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Keyence France
Analyse des défauts sur lanceur spatial
L’industrie spatiale se doit de réaliser un contrôle très strict de chacun des éléments de lanceur. Le 26 novembre dernier, Ariane 5 a réussi son quarantième lancement consécutif sans échec. Le risque doit être réduit au minimum et il est essentiel de vérifier la conformité des pièces fabriquées à un niveau de détail de l’ordre de quelques microns. Astrium a adopté le microscope numérique VHX-600 de Keyence afin de caractériser des surfaces de pièces.
« Nous avons à analyser des pièces de grandes dimensions en déplaçant les appareils de mesures. Pour ceci, il nous était nécessaire de disposer d’un outil plus commode, tout en offrant une grande résolution », explique Jean-Christophe PASQUET, ingénieur caractérisation.
Les pièces contrôlées sont des composites de différents matériaux : fibres de carbone, fibres de verre, résine, caoutchouc, revêtement primaire, revêtement anti-oxydation. Les anomalies recherchées sont les piqûres d’oxydation, ou à l’inverse les boursoufflures de surface, les défauts de vulcanisation, les défauts d’arrangement des fibres. Il s’agit donc de mesures de forte précision.
« Avec le microscope numérique VHX-600 de Keyence, nous disposons de cet outil très complémentaire à nos autres moyens d’analyse comme les microscopes à balayage électronique, nous pouvons déplacer l’appareil et la caméra sur l’étendu de la pièce et obtenir des images qui nous sont très utiles rapidement, sans grand travail de préparation. Nous réalisons des observations jusqu’à 500x, mais un gros point fort de cet équipement est le traitement numérique de l’image. Nous disposons ainsi des profondeurs de champs, on peut bouger modifier avec une grande amplitude l’objectif et surtout on évite les phénomènes de reflets qui masqueraient certaines particularités», ajoute Jean-Christophe PASQUET.
Les traitements numériques intégrés du VHX-600 permettent effectivement de s’affranchir des problèmes de réfléchissements. Son traitement HDR 16 bits (codage 16 bits par pixel) permet la restitution d’images plus facilement exploitables. La caméra capture des images multicolores sous différentes luminosités, tout en changeant la vitesse d’obturation. Elle génère ainsi une image caractérisée par des données d’échelle de couleurs de niveau élevé. La plage des luminosités pouvant être obtenues s’élargit ; cela permet de reproduire fidèlement une cible malgré un halo et d’obtenir des images détaillées de zones à faibles nuances de couleurs.
En outre, le VHX-600 permet une observation 3D claire avec une résolution de 54 millions de pixels. Il offre une profondeur de champ très supérieure à celle des microscopes optiques. Ainsi, le VHX-600 peut observer précisément une cible (même avec une grande différence de hauteur) qui ne pourrait pas être mise au point avec les microscopes classiques. L’observation peut aussi être effectuée selon tous les angles : il est possible d’observer une cible en tenant l’objectif à la main ou en le montant sur le support. Le gain de temps est important : le nombre d’étapes requises pour l’observation, y compris la mise au point, est considérablement réduit.
Ces avancées sont rendues possibles grâce au procédé D.F.D. (profondeur par évaluation du flou). Il permet de construire des images 3D précises à partir de la détection des flous, correspondant à des différences de distance de l’optique. Un nouvel algorithme de stéréogramme permet d’acquérir les changements de texture subtils afin d’estimer la hauteur de la cible. Le procédé D.F.D. (profondeur par évaluation du flou) analyse le degré de flou d’une image 2D afin d’en déduire des informations concernant la profondeur. Même lorsqu’il n’est pas possible de capturer une image parfaitement nette, la hauteur peut être déterminée par calcul et une image 3D de synthèse est alors créée à partir d’une quantité de données d'image d’échantillonnage moindre qu’avec les procédés traditionnels. L’analyse est plus efficace puisqu’il n’y a plus besoin de capturer des images à toutes les positions de mise au point.
« Avec le microscope numérique VHX-600, les observations sont plus rapides et adaptées aux pièces de grandes dimensions, et parfois plus fiable, notamment lorsque l’on traite des cibles réfléchissantes. Nous continuons à utiliser bien entendu les microscopes à balayage électronique, qui offrent des précisions de l’ordre du nano, mais sans doute pour des analyses plus ciblées », conclut Jean-Christophe PASQUET.
No. 1 européen et no. 3 mondial de l’industrie spatiale, Astrium rassemble 15 000 hommes et femmes présents dans cinq pays: Allemagne, France, Espagne, Pays-Bas et Royaume-Uni. Garant de l’accès européen à l’espace et leader incontournable du transport spatial, des systèmes satellitaires et des services spatiaux, Astrium est un des acteurs clés depuis 40 ans des programmes Ariane, Station Spatiale Internationale, Envisat ou Mars Express. Astrium est une filiale à 100 % d’EADS, un leader mondial de l’aérospatial, de la défense et des services associés.
Les pièces contrôlées sont des composites de différents matériaux : fibres de carbone, fibres de verre, résine, caoutchouc, revêtement primaire, revêtement anti-oxydation. Les anomalies recherchées sont les piqûres d’oxydation, ou à l’inverse les boursoufflures de surface, les défauts de vulcanisation, les défauts d’arrangement des fibres. Il s’agit donc de mesures de forte précision.
« Avec le microscope numérique VHX-600 de Keyence, nous disposons de cet outil très complémentaire à nos autres moyens d’analyse comme les microscopes à balayage électronique, nous pouvons déplacer l’appareil et la caméra sur l’étendu de la pièce et obtenir des images qui nous sont très utiles rapidement, sans grand travail de préparation. Nous réalisons des observations jusqu’à 500x, mais un gros point fort de cet équipement est le traitement numérique de l’image. Nous disposons ainsi des profondeurs de champs, on peut bouger modifier avec une grande amplitude l’objectif et surtout on évite les phénomènes de reflets qui masqueraient certaines particularités», ajoute Jean-Christophe PASQUET.
Les traitements numériques intégrés du VHX-600 permettent effectivement de s’affranchir des problèmes de réfléchissements. Son traitement HDR 16 bits (codage 16 bits par pixel) permet la restitution d’images plus facilement exploitables. La caméra capture des images multicolores sous différentes luminosités, tout en changeant la vitesse d’obturation. Elle génère ainsi une image caractérisée par des données d’échelle de couleurs de niveau élevé. La plage des luminosités pouvant être obtenues s’élargit ; cela permet de reproduire fidèlement une cible malgré un halo et d’obtenir des images détaillées de zones à faibles nuances de couleurs.
En outre, le VHX-600 permet une observation 3D claire avec une résolution de 54 millions de pixels. Il offre une profondeur de champ très supérieure à celle des microscopes optiques. Ainsi, le VHX-600 peut observer précisément une cible (même avec une grande différence de hauteur) qui ne pourrait pas être mise au point avec les microscopes classiques. L’observation peut aussi être effectuée selon tous les angles : il est possible d’observer une cible en tenant l’objectif à la main ou en le montant sur le support. Le gain de temps est important : le nombre d’étapes requises pour l’observation, y compris la mise au point, est considérablement réduit.
Ces avancées sont rendues possibles grâce au procédé D.F.D. (profondeur par évaluation du flou). Il permet de construire des images 3D précises à partir de la détection des flous, correspondant à des différences de distance de l’optique. Un nouvel algorithme de stéréogramme permet d’acquérir les changements de texture subtils afin d’estimer la hauteur de la cible. Le procédé D.F.D. (profondeur par évaluation du flou) analyse le degré de flou d’une image 2D afin d’en déduire des informations concernant la profondeur. Même lorsqu’il n’est pas possible de capturer une image parfaitement nette, la hauteur peut être déterminée par calcul et une image 3D de synthèse est alors créée à partir d’une quantité de données d'image d’échantillonnage moindre qu’avec les procédés traditionnels. L’analyse est plus efficace puisqu’il n’y a plus besoin de capturer des images à toutes les positions de mise au point.
« Avec le microscope numérique VHX-600, les observations sont plus rapides et adaptées aux pièces de grandes dimensions, et parfois plus fiable, notamment lorsque l’on traite des cibles réfléchissantes. Nous continuons à utiliser bien entendu les microscopes à balayage électronique, qui offrent des précisions de l’ordre du nano, mais sans doute pour des analyses plus ciblées », conclut Jean-Christophe PASQUET.
No. 1 européen et no. 3 mondial de l’industrie spatiale, Astrium rassemble 15 000 hommes et femmes présents dans cinq pays: Allemagne, France, Espagne, Pays-Bas et Royaume-Uni. Garant de l’accès européen à l’espace et leader incontournable du transport spatial, des systèmes satellitaires et des services spatiaux, Astrium est un des acteurs clés depuis 40 ans des programmes Ariane, Station Spatiale Internationale, Envisat ou Mars Express. Astrium est une filiale à 100 % d’EADS, un leader mondial de l’aérospatial, de la défense et des services associés.
