Morphométrie des Surfaces

Unités de Recherche impliquées : MSMP-Lille, LGCgE-Lille et Douai, IEMN-Lille

La morphométrie des surfaces vise à étudier et analyser la topographie et éventuellement la position d'une surface. L’échelle verticale peut aller du nanomètre au micromètre sur respectivement des surfaces de l’ordre de la dizaine de micromètres carrés, typique des microscopes à champ proche jusqu’au mètre pour des grands objets. Les longueurs d’onde couvrent toute la gamme de la microrugosité à la forme. Les techniques de mesure peuvent impliquer un contact ou non.

 

Notre approche est caractérisée par trois axes :

   Un premier axe concerne la traçabilité métrologique entre les indications fournies et les étalons nationaux, ce qui implique l’évaluation des incertitudes. Notre approche s’appuie en particulier sur la notion de

« machine virtuelle ». Ce concept consiste à développer un programme informatique qui représente le processus réel au plus près de la physique possible tant dans la phase d’étalonnage que dans la phase de mesure puis d’utiliser ce programme comme le cœur d’un processus de Monte-Carlo. Ceci implique évidemment l’étude individuelle de chaque source d’incertitudes. Cette approche fait l’objet de travaux en métrologie dans le domaine de la machine à mesurer tridimensionnelle et de la métrologie optique en stéréovision. On prévoit de la décliner dans le domaine de l’indentation.

   Un second axe concerne le développement de méthodes visant à caractériser les surfaces en lien avec le processus physique qui les a générées et avec la fonctionnalité à laquelle elles sont destinées. Notre approche consiste à rechercher les paramètres pertinents soit par des cribles statistiques ou en s’appuyant sur les processus physiques impliqués. Cette approche liée au processus physique est un axe de progrès important. Nous développons le concept de Procédé Métrologiquement Assisté avec le SPIF (Single Point Incremental Forming) comme application structurante car ce procédé de prototypage concurrent de l’emboutissage pour des pièces uniques ou en très petites séries conduit à la question de la maîtrise de la forme comme du matériau.

   Le troisième axe concerne la fusion de données. Cet axe doit être considéré comme structurant en ce sens qu’il s’agit de consolider les informations de différents processus de métrologie que ce soit en termes de forme ou d’essais mécaniques. Il s’agit soit d’accéder à des grandeurs soit de diminuer les incertitudes sur une grandeur. Le Small Punch Test est un exemple significatif. La forme de l’éprouvette après essai, à conditions de ne pas aller jusqu’à la rupture, doit permettre de diminuer les incertitudes dans le processus d’identification du modèle voire de permettre d’aborder des modèles à plus de deux paramètres sans induire d’incertitudes exagérées.

Nos travaux bénéficient d’un plateau technique de haut niveau tant en micro-géométrie qu’en macro-géométrie installé dans un laboratoire climatisé de haute qualité.