Allez au contenu, Allez à la navigation

RSS

DAFE - Aérodynamique fondamentale et expérimentale

Mesures de déformation

Le logiciel OD2M

a mesure des maquettes en temps réel (MDM pour Model Deformation Measurement) a été développée au début des années 2000 et s’est concrétisée par le développement du logiciel OD2M qui est utilisé de manière routinière dans les grands moyens d’essais de l’Onera. La méthode est mature et n’évolue qu’à travers les améliorations apportées au logiciel de recalage d’image : étalonnage des caméras, détection des marqueurs, et portage sur GPU.

Le détecteur des marqueurs est la principale source d’incertitude et est à ce titre régulièrement revu et amélioré. La dernière mouture date de 2012 et bénéficie de l’apport du GPU. Le temps de détection est négligeable (qq ms) et l’incertitude avérée a été réduite à 0.05pixel comme cela a été signalé ci-dessus. Ceci permet de garantir une incertitude de mesure inférieure à 0.05° même en extrémité de voilure.

Les retombées pour d’autres domaines d’application sont importantes. Le savoir faire acquis sur l’étalonnage des caméras bénéficie à toutes les méthodes optiques et OD2M peut être utilisé pour mesurer et suivre les déformations d’objets divers, non nécessairement liés aux essais en soufflerie.

Mesures denses de déformation

La mesure dense des déformations (dMDM) est la méthode la plus récente développée au DAFE, au second semestre 2012. Elle peut être considérée comme une méthode dérivée de la méthode FOLKI-SPIV (voir ci-dessous) qui permet des traitements PIV précis et rapides. Le besoin est apparu clairement début 2012 pour suivre les déformations d’objets tournants (CROR) sur lesquels l’application de la méthode « classique » MDM décrite ci-dessus n’est pas aisément applicable. Le principe de la dMDM s’inspire de la PIV : un mouchetis est déposé sur la maquette et une méthode de corrélation par stéréovision permet la mesure de la forme de l’objet ainsi que le suivi de sa déformation. La figure suivante montre une maquette (peinte par le DLR, testée dans la soufflerie ETW dans le cadre d’un benchmark MDM en 2005) recouverte de mouchetis. Les deux zooms montrent un détail vu par les deux caméras (les images sont rectifiées pour faciliter la comparaison) :

L’appariement est bien plus aisé que pour la PIV comme le montrent les zooms : les niveaux de corrélation sont très élevés, très proches de l’unité. Sur cette figure on peut remarquer que l’appariement se fait uniquement selon un déplacement horizontal, ce qui est la conséquence recherchée de la rectification. L’appariement revient donc à la détermination d’un champ 2D à 1 composante, soit une identification plus simple que le calcul d’un champ PIV 2D à 2 composantes. Ce champ permet ensuite le calcul de la forme 3D de l’objet. Le premier résultat est donc un outil simple qui fournit la forme 3D des objets avec une très grande précision. Un exemple est montré sur la figure suivante.

Le principe de la corrélation d’image peut également être appliqué au suivi des déformations : il faut calculer l’appariement entre une image sans déformation et une image avec déformation. Il s’agit d’un champ 2D à 2 composantes, soit très exactement ce qui est réalisé en PIV 2D 2C. Au total, le calcul de la forme initiale, de la forme finale et de la déformation revient donc à la détermination d’un champ 2D 1C et d’un champ 2D 2C, soit un problème de la même difficulté que le calcul d’un champ PIV 2D 3C. Cet outil, appelé FOLKI-D a donc pu être développé très rapidement en réutilisant les composants du logiciel FOLKI-SPIV. La précision de FOLKI-D est en cours d’évaluation, mais il est d’ores et déjà établi qu’elle est meilleure que 0.01%. FOLKI-D peut être utilisé pour toute application nécessitant le suivi temporel d’une déformation d’un objet texturé. C’est en particulier le cas des éprouvettes méca niques comme illustré sur la figure suivante. Il s’agit d’une structure architecturée correspondant à un empilement de tubes en Inconel 600 (Ø4mm) empilement de cylindres. Comme on peut le constater, elle subit des déformations extrêmes. Seules les méthodes d’imagerie permettent de traiter ce type de configuration.

 

Autres Départements Scientifiques