etant exprimees de facon ponderale, nous avons recherche une methode permettant d'estimer la masse des granulats par modelisation d'une courbe liant la masse du granulat a sa surface apparente. Trois techniques de transformation permettant d'etalonner les courbes granulometriques obtenues par traitement d'images avec celles obtenues par tamisage sont ainsi proposees. Differents resultats acquis a partir de divers echantillons de granulats sont presentes et discutes. L'analyse de granulats jointifs est abordee. Nous presentons une methode de separation des particules basee sur le principe de la ligne de partage des eaux et utilisant la morphologie mathematique. L'algorithme mis en uvre est compare a un autre algorithme implante sur le meme type de materiel. Les performances de ces algorithmes sont presentees et discutees a partir d'images tests

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Wen, Shuang. "Identification expérimentale de modèles de zones cohésives à partir de techniques d'imagerie thermomécanique." Phd thesis, Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00854103.

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Abstract:

Ce travail porte sur l'identification de modèles de zones cohésives. Ces modèles, proposés initialement dans les années 60 sont maintenant intensivement utilisés dans les simulations numériques pour rendre compte de l'initiation et de la propagation de fissures pour différents matériaux et structures. L'identification de ces modèles reste encore aujourd'hui une problématique délicate. Les développements récents de techniques d'imagerie permettent d'accéder à des champs de mesures locales (e.g. déformation et température, ...). On se propose dans ce travail d'utiliser la richesse des informations issues de ces techniques d'imagerie pour mettre en place une procédure d'identification qui prenne en compte à la fois le développement de la localisation (effet de structure) mais aussi la nature des différentes irréversibilités mises en jeu (comportement thermomécanique). On s'intéresse à des comportements élasto-plastiques endommageables de matériaux ductiles. L'endommagement est associé à un comportement cohésif de l'interface entre les éléments volumiques supposés purement élasto-plastiques. La procédure d'identification comporte deux étapes. La première consiste à caractériser la forme et les paramètres de la loi cohésive sur des essais de traction standard à partir d'une analyse des champs mécaniques locaux. La seconde étape consiste à vérifier la cohérence thermo-mécanique du modèle identifié en confrontant les mesures calorimétriques déduites des champs de température aux les prévisions du modèle identifié. Cette méthode est appliquée avec succès sur différents matériaux ductile (acier Dual Phase et cuivre). Une attention particulière est portée sur la caractérisation de la longueur caractéristique associée aux modèles cohésifs. On montre que cette longueur peut-être corrélée à l'échelle d'identification des processus d'endommagement sousjacents. Ainsi les modèles cohésifs identifiés sont fournis au modélisateur avec l'échelle physique à laquelle ils résument l'endommagement volumique du matériau.

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Eliot-Lecomte, Christèle. "Modélisation et reconnaissance de textures sous échelle en traitement d'images." Poitiers, 1999. http://www.theses.fr/1999POIT2255.

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Abstract:

Dans cette these, nous etudions des textures planes subissant un deplacement le long de l'axe optique de la camera d'observation. Cette transformation equivaut a introduire un facteur d'echelle entre une texture de reference et sa version reduite ou dilatee. Ce facteur d'echelle est susceptible de varier de maniere continue. Dans cette etude, nous etablissons une procedure d'estimation du facteur d'echelle basee sur les proprietes de changement de variables dans la fonction d'autocorrelation des images etudiees. Cela revient a comparer la fonction d'autocorrelation de la texture, prise comme reference, avec la fonction d'autocorrelation de la texture modifiee. Cette methode a ete testee, puis validee, sur des textures de synthese et sur des textures reelles subissant des deformations uniformes selon la direction d'observation. Les textures deformees a differentes echelles ont ete utilisees dans trois applications de traitement d'images. Tout d'abord, nous avons applique cette methode a la reconnaissance et la classification de textures deformees. Ensuite, une mesure de profondeur de surfaces texturees dans une scene 3d a ete developpee au travers de la determination du facteur d'echelle par rapport a une texture de reference. Enfin, a partir d'un modele autoregressif 2d, nous avons envisage la synthese de textures aleatoires reduites ou dilatees. Des resultats experimentaux confirment la validite de cette approche.

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Dufour, John-Eric. "Mesures de forme, de déplacement, et de paramètres mécaniques parstéréo-corrélation d’images isogéométrique." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015SACLN004/document.

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Abstract:

Ces travaux de thèse sont dédiés à la mesure de formes 3D, de champs cinématiques 3D surfaciques et à l'identification de paramètres mécaniques à partir de mesures par corrélation d'images. Cette méthode optique se base sur l'utilisation de caméras comme support de la mesure. Pour cette raison, une étude des différents modèles de caméra classiquement utilisés est effectuée, puis le passage d'un formalisme continu pour la description des images à une approche discrète utilisant la notion de pixel est décrit. Une attention particulière est portée aux distorsions optiques et une approche utilisant la corrélation d'images pour les évaluer est développée. Une nouvelle méthode de mesure de forme 3D et de champs de déplacements 3D surfaciques par stéréo-corrélation d'images est introduite. Elle utilise un modèle numérique de l'objet observé comme support pour la corrélation. Cette méthode mène à une formulation globale de la stéréo-corrélation. Elle peut être écrite dans le cas général et particularisée à des surfaces NURBS (non-uniform rational B-splines). Le champ de déplacement est également exprimé dans un formalisme NURBS complètement cohérent avec le modèle géométrique utilisé pour définir la forme observée. Des mesures sont validées en utilisant des mouvements imposés à un carreau de Bézier usiné. La faisabilité de la technique dans plusieurs cas industriels est également étudiée avec, par exemple, la mesure des déplacements d'une pièce composite de train d'atterrissage chargée mécaniquement. Enfin, à partir de cette formulation isogéométrique de la mesure de champs, une étude de la caractérisation de propriétés élastiques est effectuée. Deux méthodes inspirées d'approches existantes sont ainsi proposées, utilisant des mesures de champs et des calculs numériques dans un formalisme isogéométrique pour identifier des paramètres de loi de comportement élastique isotrope sur un cas test numérique et pour un essai de traction uniaxiale This thesis is dedicated to measurement of 3D shapes, 3D kinematic fields on surfaces and identification of mechanical properties from digital image correlation measurements. This optical method uses cameras as measurement tools. For this reason, a study of the classical camera models used is performed and the description of the digitalization of an image from a continuous to a discrete formalism using the pixel is described. A specific work is dedicated to optical distortions and a method based on digital image correlation to evaluate these distortions is developped.A new method for 3D shapes and 3D displacement fields on surfaces using stereo-correlation is introduced. A numerical description of the observed object is used as a support to perform the correlation. This method lead to a global approach to stereo-correlation. It can be rewrite in a generic case or in particular to be applied to NURBS (Non-Uniform Rational B-Splines) surfaces. The displacement fields is therefore expressed in a NURBS formalism which is completely consistent with the geometrical model used to described the observed shape. Measurements are validated using prescribed motions on a Bezier patch. The feasibility of such a technique in several industrial cases is then studied with for example the measurement of the displacement of a composite part of a landing gear under mechanical loading.Finally, from this isogeometric formulation of full-field measurement, a study of the identification of elastic properties is performed. Two methods inspired from existing approaches are proposed, using full-field measurement and numerical simulations in a common isogeometric formalism to identify parameters of an isotropic linear elastic constitutive law on a both a numerical test case and a uniaxial tensile test

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Lecomte-Grosbras, Pauline. "Utilisation de la technique de corrélation d'images pour l'étude des effets de bord dans les composites stratifiés." Phd thesis, Ecole Centrale de Lille, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00578834.

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La conception et le dimensionnement des structures stratifiées sont aujourd'hui globalement maîtrisés grâce à la théorie classique des stratifiés. Cependant, les problèmes de délaminage près des bords libres et des jonctions posent encore de nombreuses difficultés. En effet, dans ces zones, la discontinuité des propriétés mécaniques entre les plis d'orientation différente engendre des contraintes tridimensionnelles aux interfaces interlaminaires.L'objectif de ce travail est d'étudier expérimentalement les effets de bords et de mettre en évidence les paramètres susceptibles de les influencer. Pour cela la démarche a consisté à définir un protocole de mesure par corrélation d'images des champs cinématiques, à l'échelle des plis (échelle mésoscopique), sur le bord libre d'éprouvettes stratifiées sollicitées en traction.Trois matériaux de propriétés mécaniques et de microstructures différentes ont été étudiés ainsi que deux géométries d'éprouvettes : planes et avec sauts de plis. Des calculs par éléments finis ont permis de choisir la séquence [(15/-15)2]s pour laquelle les effets de bords sont les plus importants.Cette étude a permis de montrer l'existence de gradients de déplacements et de pics de déformations de cisaillement au voisinage des interfaces interlaminaires dont l'intensité dépend des gradients de propriétés mécaniques, de l'épaisseur de l'interface interlaminaire, et de la présence d'une discontinuité géométrique. D'autre part, les observations montrent l'apparition de fissures aux interfaces fibre / matrice à l'échelle microscopique le long des interfaces interlaminaires qui se traduisent à l'échelle mésoscopique par une évolution non linéaire du cisaillement

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Olivo-Marin, Jean-Christophe. "Traitement d'images de microscopie ionique : acquisition, superposition et correction de distorsions : application à l'étude de tissus biologiques et à la corrélation d'images ioniques et optiques." Paris 11, 1989. http://www.theses.fr/1989PA112273.

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La microscopie ionique analytique (MIA) est une méthode de microanalyse donnant l'image des distributions chimiques élémentaires composant un échantillon solide. Elle se caractérise, en biologie, par un rapport signal/bruit très faible et par la difficulté d'interpréter les images des différentes espèces chimiques. Notre travail a consisté, à partir de l'intégration sur un microordinateur d'un processeur d'images spécialise, en la mise au point d'un ensemble cohérent et original de méthodes d'imagerie numérique permettant une utilisation optimale de la MIA en biologie. La méthodologie proposée couvre la totalité de la chaîne image, depuis la formation d'une image élémentaire jusqu'à la caractérisation d'une série d'images, après correction des distorsions. La sommation d'images, combinée à une technique de coupure du bruit de fond, permet d'augmenter notablement le rapport signal/bruit et de former des images interprétables. La formation d'une image composite, par la technique de superposition en pseudo-couleurs de plusieurs images, autorise l'analyse conjointe de différentes distributions chimiques et la caractérisation de leurs topographies relatives. La correction des distorsions est réalisée en alignant les images ioniques distordues sur l'image de la coupe sériée obtenue en microscopie optique. Elle est effectuée, sur la base de points de contrôle choisis dans les deux images, par la combinaison d'une transformation élastique précédée d'une transformation affine. Le travail est illustre par des études physiologiques de la thyroïde et du tissu cardiaque, par la détection d'éléments traces et par la corrélation des images ioniques avec l'image optique du même champ

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Ren, Sicong. "Mesures de champs et simulations par élément finis de l'interaction entre vieillissement dynamique et endommagement dans les alliages métalliques." Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018PSLEM001/document.

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Récemment, les observations in-situ par laminographie aux rayons X (au synchrotron) montrent que les multiples bandes de localisation sont les précurseurs de l'endommagement et éventuellement de la rupture en biseau. Ces bandes peuvent être liées aux phénomènes de vieillissement par la déformation (type effet de L"uders ou Portevin-Le Chatelier (PLC)) dont l'influence sur la rupture est encore mal compris. Ces effets sont pourtant observés dans de nombreux alliages industriels comme les aluminiums de la série 2000 ou 5000, ou par exemple, dans le cas des aciers C-Mn pour lesquels un creux de ductilité est observé dans la gamme de température o'u ces effets sont les plus marqués.L'objectif de la thèse consiste à caractériser l'effet PLC et évaluer son influence sur le développement de l'endommagement et donc sur la rupture finale. D'abord, l'effet de vieillissement sur l'écrouissage a été introduit dans un modèle basé sur la densité de dislocations en utilisant les résultats dans la littérature. Ensuite, certains alliages d'aluminium de la série 2000 et un acier C-Mn ont été étudiés par essais mécaniques avec corrélation d'images.Le déclenchement prématuré de localisation a été observé pendant les essais de relaxation, de déchargement et de changement de vitesse pour certains alliages d'aluminium.Les bandes autour de l'entaille dans l'éprouvette d'acier C-Mn ont été observées à haute température. Deux modes de rupture différents ont été observés dans les deux températures. Ces résultats sont comparés avec ceux du modèle KEMC. Enfin, un modèle de comportement couplant les effets de vieillissement (type KEMC) et d'endommagement (type Rousselier) a été développé pour tenter d'expliquer les interactions observées expérimentalement entre ces deux phénomènes Recently, in-situ observations by X-ray laminography (at synchrotron) show that the multiple localization bands are the precursors of damage and possibly the slant fracture. These bands can be related to the strain ageing effect (L"uders or Portevin-Le Chatelier (PLC)) whose influence on the fracture is still poorly understood. These effects are observed in many industrial alloys such as 2000 or 5000 series aluminium alloys, or, for example, in the C-Mn steels for which a ductility drop is observed in the temperature range where these effects are most pronounced.The aim of the thesis is to characterize the PLC effect and to evaluate its influence on the development of ductile damage and therefore on the final fracture. Firstly, the influence of strain ageing on strain hardening was introduced in a model based on the dislocation density using results from the literature. Secondly, several 2000 series aluminium alloys and a C-Mn steel were investigated by mechanical tests combined with Digital Image Correlation. The premature triggering of localization bands was observed in tensile tests involving relaxation, unloading and strain rate jump for certain aluminium alloys. The bands around the notch in the specimens of C-Mn steel were observed at high temperature. Two different modes of fracture were observed at the two temperatures. These results are compared with those produced with the KEMC model. Thirdly, a constitutive model combining the strain ageing (type KEMC) and damage (type Rousselier) was developed in order to explain the experimentally observed interactions between these two phenomena

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Pierré, Jean-Emmanuel. "Stéréo corrélation d'images numériques éléments finis : application à la validation de modèles de structures composites sous sollicitations complexes." Thesis, Toulouse 3, 2016. http://www.theses.fr/2016TOU30291/document.

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Le projet VERTEX, dans lequel s'inscrivent ces travaux, a pour objectif de valider des modèles composites par essais statiques multi-axiaux sur des éprouvettes à l'échelle des détails structuraux. Le positionnement à cette échelle nécessite de développer de nouveaux outils d'instrumentation et de dialogue essais/calculs, qui sont au cœur de cette thèse. Compte-tenu de la complexité de ce type d'essai, nous nous intéressons ici à la Stéréo Corrélation d'Images Numériques (SCIN) puisqu'elle permet d'accéder à un champ de déplacement 3D à la surface du spécimen. Néanmoins, si l'on s'en tient à des approches classiques, il est difficile de faire une comparaison quantitative entre un champ mesuré et un champ simulé par Éléments Finis (EF). Ainsi dans ce travail, un formalisme est développé pour réaliser une mesure par SCIN dans l'espace physique en se basant sur un modèle EF (calibration de modèles non-linéaires de caméra, mesure de forme EF, mesure de champs EF). Cette méthode donne accès à un champ de déplacement expérimental directement exprimé dans les repère et support EF de la simulation, ce qui simplifie considérablement la validation. Pour valider un modèle à l'échelle des détails structuraux, la question des conditions aux limites est fondamentale. Cette question est d'autant plus complexe que la mesure cinématique se limite à la surface visible. En plus de cette mesure surfacique, il est envisagé ici d'estimer les conditions aux limites dans l'épaisseur en s'appuyant sur un modèle de type plaque/coque (classique ou volumique) et en y accordant plus ou moins de confiance (approches régularisée ou intégrée dans tout ou partie de l'éprouvette). La méthodologie est implémentée dans un logiciel académique et est appliquée sur des essais synthétiques. Une instrumentation adaptée au banc VERTEX a également permis l'analyse des essais réalisés dans le projet VERTEX Project, to which this thesis belongs, aims to validate composite models by multi-axial static tests on specimens at the level of structural details. The positioning on this scale requires the development of both new instrumentation techniques and tools for the test/simulation dialogue, which are at the heart of this thesis. Given the complexity of this type of experiments, we focus here on Stereo Digital Image Correlation (SDIC) since it yields 3D displacement fields on the surface of the specimen. However, if we stick to conventional approaches, it is difficult to make quantitative comparisons between a measured field and a Finite Element (FE) simulated field. Thus, in this work, a framework is developed to make a measurement by SDIC in the physical coordinate system based on an FE model (calibration of non-linear camera models , FE shape measurement, FE field measurement). This method gives access to experimental displacement fields directly expressed both in the coordinate system and support of the FE simulation, which considerably simplifies validation. To validate a model at the scale of structural details, the question of boundary conditions is fundamental. This question is even more complex since the kinematic measurement is limited to the visible surface. In addition to this surface measurement, it is here envisioned to estimate additionally the boundary conditions in the thickness of the specimen relying on a plate/shell-like model (classic or volume). Different approaches are considered depending on the confidence giving to this model. This methodology is implemented in an academic software and is applied to synthetic tests. The development of a dedicated instrumentation also allowed the analysis of tests performed on the VERTEX bench

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Gigan, Sylvain. "Amplification paramétrique d'images en cavité : Effets classiques et quantiques." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00007425.

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Abstract:

Cette thèse étudie l'amplification d'une image par un processus paramétrique. Réaliser cette amplification de manière continue nécessite de placer le milieu paramétrique dans une cavité optique. En théorie, cette amplification est sans bruit, et permet de générer des états non-classiques du champ. On étudie tout d'abord classiquement la propagation d'une image dans un système paraxial, puis les cavités dégénérées transversalement. On en déduit un formalisme permettant de décrire la transmission d'une image à travers une cavité paraxiale quelconque. Ce formalisme est illustré par l'étude théorique et expérimentale de la transmission d'une image à travers une cavité particulière : la cavité hémi-confocale. Une partie théorique s'intéresse ensuite aux spécificités de l'amplification d'image. L'amplificateur paramétrique en cavité sous le seuil d'oscillation, connu pour générer du vide comprimé, peut également amplifier un faible signal injecté. On montre l'apparition de bruit supplémentaire sur le signal amplifié, spécifique à l'amplification, dû au couplage au bruit de la pompe. On étudie ensuite du point de vue quantique le comportement multimode transverse d'un amplificateur paramétrique optique en cavité hémi-confocale. Enfin, une partie expérimentale étudie le comportement d'un oscillateur paramétrique optique confocal au dessus du seuil et on prouve qu'il produit des faisceaux non-classiques multimodes transverses. On montre ensuite qu'il est possible d'amplifier de manière sensible à la phase un signal dans cette même cavité sous le seuil d'oscillation. Dans une seconde expérience en configuration de double cavité hémi-confocale, plus stable, on réalise la première amplification paramétrique multimode d'une image en cavité.

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Oller, Guillaume. "Appariement dense d'images radars en conditions radargrammétriques : apport de l'information de contour." Toulouse, INPT, 2004. http://www.theses.fr/2004INPT040H.

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Abstract:

Basée sur le principe de la stéréoscopie, la radargrammétrie permet de générer l’information d’altitude à partir d’un couple d’images radars. L’appariement consiste à rechercher l’homologue (même point au sol), de chaque point de l’image gauche dans l’image droite. L’objectif de cette thèse est d’améliorer les méthodes classiques d’appariement dense, souvent mises en échec à cause du bruit de speckle. Les mesures de corrélation radiométriques étant peu performantes, nos travaux portent sur l’apport de l’information de contours. La première partie du manuscrit présente un opérateur original de détection de contours. Puis la problématique de l’appariement est divisée en deux : les mesures de corrélation et les stratégies d’appariement. Des mesures basées sur les contours sont proposées et évaluées. Puis trois voies d’amélioration sont envisagées : la gestion des appariements incertains, l’adaptation de la tailles des fenêtres et la coopération des mesures de corrélation Based on stereoscopy principle, radargrammetry is a method to compute relief information from synthetic aperture radar (SAR) images. The matching step consists, for each left image point, in looking for the homologous point, i. E. The same ground point, in the right image. The aim of this Ph. D. Thesis is to improve classical matching method which often fail because of speckle noise. As radiometry-based correlation measures are not always adapted to SAR signal, we focused on edge-based methods. In the first part, we present a new edge detector. Then, the matching step is divided in two separated problems : the correlation measures, and the matching strategy. Edge-based correlation measures are proposed and evaluated. Finally, three improvements ways are studied : detection and control of uncertain points, adaptive window size using image structures and cooperation of several correlation measures

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Ben, Youssef Lamia. "Corrélation sur les groupes pour l'analyse des formes et l'estimation du mouvement : application aux images sonar." Bordeaux 3, 2004. http://www.theses.fr/2004BOR30059.

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Abstract:

Cette thèse traite du recalage d'images dans deux principaux cadres, à savoir l'analyse d'image plane et la vision tridimensionnelle, par une approche basée sur la notion de corrélation généralisée. Le principe général d'un algorithme de recalage est d'optimiser un critère mesurant la correspondance entre deux images sur un espace prédéterminé de transformations spatiales. Nous proposons une méthodologie faisant intervenir une mesure de similarité - la corrélation généralisée - construite systématiquement à partir des liens entre un espace de primitives et une classe de transformations géométriques modélisés par une action. Lorsque la tranformée de Fourier généralisée existe, la corrélation sur les groupes peut également s'exprimer dans l'espace spectral, ce qui permet de proposer des algorithmes rapides pour son implémentation. Cette approche unifiée des différentes problèmatiques du recalage a l'intérêt de construire la mesure de similarité adaptée à l'application traitée et de fournir, quand cela est possible, le moyen d'améliorer l'estimation des paramètres de recalage au sens de la qualité de précision et de la complexité algorithmique. Deux exemples importants de l'imagerie sont traités à savoir l'action des similitudes directes sur des objets à niveaux de gris issus d'images planes et l'action des déplacements rigides sur des objets tridimensionnelles, suivie d'une projection sur le plan. L'application de ce formalisme à l'imagerie sonar, pour la détection d'obus posés sur le fond marin à partir de leur ombre, permet d'illustrer l'efficacité de ces outils dans un contexte de données réelles.

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Grennerat, Fanny. "Hétérogénéités de déformation au cours du fluage transitoire de la glace polycristalline. Mesures par corrélation d'images numériques et modélisation." Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00728174.

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Abstract:

Une technique de corrélation d'images numériques (DIC) a été adaptée à l'étuded'échantillons de glace polycristalline colonnaire, afin de caractériser le développementdes hétérogénéités de déformation à une échelle intragranulaire au cours du fluage transitoireen compression. Ces hétérogénéités sont dues à la grande anisotropie viscoplastiquedu cristal de glace (avec un seul plan de glissement facile pour les dislocations), qui estresponsable d'interactions fortes entre les grains voisins lorsque l'échantillon se déforme,et de la mise en place de fortes contraintes internes. L'orientation particulière des plans deglissement et la structure colonnaire des échantillons, sans gradient de microstructure dansl'épaisseur, permet de considérer la déformation plastique essentiellement dans le plan.Les champs de déformation mesurés en surface peuvent donc être considérés en premièreapproximation comme représentatifs de tout le volume de l'échantillon. Les orientationscristallographiques, et désorientations locales à l'échelle intragranulaire, ont également étémesurées avec un analyseur optique de texture, avant et après déformation.De très fortes localisations de la déformation sont mises en évidence par la DIC;les déformations équivalentes locales peuvent atteindre plus de dix fois la valeur macroscopique.La structure des motifs de localisation évolue peu durant le régime de fluagetransitoire et elle est caractérisée par des bandes de localisation qui traversent l'échantillonobliquement, sur des distances allant jusqu'à dix fois la taille des grains. La corrélationentre le facteur de Schmid du plan de glissement d'un grain et sa déformation locale esttrès faible : l'agencement local des grains et les interactions intergranulaires jouent doncun rôle primordial dans la distribution spatiale des déformations. A l'échelle du grain, lesfortes désorientations de réseau ont été associées aux composantes locales du déplacement.On a montré en particulier que les distorsions sous forme de "bandes en genou" (ou kinkbands) étaient corrélées à un déplacement le long de l'axe c du grain, mesuré par DIC.Les microstructures expérimentales ont été implémentées dans un modèle plein champFFT qui simule le comportement élasto-viscoplastique des polycristaux (code CraFT).Les champs de déformation simulés présentent globalement les mêmes caractéristiquesque les champs expérimentaux. En particulier, la majorité des zones de localisation dela déformation sont bien reproduites, spatialement et en intensité. Cependant, il n'a pasété possible de reproduire le comportement macroscopique des échantillons à la décharge.La déformation retardée effective est d'un ordre de grandeur inférieure à celle mesuréeexpérimentalement. Il est probable que cette limitation soit liée à l'e↵et du champ descontraintes internes, généré par la structure des champs de dislocations, et qui n'a pas étépris en compte dans la loi de comportement.

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Boudarel, Heloïse. "Caractérisation in situ du développement d'un biofilm par suivi de microbilles à l'aide d'une méthode de corrélation d'images numériques." Thesis, Université Clermont Auvergne‎ (2017-2020), 2018. http://www.theses.fr/2018CLFAC061/document.

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Abstract:

La connaissance et la maîtrise de la présence d’un biofilm représentent aujourd’hui un challenge important. Dans le contexte d’étude des capacités de développement des biofilms, BioFilm Control fait figure de pionnier grâce à leur test nommé Biofilm Ring Test. Basé sur une sollicitation du biofilm via l’attraction, par un aimant, de microbilles magnétiques au centre du puits, le test évalue la présence de biofilm par l’absence de regroupement des billes au centre du puits à un instant donné. L’enjeu de ce travail est de décliner le BioFilm Ring Test® en un examen dynamique, non destructif et à l’échelle microscopique. Dans le biofilm, la matrice polymérique assure la cohésion entre cellules et confère une protection aux bactéries qui vivent au sein du biofilm. Les propriétés mécaniques de la matrice sont donc un indicateur de l’état local du biofilm. La recherche de ces paramètres permet de pouvoir prédire et contrôler la formation, l’accumulation et la dissémination de bactéries propageant les infections et/ou l’encrassement. Néanmoins, la détermination des propriétés mécaniques des biofilms nécessite des précautions et l’usage d’un vocabulaire homogénéisé et de méthodes unifiées au sein de la communauté. Pour cela, une première partie de ce travail de thèse consiste en la proposition d’un guide de bonnes pratiques quant à la caractérisation mécanique du matériau biofilm. Dans la deuxième partie de ce travail de thèse, une méthodologie pour le suivi de particules micrométriques au sein d’un matériau vivant est développée. Le recours à des techniques d’imagerie telle que la corrélation d’images numériques permet de remonter à la cinématique du mouvement de chacune des microbilles, qui servent de marqueurs au sein des images traitées, par une mesure sans contact. Cette méthode est ensuite appliquée à l’étude de la formation de biofilm. L’originalité de ce travail repose sur la caractérisation de l’évolution de la typologie du mouvement des microbilles métalliques lors de la formation des biofilms. Il s’agit là de discriminer des comportements de billes révélateurs de la genèse d’un biofilm. En tirant parti de l’observation du mouvement de microbilles inertes introduites dans le milieu bactérien, on détecte des changements de typologies de trajectoires qui semblent être reliés à l’activité de bactéries sessiles, adhésion ou formation de matériel extracellulaire. Les résultats montrent que les diverses étapes de la formation de biofilms sont caractérisées, ce qui permet notamment de discriminer la présence ou non d’antibiotiques mélangés avec les bactéries et d’apprécier leur efficacité. Dans une dernière partie, des recherches encore en phase de développement sont exposées. Elles s’intéressent au comportement du biofilm sous sollicitation volumique. Il s’agit dans ce cas d’observer le biofilm en champ lointain et de suivre le déplacement ou la déformation d’un marquage constitué d’un agglomérat de microbilles, plongées dans un champ magnétique. Ces premiers travaux pourront servir d’ébauche à des travaux futurs dans le but de caractériser quantitativement le matériau biofilm The control of biofilm formation constitutes an important challenge in many industrial and biomedical applications. In this context, BioFilm Control is a pioneer thanks to its test named BioFilm Ring Test. Based on the immobilisation of magnetic microbeads by adherent cells, the assay allows to detect the presence of biofilm at a given time. The aim of this phD project is to translate the BioFilm Ring Test® into a dynamic, non-destructive and microscopic examination of the biofilm state. Whithin the biofilm, the matrix provides a strong cohesion between cells and therefore increases their resistance against chemical or mechanical stress in comparison to their planktonic counterparts. The mechanical properties of the matrix are therefore an indicator of the local state of the biofilm. The search for these parameters makes it possible to predict and control the formation, accumulation and spread of bacteria that propagate infections and/or biofouling. Nevertheless, the determination of the mechanical properties of biofilms requires precautions and the use of an homogenized vocabulary and methods that are unified within the community. To this end, a first part of this thesis work consists in proposing a guide of good practices for the mechanical characterization of biofilm material. In the second part of this work, a methodology for tracking of micrometric particles within a living material is developed. The use of full field measurement method such as digital image correlation makes it possible to trace the kinematics of the motion of each particle, which is a probe of the local environment. This method is then applied to the study of the biofilm formation, by non-contact measurement. The originality of this work is based on the characterization of the change in the microbeads movement during the biofilm formation steps. The aim is to discriminate bead behaviours that reveal the genesis of a biofilm. By taking advantage of the observation of the movement of inert microbeads embedded into the bacterial environment, we detect changes of type of trajectories which seem to be correlated to the activity of sessiles bacteria, adhesion or formation of extracellular material. The results show that the various stages of the biofilm formation are characterized by a non-destructive test. Especially, It allows to appreciate the efficiency of an antibiotic. In the last part, research still in a development phase is presented. It concerns the behaviour of biofilm under mechanical solicitation. This involves observing the biofilm in the far field and following the displacement or deformation of a pattern consisting of an agglomerate of microbeads immersed in a magnetic field. This initial work can be used as a draft for future work to quantitatively characterize the biofilm material

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Husseini, Hassan Al. "Adaptation de la méthode de corrélation d'images numériques pour la gestion des discontinuités du milieu et de la transformation." Thesis, Poitiers, 2014. http://www.theses.fr/2014POIT2270/document.

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Abstract:

Le travail présenté dans ce mémoire consiste à adapter la méthode de corrélation d'images numériques (CIN) pour la gestion des discontinuités du milieu et de la transformation. Le cadre d'utilisation des méthodes optiques de mesure i.e. celui de la mécanique des milieux continus, impose une continuité matérielle : i) du domaine et ii) de la transformation. Pour traiter les discontinuités en question, on peut reconsidérer la continuité (milieu et transformation) par morceaux. Dans le cadre de la CIN, cela se traduit par la possibilité d'adapter localement la forme et la taille des fenêtres de corrélation à la zone d'intérêt et à sa cinématique. Pour ce faire, il est possible d'utiliser des masques : un masque-objet pour traiter les discontinuités du milieu et un masque-discontinuité pour traiter les discontinuités de la transformation. Cependant, avant l'implémentation des masques dans la procédure de corrélation, plusieurs essais expérimentaux de déplacement sur des modèles comportant les deux types de discontinuité, ont été conduits. Ces essais ont permis de prouver l'influence des discontinuités sur la dégradation de la précision de mesure par CIN. Ensuite, des essais de traction ont été menés sur une éprouvette en polycarbonate conduisant à un mode I d'ouverture ou de fermeture de fissure. Après l'implémentation des masques dans le logiciel de corrélation Correla, le calcul des champs de déplacement et de déformation a été opéré avec succès à la surface de cette éprouvette, démontrant ainsi l'efficacité de la CIN adaptée The development of the digital image correlation method (DIC) for the management of discontinuities of the material and the transformation is discussed in this thesis. As we know, the framework for the use of the optical measurement methods i.e. of continuum mechanics requires a continuity of: i) domain and ii) transformation. To treat those discontinuities, we can consider a piecewise continuity (material and transformation). In the case of DIC method, this can be done by adapting locally the shape and size of the correlation subsets to the zone of interest and its kinematics. A novel way to do it, is by using masks: an object mask to process material discontinuities and a discontinuity mask to process transformation discontinuities. However before the implementation of masks in the correlation process, several experimental displacement tests on models reproducing the two types of discontinuity at small scale were performed. Those tests proved the influence of discontinuities on the degradation of the measurement accuracy by DIC. Then, tensile tests were conducted on a polycarbonate made specimen knowing a mode I opening or closing crack. After implementing masks in the correlation software Correla, the calculation of displacement and deformation fields was successfully performed on the surface of this specimen for all its edges, demonstrating the effectiveness of the adapted DIC

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Roche, Alexis. "Recalage d'images médicales par inférence statistique." Phd thesis, Université de Nice Sophia-Antipolis, 2001. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00636180.

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Abstract:

Le recalage est un problème classique en vision par ordinateur qui intervient notamment dans de nombreuses tâches d'analyse des images médicales. Le principe général d'un algorithme de recalage est d'optimiser un critère mesurant la correspondance entre deux images sur un espace prédéterminé de transformations spatiales. Le choix du critère, appelé mesure de similarité, conditionne de façon déterminante la précision et la robustesse de l'algorithme. Il existe aujourd'hui un dictionnaire de mesures de similarité dans lequel le concepteur d'un programme choisit, en se fiant le plus souvent à son intuition et à son expérience, celle qui est la mieux adaptée à son problème particulier. Afin de rendre plus objectif un tel choix, cette thèse propose une méthodologie pour construire des mesures de similarité en fonction de modèles probabilistes de formation d'images. En considérant d'abord un modèle simple de liaison fonctionnelle entre les intensités des images, nous définissons une nouvelle classe de mesures de similarité liée à la notion de rapport de corrélation. Nous montrons expérimentalement que cette classe est adaptée au recalage rigide multimodal d'images acquises par résonance magnétique (IRM), scanner et scintigraphie. La méthode du rapport de corrélation est ensuite étendue au cas du recalage multimodal non-rigide au prix de quelques adaptations pratiques. Enfin, nous formulons le recalage d'images comme un problème général d'estimation par maximum de vraisemblance, ce qui nous permet de prendre en compte des modèles de dépendance inter-images plus complexes que des modèles fonctionnels. Cette approche est appliquée au recalage rigide d'images ultrasonores 3D et IRM.

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Faure, Jean-Marc. "Contribution à l'identification des déplacements dans un univers mécanique imprécis à partir d'une ou plusieurs images." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1991. http://www.theses.fr/1991ECAP0187.

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Abstract:

Le travail présente concerne la mesure des déplacements d'un solide à partir d'images numérisées. Ce problème trouve de nombreuses applications en métrologie et en robotique. On s'attache particulièrement à deux sous-problèmes: la mesure des déplacements d'une forme extraite d'une image et la quantification de la précision de cette mesure; la mesure par interférométrie des déplacements d'un solide soumis à un guidage en translation. L'étude du premier point permet de définir le concept de tenseur de résolution d'une forme. Cet outil mathématique caractérise les incertitudes de position des différents points de cette forme. On définit alors le concept de résolution sub-pixel, c'est-à-dire de détermination de la position d'un point fonctionnel avec une précision meilleure que celle des points de mesure. Un montage interférométrique original est ensuite présente; ce montage permet la mesure des défauts d'un guidage en translation dans un même repère. L'analyse des interferogrammes obtenus est effectuée à l'aide du concept de distance inter-images; ce concept est d'une grande utilité lorsqu'on recherche un élément connu dans une image, ou lorsqu'on s'intéresse au déplacement dans l'image de cet élément

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El-Hajjaji, Abdellah. "Traitement numérique en 3D d'un couple d'images stéréo du satellite SPOT." Rouen, 1993. http://www.theses.fr/1993ROUES028.

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Abstract:

L'objectif de notre recherche est d'extraire les altitudes h d'une scène donnée prise en image sous deux angles différents donnés par le satellite SPOT. Dans ce but nous avons modélisé le mouvement du satellite et de son système optique afin de transformer les deux images initiales en images épipolaires, ce qui nous permettra de réduire le temps d'appariement et de trouver les pixels homologues avec succès. Pour la mise en correspondance, nous avons utilisé une technique qui est à base de la corrélation et de la programmation dynamique. Cette méthode nous a permet d'apparier 96 % des pixels homologues avec une erreur inférieure à 5 mètres. Ce problème de mise en correspondance reste toujours ouvert The aim of our research was to extract the level h of a precise landscape taken over two differents angles by the satellite SPOT. To do so, we have modelised the movement of the satellite and his optical system to transform the two first images in another one, epipolar which will allow us to reduce the matching time and to find with success the equivalent pixels. For the pairing, we have utilised a technic wich is based on the corrolation and of the dynamic programming. This method was very satisfactory and allow us to match 96 % of the equivalent pixels, with an error of less than 5 meters, but the original problem is still a matter of research for complimentary studing

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Juvin, Robert. "Etude de la résorption osseuse dans l'ostéodystrophie rénale : contribution de l'analyse d'images à l'histomorphométrie osseuse et corrélation avec un marqueur sérique." Grenoble 1, 1991. http://www.theses.fr/1991GRE10163.

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Abstract:

Le remodelage osseux est une activite cyclique destinee a maintenir les capacites mecaniques de l'os. La lecture histomorphometrique quantifie ces deux activites par des methodes semi-automatiques. Une lecture automatisee a pu etre validee pour les parametres de masse osseuse et du tissu osteoide permettant une lecture plus reproductible et plus rapide. La resorption est evaluee par des parametres classiques de surface et de nombre d'osteoclastes. Les mesures de profondeur et de longueur des lacunes apportent une evaluation de l'intensite de la resorption, particulierement par la profondeur maximale. Une autre technique d'evaluation indirecte par un dosage sanguin, evite la biopsie osseuse: la phosphatase acide tartrate resistante est une enzyme des osteoclastes dont le dosage enzymatique est bien correle avec l'activite osteoclastique chez des patients porteurs d'une osteodystrophie renale. L'analyse tridimensionnelle de la structure osseuse permet avant tout l'evaluation de l'architecture osseuse. L'utilisation de coupes seriees et reconstruites en trois dimensions est une technique lourde qui cede la place a la microscopie confocale a balayage laser. Celle-ci realise une analyse tridimensionnelle de la structure osseuse et complete les parametres d'evaluation difficile avec l'histomorphometrie bi-dimensionnelle, comme les surfaces de resorption et les osteocytes profondement encastres dans la matrice osseuse

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Lachambre, Joël. "Développement d'une méthode de caractérisation 3D des fissures de fatigue à l'aide de la corrélation d'images numériques obtenues par tomographie X." Thesis, Lyon, INSA, 2014. http://www.theses.fr/2014ISAL0050/document.

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Abstract:

Ce mémoire présente une méthode mise au point pour caractériser et analyser des fissures de fatigue présentant un fort caractère tridimensionnel dans des matériaux métalliques opaques. L'analyse consiste à déterminer avec précision la position du front de la fissure étudiée et à mesurer des valeurs de facteurs d'intensité des contraintes le long du front par projection sur les séries de Williams du champ de déplacement issu de la corrélation numérique d'images 3D obtenues par tomographie aux rayons X. La corrélation d'images 3D numériques est utilisée afin de mesurer le champ de déplacement en volume lors de la mise sous chargement d'une éprouvette fissurée fatiguée. La corrélation d'images nécessitant un mouchetis, le matériau retenu pour les expériences est la fonte à graphite sphéroïdal car il présente un mouchetis 3D naturel (les nodules de graphites) parfaitement imagé par tomographie aux rayons X. Le cyclage est appliqué à l'aide d'une machine de fatigue in situ permettant d'alterner des phases de propagation de la fissure avec des acquisitions tomographiques sous différentes charges. L'introduction d'un défaut artificiel (une entaille obtenue par usinage laser) permet de maîtriser l'amorçage et la propagation de la fissure in situ. La méthode de corrélation d'images 3D numériques employée dans ces travaux étant basée sur des éléments finis, nous avons cherché à tirer profit de différents outils développés dans le cadre de cette méthode. Les surfaces libres sont spécifiées afin de bien conditionner le maillage et un enrichissement dans l'esprit des X-FEM permet de renseigner la fissure dont la position est repérée grâce à la trace laissée dans le résidu de corrélation entre l'image avant cyclage et la dernière image acquise. Une régularisation mécanique est également introduite dans le calcul sous forme d'un filtre de longueur d'onde choisie. Le champ de déplacement mesuré avec précision est ensuite projeté sur les séries de Williams augmentées des termes correctifs de Leblond et Torlai qui prennent en compte la courbure du front de la fissure. L'annulation du terme super-singulier d'ordre -1 des séries de Williams est utilisée pour détecter la position du front de la fissure. Une procédure itérative a été mise en place afin de concilier l'enrichissement et la courbure du front avec la projection sur les séries de Williams. Une fois la position du front 3D de la fissure déterminée et les valeurs des facteurs d'intensité des contraintes associées calculées, les résultats obtenus sont confrontés à la littérature This manuscript describes a methodology used to compute Stress Intensity Factor values along the curved front of a fatigue crack inside a nodular cast iron. An artificial defect is introduced at the surface of a small sample. The initiation and growth of a fatigue crack from this defect during constant amplitude cycling is monitored in situ by laboratory x-ray tomography. The method for processing the 3D images in order to compute SIF values is described in detail. The results obtained show variations of the stress intensity factor values along the crack front

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Coron, Xavier. "Etude expérimentale d'une flamme de prémélange stabilisée dans un écoulement turbulent à point d'arrêt." Poitiers, 2006. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00426605.

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Abstract:

La flamme à point d'arrêt est une configuration académique d'écoulement réactif offrant la possibilité de comparer les résultats de l'analyse théorique avec les données expérimentales. La disposition géométrique retenue pour ce travail est celle d'un écoulement axisymétrique turbulent heurtant sous indice normale une paroi solide : dans ces conditions, une flamme de prémélange peut être stabilisée entre le plan d'injection et la paroi solide. Les conditions de faible turbulence et l'hypothèse d'un régime de flammelette permettent de mener une analyse asymptotique de cet écoulement réactif et en particulier d'exprimer les termes de transport turbulent de masse sous la forme d'une expression algébrique. Sur le plan de l'application, la combustion dans des écoulements étirés et eventuellement non-isenthalpiques du fait des pertes thermiques pariétales est une problématique récurrente rencontrée dans la conception des foyers industriels : l'étude des propriétés dynamiques et structurales d'une flamme stabilisée au voisinage d'une paroi adiabatique ou non permet d'étudier les influences respectives de l'étirement et de la température de paroi. Sur le plan fondamental, l'ambition est le développement de modèles de combustion à fonction densité de probabilité multi-dimensionnelles, prenant en compte une variable d'avancement de la combustion, l'enthalpie, voire la fraction de mélange. Dans un premier temps, l'objectif est limité à la mesure simultanée des champs de vitesse et de variable d'avancement de la combustion en conditon de paroi adiabatique. Le banc Vestales, conçu pour atteindre cet objectif, est composé d'un injecteur de prémélange réactif (propane-air), équipé d'une grille de turbulence et d'une paroi solide disposée en vis-à-vis. Les mesures de vitesse sont effectuées par Anémométrie Doppler Laser (A. D. L. ) et Vélocimétrie par Images de Particules (V. I. P. ). Afin de déterminer simultanément la variable d'avancement à partir des images V. I. P. , un traitement d'image original a été développé pour l'extraction du contour des fronts de flammes locales (flammelettes). Le couplage des contours actifs aux approches frontières et régions s'avère une méthode robuste et précise permettant une analyse topologique du contour. L'étude est limitée à deux valeurs de l'étirement (100 et 120 s^{-1}) et de richesse (0,89 et 0,99). L'écoulement a été caractérisé par A. D. L. Et V. I. P. Dans différents plans. Une analyse statistique et fréquentielle de la turbulence est proposée. Les grandeurs caractéristiques de la turbulence sont exprimées en terme de moyenne de Reynolds et de Favre, en particulier le flux turbulent de la variable d'avancement, ce qui autorise la comparaison avec des résultats issus de la théorie asymptotique d'une part et de la simulation numérique bidimensionnelle d'autre part Flames in stagnating turbulence are well identified academic situations of turbulent reacting flows that allow a close coordination of experimental, theoritical and computational aspects of combustion research. In the present work, the local and mean characteristics of a stagnating turbulent premixed flame, obtained by impinging a flow against a solid flat surface, are investigated. The experimental situation is characterized by a weak turbulence as well as a flamelet regime, two features that allow the development of an asymptotic analysis of this reactive flow. The presence of the solid wall results in the existence of a mean rate of strain that influences the structure of the flame and may eventually lead to extinction. Morover, heat transfer through the solid wall may also interact with this rate of strain to facilitate this extinction mechanism. This latter situation corresponding to a non-isenthalpic reactive flow is an ongoing research subject. The present work is intented to measure simultaneously velocity and scalar fields, the scalar characterizing the progress of chemical reaction thoughout the flow. To this purpose, the Vestales experimental rig was developped : it consists of a nozzle burner providing a stream of reactive mixture (propane-air), fitted out with a perforated grid, facing a flat solid plate. The premixed turbulent flame is then stabilized in the diverging flow between the exit plane and the solid plate. Laser Doppler Anemometry (L. D. A. ) and Particle Image Velocimetry (P. I. V. ) system are used for velocity measurements. In order to determine simultaneously velocity and progress variable, P. I. V. Recordings are analysed as tomographic recordings. A great deal of attention has been paid to implement processing tools : we have shown that the proposed method based on region and edge segmentation combined with deformable models is well suited to extract a continuous front flame contour and to topological analysis purpose. The study concentrates on two mean strain rates (100 and 120 s{-1}) and two values of the equivalence ratio of the unburned mixture (0,89 and 0,99). Spectral and spatial analysis of flowfield turbulence statistics is proposed. Reynolds and Favre mean quantities of velocity and progress variable are obtained, including scalar turbulent flux, which allows comparison with results obtained through the theoritical asymptotic analysis as well as numerical simulation

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Dissertations / Theses on the topic 'Corrélation d'image'

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