Développement de techniques de traitement d'images pour l ...

Sujet de Master recherche2011-2012Développement de techniques de traitement d'imagespour l'identification du comportement mécanique degéomatériauxLaboratoire d’accueil : Laboratoire Prisme – ENSI de Bourges/Université d’OrléansAxes d’accueil : Axe Dynamique, Matériaux, Structures et Axe Image-VisionContacts ENSI : Franck Delvare, MCF (franck.delvare@ensi-bourges.fr),Hélène Laurent, MCF-HDR (helene.laurent@ensi-bourges.fr)Rémunération : ~420 euros/mois sur 6 moisSujet :Le projet proposé s’inscrit d’une manière générale dans le cadre des travaux menés en imageriepour l'identification du comportement de matériaux. Le but de ce projet est dans un premier tempsde récupérer, grâce aux techniques d’imagerie, des informations permettant une caractérisationprécise, à l'échelle des grains, d'un matériau hétérogène (béton par exemple).L’accès à des données permettant de caractériser la nature, la forme et la répartition desdifférents constituants d’un milieu hétérogène doit contribuer à l'identification des propriétésmécaniques de chacun d'entre eux. Cela doit ensuite permettre de mieux représenter lecomportement mécanique global de structures composées de ces matériaux.Les figures ci-dessous présentent un exemple de géomatériau pouvant être concerné par ce projetet permettent d’illustrer différents enjeux qui seront rencontrés. Le développement d’outils desegmentation adaptés au contexte sera nécessaire de façon à pouvoir séparer les zones de granularitédifférentes. La distinction entre les plus gros grains et des zones plus morcelées (matrice) pourraitpermettre une modélisation plus fine et automatisée de la microstructure. Les données récupéréesdonneront une représentation plus détaillée du matériau permettant la mise en place de simulationsnumériques plus réalistes via la modélisation des différents constituants. Cette nouvellemodélisation prendra alors en compte des caractéristiques mécaniques différentes pour chacun desconstituants.Figure 2 : Extraction et caractérisationdes gros grains.Figure 1 : Béton.

Une extraction des structures rectilignes ou quasi-rectilignes présentes dans les grains de tailleimportante est également envisagée. Cette information pourra être utilisée comme un potentielindicateur du degré de fissuration du matériau au fur et à mesure du déroulement de l'essai.Un état de l’art sera nécessaire pour répondre notamment aux questions suivantes : quelles sontles approches de segmentation les plus adaptées à l’application spécifique visée ? Une approchecontour plutôt que région est-elle plus pertinente ? Une approche couplée permettant la prise encompte des textures des gros grains et la recherche de structures filaires est-elle plus adéquate ? …Un autre champ d’investigation pourra concerner le suivi de zones, qui sont déformables, lorsd’essais mécaniques. Au delà des mesures globales que l'on obtient avec les dispositifsexpérimentaux existants, l’objectif est ici d’accéder à des mesures surabondantes comme la mesuredu champ de déplacement par le suivi de patchs caractéristiques. Différentes techniques de mise encorrespondance d’un grand nombre de points répartis sur la surface des échantillons seront testéesafin de pouvoir remonter au vecteur déplacement de chacun d'eux et ainsi obtenir une mesure brutedu champ de déplacement. Cette mesure pourra éventuellement être utilisée pour le recalage desmodélisations par éléments finis et l'identification des paramètres mécaniques de chaque zone isoléepar la segmentation d'images.Mots-clés : Modélisation, Matériau hétérogène, VisionProgrammation : Matlab, Fortran, C.