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Méthodes de mesures de champs 1 Pour l’observateur tout se passe comme si l’objet est présent On a plus besoin de l’objet pour le voir, c’est une image.

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1 Méthodes de mesures de champs 1 Pour l’observateur tout se passe comme si l’objet est présent On a plus besoin de l’objet pour le voir, c’est une image virtuelle Possibilité d’observer des images réelles pseudoscopique (relief inversé) ou orthoscopique par hologramme de l’image réelle pseudoscopique Restitution d’un hologramme Introduction Méthodes non interférométriques Méthodes interférométriques Photoélasticimétrie Holographie Speckle Shearographie ESPI Autres méthodes Applications Moyens

2 Méthodes de mesures de champs 2 Le principe général consiste à superposer des ondes lumineuses dont une au moins est produite par un hologramme Grâce à l’holographie on est capable de faire interférer des ondes lumineuses provenant d’un même objet se déformant au cours du temps L’état de surface de l’objet ne doit pas se modifier (ou très peu) Les interférences observées sont caractéristiques des déplacements micrométriques subis par l’objet La mesure des interférences permet de quantifier les déplacements avec une sensibilité égale à une fraction de micromètre Interférométrie holographique Introduction Méthodes non interférométriques Méthodes interférométriques Photoélasticimétrie Holographie Speckle Shearographie ESPI Autres méthodes Applications Moyens

3 Méthodes de mesures de champs 3 Double exposition Technique semblable à celle qui permet de réaliser un hologramme Deux expositions sont effectuées à l’aide d’un laser pulsé à deux états de déformation différents (P 1 -P 2 ) On dispose alors de la somme de 2 hologrammes incohérents entre eux (instants différents) Introduction Méthodes non interférométriques Méthodes interférométriques Photoélasticimétrie Holographie Speckle Shearographie ESPI Autres méthodes Applications Moyens

4 Méthodes de mesures de champs 4 Double exposition A la restitution on obtient 2 images cohérentes entre elles grâce à une même source de lumière cohérente Les images interfèrent, les franges observées caractérisent la déformation subie par l’objet Introduction Méthodes non interférométriques Méthodes interférométriques Photoélasticimétrie Holographie Speckle Shearographie ESPI Autres méthodes Applications Moyens

5 Méthodes de mesures de champs 5 Double exposition Observation de franges qui rendent compte de la déformation entre les états P 2 et P 1 : ce sont les lignes d’isoamplitude de déplacement Quand on passe d’une frange à l’autre le déplacement varie de 0,3 µm dans ce cas (laser à rubis) La méthode permet de détecter et de mesurer les variations de phase survenues entre les 2 expositions Les variations de phases sont dues à des variations de longueur, d’indice de réfraction ou de longueur d’onde causées par des contraintes thermiques et/ou mécaniques... Introduction Méthodes non interférométriques Méthodes interférométriques Photoélasticimétrie Holographie Speckle Shearographie ESPI Autres méthodes Applications Moyens

6 Méthodes de mesures de champs 6 Double exposition Équation de base de l’interférométrie :  I 0 : intensité moyenne  m : contraste des franges d’interférence   1 : phase optique de l'onde objet à l'instant t 1   2 : phase optique de l'onde objet à l'instant t 2 La différence de phase subie par l’onde objet entre les 2 expositions de l’hologramme :  = (  2 -  1 ) = 2   /   : variation du chemin optique suivi par la lumière, de la source d'éclairage à l'hologramme, dans le milieu d'indice de réfraction n, entre les deux expositions Introduction Méthodes non interférométriques Méthodes interférométriques Photoélasticimétrie Holographie Speckle Shearographie ESPI Autres méthodes Applications Moyens

7 Méthodes de mesures de champs 7 Double exposition La variation de chemin optique dépend uniquement des déplacements ou des déformations subies par l'objet entre les deux poses.  = (SM 2 H) - (SM 1 H) = D.(K O -K E )  K O, K E : vecteurs unitaires caractérisant respectivement la direction d’éclairage et la direction d’observation  D : le vecteur déplacement d’un point M de la surface de l’objet Introduction Méthodes non interférométriques Méthodes interférométriques Photoélasticimétrie Holographie Speckle Shearographie ESPI Autres méthodes Applications Moyens

8 Méthodes de mesures de champs 8 Double exposition Les distances SM et MH sont très grandes comparées au module du vecteur déplacement => D considérablement agrandi sur le schéma On considère que K O et K E ne varient pas (ou très peu) entre deux expositions S = K O -K E : le vecteur sensibilité Variation de chemin optique  =D.S projection du vecteur déplacement sur le vecteur sensibilité Introduction Méthodes non interférométriques Méthodes interférométriques Photoélasticimétrie Holographie Speckle Shearographie ESPI Autres méthodes Applications Moyens

9 Méthodes de mesures de champs 9 Double exposition Les distances SM et MH sont très grandes comparées au module du vecteur déplacement => D considérablement agrandi sur le schéma On considère que K O et K E ne varient pas (ou très peu) entre deux expositions S = K O -K E : le vecteur sensibilité Variation de chemin optique  =D.S projection du vecteur déplacement sur le vecteur sensibilité => Pour mesurer les trois composantes du déplacement, il faudra adopter des montages à géométrie bien déterminée. Introduction Méthodes non interférométriques Méthodes interférométriques Photoélasticimétrie Holographie Speckle Shearographie ESPI Autres méthodes Applications Moyens

10 Méthodes de mesures de champs 10 Temps réel Utilisée en laboratoire, dans un environnement très stable Elle consiste à :  enregistrer l’onde lumineuse diffusée par un objet au repos  remettre exactement en place l’hologramme dans le montage holographique d’enregistrement On observe alors à travers l’hologramme :  l’objet éclairé par le faisceau laser  l’image holographique de l’objet au repos restituée On fait ainsi interférer l’onde diffusée à l’instant t par l’objet réel avec l’onde diffractée par l’hologramme de l’objet au repos qui sert de référence Introduction Méthodes non interférométriques Méthodes interférométriques Photoélasticimétrie Holographie Speckle Shearographie ESPI Autres méthodes Applications Moyens

11 Méthodes de mesures de champs 11 Temps réel Quand l’objet se déforme des franges d’interférences apparaissent caractéristiques des déformations et suivies en temps réel Couplé à la stroboscopie => visualisation des modes de vibration de structures excitées sinusoïdalement et pour la détermination des fréquences propres La mise en oeuvre de cette méthode est beaucoup plus délicate que celle de la double exposition Introduction Méthodes non interférométriques Méthodes interférométriques Photoélasticimétrie Holographie Speckle Shearographie ESPI Autres méthodes Applications Moyens

12 Méthodes de mesures de champs 12 Intégration temporelle Elle est associée à la précédente pour l’analyse vibratoire qui permet de visualiser la carte des déplacements de l’objet en vibration et les lignes nodales Le principe est d’enregistrer l’hologramme de l’objet en vibration avec un temps de pose long devant la période de vibration On repère les fréquences propres par interférométrie holographique en temps réel puis on enregistre les hologrammes par intégration temporelle à ces fréquences propres Introduction Méthodes non interférométriques Méthodes interférométriques Photoélasticimétrie Holographie Speckle Shearographie ESPI Autres méthodes Applications Moyens

13 Méthodes de mesures de champs 13 Intégration temporelle Modes de vibration et lignes nodales d’une plaque encastrée Introduction Méthodes non interférométriques Méthodes interférométriques Photoélasticimétrie Holographie Speckle Shearographie ESPI Autres méthodes Applications Moyens

14 Méthodes de mesures de champs 14 Intégration temporelle Modes de vibration d'une poutre canteliver Introduction Méthodes non interférométriques Méthodes interférométriques Photoélasticimétrie Holographie Speckle Shearographie ESPI Autres méthodes Applications Moyens

15 Méthodes de mesures de champs 15 Introduction Technique inventée pour pallier les insuffisances de l’holographie dans le domaine de l’interférométrie en ce qui concerne le milieu d’enregistrement (support photosensible) Contrairement à l’interférométrie holographique, l’interférométrie de speckle permet l’utilisation de caméras CCD pour visualiser le champ de déplacements de l’objet diffusant Technique adaptée à l’industrie malgré des performances inférieures à l’interférométrie holographique (résolution spatiale, taille de l’objet …) Les caméras CCD ont une résolution faible (5µm) comparée à celle des films photographiques argentiques (fraction de µm) L’exploitation de l’information un peu différente de l’holographie, ici on exploite numériquement directement les franges d’interférence de 2 états différents de l’objet, alors qu’en holographie on utilise ces ondes enregistrées sur film photographique pour restituer un système de franges d’interférence sur l’image 3D de l’objet alors exploitées numériquement (à noter ESPI=TV Holographie=Holographie numérique) Introduction Méthodes non interférométriques Méthodes interférométriques Photoélasticimétrie Holographie Speckle Shearographie ESPI Autres méthodes Applications Moyens

16 Méthodes de mesures de champs 16 Granularité laser Un objet diffusant éclairé en lumière cohérente génère un système d’interférences complexe appelé speckle (moucheture, tache) ou granularité laser Le speckle se manifeste si la surface de l’objet présente un relief microscopique donnant des variations de chemin optique supérieures à la longueur d’onde de la lumière Introduction Méthodes non interférométriques Méthodes interférométriques Photoélasticimétrie Holographie Speckle Shearographie ESPI Autres méthodes Applications Moyens

17 Méthodes de mesures de champs 17 Granularité laser Une surface polie ne donnera pas de speckle En un point H situé à une distance D de l’objet on a la superposition cohérente des ondes provenant des divers éléments de la surface rugueuse La longueur de cohérence de la source laser est plus grande que les variations de chemin optique Introduction Méthodes non interférométriques Méthodes interférométriques Photoélasticimétrie Holographie Speckle Shearographie ESPI Autres méthodes Applications Moyens

18 Méthodes de mesures de champs 18 Les déphasages introduits par la rugosité de la surface sont aléatoires ce qui explique l’allure de la figure de speckle composée de grains La figure de speckle contient des informations multiples sur l’objet : état de surface, forme, déformation… Le problème est de savoir comment décoder l’information Granularité laser Introduction Méthodes non interférométriques Méthodes interférométriques Photoélasticimétrie Holographie Speckle Shearographie ESPI Autres méthodes Applications Moyens

19 Méthodes de mesures de champs 19 Les déphasages introduits par la rugosité de la surface sont aléatoires ce qui explique l’allure de la figure de speckle composée de grains La figure de speckle contient des informations multiples sur l’objet : état de surface, forme, déformation… Le problème est de savoir comment décoder l’information Dans le cas des petits déplacements, il y a invariance locale de la figure de speckle : une petite portion du speckle se déplace en bloc sans modifier sa forme de sorte que la connaissance du déplacement local du speckle permet de remonter au déplacement de la zone correspondante de l’objet Granularité laser Introduction Méthodes non interférométriques Méthodes interférométriques Photoélasticimétrie Holographie Speckle Shearographie ESPI Autres méthodes Applications Moyens

20 Méthodes de mesures de champs 20 Granularité laser Les dimensions du grain de speckle dans le plan image de l’objectif photographique sont : s=1,22.D’/  et  =8.D’²/  ² En faisant intervenir le grandissement g=D’/D et la focale f de l’ojectif : s=1,22.(1+g).f/  et  =8.(1+g)².f²/  ² La surface de l’objet contribuant à la formation de speckle doit contenir un nombre suffisant d’éléments diffractants indépendant (rugosité) : cette surface ou tache de diffraction du système optique rapportée sur l’objet (rayon=1,22.D/  ) doit être plus grande que la longueur de corrélation de la rugosité (l’écart-type de la rugosité doit être inférieur à ) Introduction Méthodes non interférométriques Méthodes interférométriques Photoélasticimétrie Holographie Speckle Shearographie ESPI Autres méthodes Applications Moyens

21 Méthodes de mesures de champs 21 Granularité laser Les dimensions du grain de speckle dans le plan image de l’objectif photographique sont : s=1,22.D’/  et  =8.D’²/  ² En faisant intervenir le grandissement g=D’/D et la focale f de l’ojectif : s=1,22.(1+g).f/  et  =8.(1+g)².f²/  ² La surface de l’objet contribuant à la formation de speckle doit contenir un nombre suffisant d’éléments diffractants indépendant (rugosité) : cette surface ou tache de diffraction du système optique rapportée sur l’objet (rayon=1,22.D/  ) doit être plus grande que la longueur de corrélation de la rugosité (l’écart-type de la rugosité doit être inférieur à ) De plus on suppose que le déplacement est inférieur à la longueur  du grain de speckle Introduction Méthodes non interférométriques Méthodes interférométriques Photoélasticimétrie Holographie Speckle Shearographie ESPI Autres méthodes Applications Moyens

22 Méthodes de mesures de champs 22 Mesure des déplacements 2D L’objet est éclairé en lumière laser parallèle de façon symétrique Si on éclaire l’objet simultanément avec les deux éclairages, les 2 speckle obtenus indépendamment par les 2 éclairages interfèrent En présence d’un déplacement  x les deux speckle se décalent de la même quantité, la différence de chemin optique provoquée par ce décalage  x a pour valeur 2  x sin  Introduction Méthodes non interférométriques Méthodes interférométriques Photoélasticimétrie Holographie Speckle Shearographie ESPI Autres méthodes Applications Moyens

23 Méthodes de mesures de champs 23 Mesure des déplacements 2D Il y a maximum de lumière lorsque la phase est égale à un nombre entier de fois 2  = 2 .  / = k.2  soit  = k. ; et un minimum pour un nombre impair de fois  :  = 2 .  / = 2(k+1).  Les franges d’interférences brillantes sont caractérisées par la relation 2  xsin  =k. ; ces franges sont les lignes d’égal déplacement dans le plan dans la direction x La condition de fonctionnement de l’interférométrie (déplacement inférieur au grain de speckle) : g.  x < 1,22.(1+g).f/  Introduction Méthodes non interférométriques Méthodes interférométriques Photoélasticimétrie Holographie Speckle Shearographie ESPI Autres méthodes Applications Moyens

24 Méthodes de mesures de champs 24 Dédoublement latéral Mesure directement les dérivées spatiales des déplacements Le principe est de dédoubler l’image de l’objet à l’aide d’un interféromètre de Michelson ou un biprisme L’interféromètre de Michelson permet le réglage du dédoublement par orientation du miroir M 1 Introduction Méthodes non interférométriques Méthodes interférométriques Photoélasticimétrie Holographie Speckle Shearographie ESPI Autres méthodes Applications Moyens

25 Méthodes de mesures de champs 25 Dédoublement latéral L’objet est éclairé par un faisceau de lumière parallèle provenant de la source laser S L’observation de l’objet se fait à travers la lame semi-transparente SP 1 et à travers un interféromètre de Michelson Le dédoublement de l’image est donné par une légère rotation  du miroir M 1 qui donne un décalage latéral  x de l’image dans la direction x Introduction Méthodes non interférométriques Méthodes interférométriques Photoélasticimétrie Holographie Speckle Shearographie ESPI Autres méthodes Applications Moyens

26 Méthodes de mesures de champs 26 Dédoublement latéral Les deux images (speckle) interfèrent et donnent un speckle résultant complexe dans lequel il est difficile de reconnaître les franges dont le pas est lié à  x On va alors comparer le speckle de l’image dédoublée avant et après déformation de l’objet ; les franges obtenues caractérisent la dérivée par rapport à x du déplacement hors plan, on obtient des informations directes sur les déformations de l’objet Le traitement des images est réalisé à l’aide d’une caméra CCD et d’un logiciel approprié Il faut que l’objet soit suffisamment stable pendant l’acquisition successive des images avec les phases  i, non seulement au repos mais aussi lorsqu’il est déformé Introduction Méthodes non interférométriques Méthodes interférométriques Photoélasticimétrie Holographie Speckle Shearographie ESPI Autres méthodes Applications Moyens

27 Méthodes de mesures de champs 27 Quantification des résultats L’objet est au repos, l’intensité résultant de l’interférence des deux speckle décalés est : I R = A 1 ²+A 2 ²+2A 1 A 2 cos (  2 -  1 ) = I 0 [1+m.cos  R ] avec  R =  2 -  1 différence de phase due au décalage L’objet est déformé, l’intensité résultant de l’interférence est : I = I 0 [1+m.cos(  R +  )] avec  =  (x+  x,y+  y) -  (x,y) différence de phase due au déplacement de l’objet Dédoublement latéral Introduction Méthodes non interférométriques Méthodes interférométriques Photoélasticimétrie Holographie Speckle Shearographie ESPI Autres méthodes Applications Moyens

28 Méthodes de mesures de champs 28 Quantification des résultats Pour résoudre ces équations (détermination de I 0, m et  R (+  ) ) on introduit une phase connue  i dans le montage grâce au miroir M 2 monté sur un translateur piézoélectrique (  1,  2,  3 ) comme en interférométrie holographique Pour l’objet au repos, I R,i = I 0 [1+m.cos(  R +  i )] d’où  R Pour l’objet déformé, I i = I 0 [1+m.cos(  R +  +  i )] d’où  R +  Par soustraction des phases calculées on obtient  qui est lié à la pente de la déformée hors plan de l’objet Dédoublement latéral Introduction Méthodes non interférométriques Méthodes interférométriques Photoélasticimétrie Holographie Speckle Shearographie ESPI Autres méthodes Applications Moyens

29 Méthodes de mesures de champs 29 ESPI Electronic Speckle Pattern Interferometry : interféromètre de Michelson modifié, l’objet remplace un des miroirs Le laser S éclaire l’objet en lumière parallèle de façon à n’être sensible qu’aux déplacements hors plan (par exemple); ce type de montage limite la taille des objets à étudier au diamètre des objectifs L 2 et L 3 Introduction Méthodes non interférométriques Méthodes interférométriques Photoélasticimétrie Holographie Speckle Shearographie ESPI Autres méthodes Applications Moyens

30 Méthodes de mesures de champs 30 ESPI  différence de phase due au déplacement hors plan dz :  = 2  D.(K O -K E )/ D=Idx+Jdy+Kdz K E vecteur unitaire caractérisant la direction d’éclairage K O vecteur unitaire caractérisant la direction d’observation dx,dy,dz composantes du déplacement suivant les directions orthogonales I,J,K Alors :  = 2  (2dz)/ Introduction Méthodes non interférométriques Méthodes interférométriques Photoélasticimétrie Holographie Speckle Shearographie ESPI Autres méthodes Applications Moyens

31 Méthodes de mesures de champs 31 ESPI Différents modes opératoires sont possibles : double exposition, temps réel, temps moyenné En double exposition, on enregistre l’interférogramme de l’objet au repos, on obtient une intensité numérisée I 1 = I 0 [1+m.cos(  -  R )] L’objet est déformé, l’enregistrement de l’exposition donne une intensité : I 2 = I 0 [1+m.cos(  -  R +  )] avec  différence de phase due au déplacement de l’objet (cf diapo précédente) Introduction Méthodes non interférométriques Méthodes interférométriques Photoélasticimétrie Holographie Speckle Shearographie ESPI Autres méthodes Applications Moyens

32 Méthodes de mesures de champs 32 ESPI Pour résoudre ces équations (détermination de I 0, m et  -  R (+  ) ) on introduit une phase connue  i dans le montage grâce au miroir M monté sur un translateur piézoélectrique (  1,  2,  3 ) Pour l’objet au repos, I 1 = I 0 [1+m.cos(  -  R +  i )] d’où  -  R Pour l’objet déformé, I 2 = I 0 [1+m.cos(  -  R +  +  i )] d’où  -  R +  Par soustraction des phases calculées on obtient  qui permet de calculer les déplacements hors plan Introduction Méthodes non interférométriques Méthodes interférométriques Photoélasticimétrie Holographie Speckle Shearographie ESPI Autres méthodes Applications Moyens

33 Méthodes de mesures de champs 33 ESPI Le fonctionnement en temps réel ne pose aucun problème pour l’étude de phénomènes à évolution très lente comme en analyse vibratoire lorsque l’on étudie des modes de vibration d’objets ; on utilise alors un modulateur de lumière permettant de réaliser une stroboscopie du phénomène comme en holographie Le fonctionnement en temps moyenné lorsque la période de vibration est plus petite que 1/25 s, permet d’observer, par intégration temporelle de l’intensité (aux fréquences de résonance), des figures d’interférences similaires à celles rencontrées en holographie par intégration temporelle, notamment les lignes nodales Introduction Méthodes non interférométriques Méthodes interférométriques Photoélasticimétrie Holographie Speckle Shearographie ESPI Autres méthodes Applications Moyens

34 Méthodes de mesures de champs 34 Mesure des déplacements 3D La TV-Holographie (ESPI) permet de mesurer les déplacements 3D Le faisceau lumineux issu du laser S est séparé en deux parties par la lame séparatrice SP 1 ; le faisceau réfléchi sert à former le faisceau référence; le faisceau transmis est séparé en deux parties par la lame SP 2 pour former les deux faisceaux d’éclairage E 1 et E 2 Introduction Méthodes non interférométriques Méthodes interférométriques Photoélasticimétrie Holographie Speckle Shearographie ESPI Autres méthodes Applications Moyens

35 Méthodes de mesures de champs 35 Mesure des déplacements 3D L’objet est éclairé en lumière parallèle de façon symétrique par rapport à la normale à son plan en son centre Un objectif photographique L forme une image de l’objet sur l’élément sensible de la caméra CCD Les vecteurs unitaires caractérisant les directions d’éclairage et la direction d’observation sont respectivement K E1, K E2 et K O Introduction Méthodes non interférométriques Méthodes interférométriques Photoélasticimétrie Holographie Speckle Shearographie ESPI Autres méthodes Applications Moyens

36 Méthodes de mesures de champs 36 Mesure des déplacements 3D Si on utilise le faisceau d’éclairage E 1 seul (+ référence), on obtient les déplacements hors plan dans la direction K 1 =K O -K E1 Si on utilise le faisceau d’éclairage E 2 seul (+ référence), on obtient les déplacements hors plan dans la direction K 2 =K O -K E2 Si on utilise les 2 faisceaux d’éclairage E 1 et E 2 (sans référence), on obtient les déplacements dans le plan dans la direction K 3 =K 1 -K 2 Si on utilise les 2 faisceaux d’éclairage E 1 et E 2 (+ référence), on obtient les déplacements dans le plan dans la direction K 3 = K O -K 1 -K 2 On considère un déplacement tridimensionnel D Introduction Méthodes non interférométriques Méthodes interférométriques Photoélasticimétrie Holographie Speckle Shearographie ESPI Autres méthodes Applications Moyens

37 Méthodes de mesures de champs 37 Mesure des déplacements 3D Par soustraction des cartes de phases E 1 et E 2 on obtient les déplacements dans le plan dans la direction K 3 =K 1 -K 2 Par addition des cartes de phases E 1 et E 2 on obtient les déplacements hors plan dans la direction K 1 +K 2 Introduction Méthodes non interférométriques Méthodes interférométriques Photoélasticimétrie Holographie Speckle Shearographie ESPI Autres méthodes Applications Moyens

38 Méthodes de mesures de champs 38 Mesure des déplacements 3D La TV-Holographie (ESPI - Interférométrie de speckle) est une technique qui permet de mesurer facilement les déplacements 3D et les déformations dans le plan La TV-Holographie (ESPI - Interférométrie de speckle) est moins performante que l’interférométrie holographique (champ, résolution) et ne permet pas de restituer le relief des objets La TV-Holographie (ESPI - Interférométrie de speckle) fonctionne en temps quasi-réel, c’est un dispositif portable (encombrement faible) et elle ne nécessite pas de matériaux consommables (CCD) Les techniques de speckle (shearographie et ESPI) ont remplacé les techniques holographiques en industrie Introduction Méthodes non interférométriques Méthodes interférométriques Photoélasticimétrie Holographie Speckle Shearographie ESPI Autres méthodes Applications Moyens

39 Méthodes de mesures de champs 39 ESPI Introduction Méthodes non interférométriques Méthodes interférométriques Photoélasticimétrie Holographie Speckle Shearographie ESPI Autres méthodes Applications Moyens

40 Méthodes de mesures de champs 40 ESPI Introduction Méthodes non interférométriques Méthodes interférométriques Photoélasticimétrie Holographie Speckle Shearographie ESPI Autres méthodes Applications Moyens

41 Méthodes de mesures de champs 41 ESPI Introduction Méthodes non interférométriques Méthodes interférométriques Photoélasticimétrie Holographie Speckle Shearographie ESPI Autres méthodes Applications Moyens

42 Méthodes de mesures de champs 42 ESPI Introduction Méthodes non interférométriques Méthodes interférométriques Photoélasticimétrie Holographie Speckle Shearographie ESPI Autres méthodes Applications Moyens

43 Méthodes de mesures de champs 43 ESPI Introduction Méthodes non interférométriques Méthodes interférométriques Photoélasticimétrie Holographie Speckle Shearographie ESPI Autres méthodes Applications Moyens

44 Méthodes de mesures de champs 44 ESPI Apparition de franges Points de même déformation Distance entre franges /2 Pas d’information sur la direction de déformation Pas d’information entre franges Introduction Méthodes non interférométriques Méthodes interférométriques Photoélasticimétrie Holographie Speckle Shearographie ESPI Autres méthodes Applications Moyens

45 Méthodes de mesures de champs 45 ESPI 3 inconnues a,b,  3 équations avec 3 inconnues Faisceau référence modifié (modification connue  ) et faisceau objet inchangé Détermination de la phase à partir de l’intensité (mod 2  ) Introduction Méthodes non interférométriques Méthodes interférométriques Photoélasticimétrie Holographie Speckle Shearographie ESPI Autres méthodes Applications Moyens

46 Méthodes de mesures de champs 46 ESPI Introduction Méthodes non interférométriques Méthodes interférométriques Photoélasticimétrie Holographie Speckle Shearographie ESPI Autres méthodes Applications Moyens

47 Méthodes de mesures de champs 47 Thermoélasticimétrie Beaucoup de pièces mécaniques sont soumises à la fois à des sollicitations mécaniques et thermiques La simulation de tels problèmes peut nécessiter de résoudre à la fois un problème thermique (détermination du champ de température) et un problème mécanique (détermination de la contrainte) Dans certains cas, il peut arriver que ces deux problèmes soient liés : quand on chauffe une pièce, elle se dilate et donc se déforme; si la pièce ne peut se déformer librement, on a création de contraintes Une sollicitation thermique provoque une contrainte ou une déformation mécanique Au contraire, si l’on déforme fortement un matériau métallique, il s’échauffe Une sollicitation mécanique engendre alors un effet thermique On dit que les problèmes de mécanique et de thermique sont couplés et on parle de couplage thermomécanique Introduction Méthodes non interférométriques Méthodes interférométriques Autres méthodes Thermographie IR Photoélasticimétrie 3D Corrélation 3D Corrélation volumique Applications Moyens

48 Méthodes de mesures de champs 48 Thermoélasticimétrie Technique de mesure du rayonnement émis, réfléchis ou rétrodiffusés par les matériaux. Ce rayonnement indique indirectement les températures et permet de révéler la présence d’hétérogénéités existant au-delà de la surface visible. Grâce à une caméra thermique et son calculateur intégré, le flux de rayonnement est converti en image visible avec différentes palettes de couleurs auxquelles sont associées des températures. Introduction Méthodes non interférométriques Méthodes interférométriques Autres méthodes Thermographie IR Photoélasticimétrie 3D Corrélation 3D Corrélation volumique Applications Moyens

49 Méthodes de mesures de champs 49 Thermoélasticimétrie Rayonnement thermique : échange de chaleur par voie électromagnétique. Mode de transfert d’énergie gouvernant la thermographie infra rouge et la radiométrie photothermique. Conduction thermique : échange de chaleur par interactions directes d’une particule avec ses proches. Mode de transfert d’énergie également mis en oeuvre en radiométrie photothermique. Convection thermique : échange de chaleur par mouvement de fluide. Ce mode est généralement négligeable en thermographie infra rouge et en radiométrie photothermique. Introduction Méthodes non interférométriques Méthodes interférométriques Autres méthodes Thermographie IR Photoélasticimétrie 3D Corrélation 3D Corrélation volumique Applications Moyens

50 Méthodes de mesures de champs 50 Thermoélasticimétrie La source principale de rayonnement infrarouge est la chaleur, ou rayonnement thermique. Tout objet dont la température est supérieure au zéro absolu (-273,15°C ou 0 °K) émet un rayonnement dans le spectre infrarouge. Introduction Méthodes non interférométriques Méthodes interférométriques Autres méthodes Thermographie IR Photoélasticimétrie 3D Corrélation 3D Corrélation volumique Applications Moyens


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