Analyse automatique de matériaux en céramique

Développement d'une application verticale pour l'analyse des céramiques

ADCIS et le LERMAT, un laboratoire de recherche spécialisé dans l'analyse des matériaux, ont développé conjointement des outils automatiques pour l'analyse des matériaux céramiques en utilisant des techniques d'imagerie. Au cours de ce projet de deux ans, deux types de matériaux ont été étudiés, de l'oxyde de cérium fritté et du zircone-aluminium, un matériau biphasé utilisé pour la détection et l'analyse de grains.

First step

Les images noir et blanc de haut résolution étudiées ont été acquises avec un microscope électronique à balayage. Ensuite, des opérateurs de filtrage ont été appliqués sur les images afin d'en améliorer la qualité et d'en ôter le bruit. Suit une segmentation à base de seuillage automatique afin de détecter les grains et les pores. Enfin, différents opérateurs de morphologie mathématique, comme un chapeau haut de forme, un squelette par zone d'influence, un bassin versant avec marqueurs contraints sont appliqués à l'image ; et finalement, la distribution des grains en fonction de leur taille est calculée.

Les images ci-dessous illustrent les différents algorithmes de traitement appliqués à l'oxyde de cérium fritté à une température de 1200 degrés pendant cinq heures.

Second step

Les travaux de recherche ont impliqué l'analyse de plusieurs échantillons afin de mesurer des caractéristiques comme la granulométrie, l'évolution de la fraction volumique en fonction de la température, les lois statistiques, la dispersion des pores, etc. La courbe ci-après représente la granulomètrie du matériau étudié.

Third step

Finalement, des modèles probabilistiques ont été étudiés afin de modéliser la micro-structure.

Fourth step

Cette recherche a été réalisée dans le cadre d'une aide CRITIC de la région de Basse-Normandie et d'une aide communautaire au titre du Fond Européen de Développement Régional qui a permis de financer une thèse de doctorat.

Toute la partie traitement d'images du projet a été faite à partir du logiciel Aphelion™ et l'utilisation de macro-commandes écrites en langage Basic Script.

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