Jeudi 24 novembre 2022, Safouane el Ghazouali soutiendra sa thèse de doctorat portant sur le développement d’une chaîne de métrologie traçable pour la mesure 3D de pièces complexes et de grande taille avec un système stéréo.
Les travaux ont été menés au sein de l’équipe dimensionnelle du Laboratoire Commun de Métrologie LNE-CNAM (LCM).
L’objectif de ce travail était d’étudier et développer un système de vision tridimensionnelle couplé à un système de déplacement, pour la mesure sans contact de pièces mécaniques.
Résumé de la thèse
Ce travail de thèse est destiné à contribuer au développement d’un système de vision 3D, couplé à un système de déplacement, pour la mesure sans contact de pièces mécaniques complexes. Contrairement aux machines de mesures 3D tactiles, les systèmes de vision 3D permettent de fournir un nuage de point dense en un temps quasi réel. Les opérations de mesure 3D, initialement réalisées sur des pièces simples, ont été étendues à des surfaces complexes pour répondre aux nouveaux besoins industriels en matière d'automatisation de la mesure en ligne, selon les besoins de l'industrie du futur (ou Industrie 4.0). Dans le cadre du projet EMPIR 17IND03-LaVA, le LNE a contribué la mise en œuvre d'un système de mesure multi-caméras (de photogrammétrie/lumière structurée) traçable à la définition SI du mètre. La combinaison du système de cameras-projecteur avec un robot industriel constitue le système de mesure complet destiné à des opérations de scanning 3D en ligne sur des pièces mécaniques complexes de grands volumes.
L'étalonnage des systèmes de vision 3D, réalisé dans le cadre du projet de thèse, représente une étape cruciale pour aboutir à des mesures traçables. Il permet aussi d'obtenir des informations nécessaires à la triangulation. Dans ce contexte, les techniques d'étalonnage ont été étudiées, et une nouvelle méthode d'optimisation permettant d'améliorer l'exactitude de l'étalonnage a été proposée. Ensuite, l'étalonnage du système de vision 3D est réalisé par l’intermédiaire d’un étalon matériel mesuré avec une machine traçable, permettant de raccorder notre système de vision à la chaine de traçabilité SI du mètre.
Enfin, une pièce mécanique complexe de grand volume, similaire à celles utilisées dans l'aéronautique, a été développée et étalonnée sur une machine traçable Zeiss UPMC Carat. Cet étalon est utilisé pour l’évaluation des performances métrologiques du système de vision 3D. Une stratégie de scan a également été proposée pour couvrir toute la surface de la pièce. Cela implique de numériser plusieurs zones de la pièce individuellement et de fusionner les mesures dans un même référentiel à l'aide de techniques d’alignement. Des algorithmes de traitement et de fusion de données 3D ont été implémentés. Le résultat de mesure obtenu en termes de résidus (150 μm) est très encourageant.
Date et lieu de soutenance
Date : jeudi 24 novembre 2022 à 13h00
Lieu : Amphithéâtre Carpentier du CNAM Saint-Denis, 61 rue du Landy 93200 Saint-Denis