La métrologie des grands volumes (LVM) est un point critique dans de nombreuses industries à forte valeur ajoutée où l'UE est compétitive à l'échelle mondiale (aéronautique, automobile, génie civil, énergie et production d'électricité). Le but ultime pour de nombreux utilisateurs finaux LVM est un équivalent intérieur du GNSS.

Objectifs

  • Développer un nouveau système de télémétrie, basé sur le même principe que celui développé dans le projet européen LaVA pour la mesure de position beaucoup plus rapide et automatisé
  • Coupler le système de multilatération à un système de photogrammétrie afin de vérifier ce dernier de façon autonome tandis que le système de photogrammétrie communiquera au système de multilatération une position approximative qui permettra aux têtes de mesure de viser la même cible automatiquement
  • Installer l’ensemble du système sur un robot câble de grande dimension afin d’instrumenter ce robot pour améliorer l’exactitude de positionnement et atteindre une incertitude de positionnement meilleure que 100 µm dans tout le volume de travail

Résumé et premiers résultats

La métrologie des grands volumes (LVM) - la mesure de la taille, de l'emplacement, de l'orientation et de la forme de grands objets, assemblages ou dispositifs à grand volume de travail (par exemple les grandes machines-outils ou le déplacement d’outils robotisés dans de grands hangars de fabrication) - est un élément clé dans de nombreuses industries à forte valeur ajoutée où l'UE est compétitive à l'échelle mondiale.

Beaucoup de ces industries évoluent vers des approches dites de fabrication avancée telles que le fonctionnement « Usine 4.0 / Industrie 4.0 », en utilisant le cloud computing, l'IA et les systèmes cyber-physiques. L’idéal pour de nombreux utilisateurs finaux LVM est un équivalent intérieur du GNSS - « positionnement global intérieur ».

Dans le cadre du projet européen DynaMITE (Dynamic applications of large volume metrology in industry of tomorrow environments) le LCM développera un système de mesure de position de haute exactitude basé sur un prototype de mesure par multilatération pour de grands volumes. Ce système sera couplé à un système de photogrammétrie qui sera développé par un partenaire du laboratoire (University College London) et qui permettra des mesures de position dynamique d’une cible.

Ces deux systèmes couplés permettront des mesures de position pendant le déplacement de la cible (à une fréquence de 100 Hz) et des mesures de position très exactes (incertitude meilleure que 100 µm) grâce au système de multilatération. Cet ensemble métrologique pour les grands volumes sera installé, en guise de démonstrateur, sur un robot câble de grande dimension au LIRMM (Laboratoire d'Informatique, de Robotique et de Microélectronique de Montpellier). Le système de mesure permettra une rétroaction sur le robot pour contrôler son déplacement dans le volume.

Impacts scientifiques et industriels

  • Adoption des résultats du projet européen par les communautés industrielles et autres utilisateurs, en tant que facilitateurs de métrologie pour la numérisation de l'industrie européenne pour la production / maintenance / réparation / révision de gros articles (par exemple dans l'aérospatiale, l'automobile, le nucléaire civil, l'énergie éolienne, les usines robotiques) en particulier ceux travaillant en assemblage mobile flexible ou sans ligne.
  • Le projet soutient directement le développement de capacités de métrologie dans les plus petits laboratoires nationaux de métrologie, qui peuvent ainsi acquérir l'expérience des recherches des autres laboratoires. L'inclusion de plusieurs partenaires externes renforce l'interaction entre la métrologie et les communautés non-NMI.
  • Un impact est attendu sur les normes, car les connaissances provenant d'autres domaines de métrologie physique du projet influenceront à terme les mises à jour des normes de spécification lors de leur prochaine mise à jour. Par ailleurs, les résultats du projet généreront des données et des connaissances traçables qui pourront conduire à de nouveaux efforts de normalisation.
  • Les impacts économiques, sociaux et environnementaux à plus long terme sont principalement entre les mains des utilisateurs finaux.

Partenaires

NPL (Royaume-Uni)

GUM (Pologne)

PTB (Allemagne), RISE (Suède)

VTT (Finlande)

IDEKO (Espagne)

RWTH (Allemagne)

UBATH (Royaume-Uni)

UCL (Royaume-Uni)

LIRMM (France)

Publications

ALASONATI E., CAEBERGS T., PÉTRY J., SEBAÏHI N., FISICARO P., FELTIN N., “Size measurement of silica nanoparticles by Asymmetric Flow Field-Flow Fractionation coupled to Multi-Angle Light Scattering: A comparison exercise between two metrological institutes”, Journal of Chromatography A, 2021, 1638, 461859, DOI: 10.1016/j.chroma.2020.461859.

AREZKI Y., SU R., HEIKKINEN V., LEPRETE F., POSTA P., BITOU Y., SCHOBER C., MEHDI-SOUZANI C., ALZAHRANI B.A.M., ZHANG X., KONDO Y., PRUSS C., LEDL V., ANWER N., BOUAZIZI M.L., LEACH R., NOUIRA H., “Traceable Reference Full Metrology Chain for Innovative Aspheric and Freeform Optical Surfaces Accurate at the Nanometer Level”, Sensors, 2021, 21, 1103, DOI: 10.3390/s21041103.

CHAMI K., FELTIN N., GAFFET E., LACOUR S., LASSUS M., LE BIHAN O., NIAUDET A., RICAUD M., NESSLANY F., « Les nanomatériaux manufacturés dans l’environnement professionnel : un aperçu de l’état de l’art », Archives des maladies professionnelles et environnement, 2020, vol. 82, 51, DOI: 10.1016/j.admp.2020.07.003.

CROUZIER L., FELTIN N., DELVALLEE A., « Métrologie hybride AFM/SEM pour mesurer la dimension de nanoparticules », Techniques de l’ingénieur, 2020, R 6 737.

GAIE-LEVREL F., BAU S., BREGONZIO-ROZIER L., PAYET R., ARTOUS S., JACQUINOT S., GUIOT A., OUF F.-X., BOURROUS S., MARPILLAT A., FOULQUIER C., SMITH G., CRENN V., FELTIN N., “An intercomparison exercise of good laboratory practices for nano-aerosol size measurements by mobility spectrometers”, J Nanopart Res, 2020, 22 103, DOI: 10.1007/s11051-020-04820-y.

GUILLARD A., GAULTIER E., CARTIER C., DEVOILLE L., NOIREAUX J., CHEVALIER L., MORIN M., GRANDIN F., COMÉRA C., CAZANAVE A., DE PLACE A., GAMBIER S., GAYRARD V., BACH V., CHARDON K., BEKHTI N., ADEL-PATIENT K., VAYSSIÈRE C., FISICARO P., FELTIN N., DE LA FARGE F., PICARD-HAGEN N., LAMAS B., HOUDEAU E., “Basal Ti level in the human placenta and meconium and evidence of a materno-foetal transfer of food-grade nanoparticles in humans in an ex vivo placental perfusion model”, Particle and Fibre Toxicology, 2020, 17, 51, DOI: 10.1186/s12989-020-00381-z.

GUILLORY J., TRUONG D., WALLERAND J.-P., “Assessment of the mechanical errors of a prototype of an optical multilateration system”, Review of Scientific Instruments, 2020, 91, 025004, DOI: 10.1063/1.5132933

GUILLORY J., TRUONG D., WALLERAND J.-P., “Uncertainty assessment of a prototype of multilateration coordinate measurement system”,  Precision Engineering, November 2020, volume 66, 496-506, DOI: 10.1016/j.precisioneng.2020.08.002

LANEVSKI D., MANOOCHERI F., VASKURI A., HAMEURY J., KERSTING R., MONTE C., ADIBEKYAN A., KONONOGOVA E., IKONEN E., "Determining the shape of reflectance reference samples for curved surface reflectors”, Meas. Sci. Technol., 2020, 31, 054010, DOI : 10.1088/1361-6501/ab68bf

LÖSCHNER, K., LÓPEZ-SANZ, S., DEVOILLE, L., & NOIREAUX, J., “Analysis of titanium dioxide nanoparticles in food by triple quadrupole and high resolution ICP-MS in single particle mode”, In European Winter Conference on Plasma Spectrochemistry 2019 - Book of abstracts, février 2019, 261-261.

MCGUIGAN S., ARGUELLES A., OBATON A-F., DONMEZ A., RIVIÈRE J., PARISA S., “Resonant ultrasound spectroscopy for quality control of geometrically complex additively manufactured components”, Additive Manufacturing, 2021, 39, 101808, ISSN 2214-8604, DOI: 10.1016/j.addma.2020.101808.

MORAN-MEZA J. A., DELVALLEE A., ALLAL D., PIQUEMAL F., “A substitution method for nanoscale capacitance calibration using scanning microwave microscopy”, Meas. Sci. Technol., 2020, 31, 07400, DOI: 10.1088/1361-6501/ab82c1.

OBATON A.-F., BUTSCH B., CARCREFF E., LAROCHE N., TARR J., DONMEZ A., “Efficient Volumetric Non-Destructive Testing Methods for Additively Manufactured Parts”, Welding in the World, 2020, Vol.64, Issue 8, 1417–1425, DOI: 10.1007/s40194-020-00932-0.

OBATON A., BUTSCH B., MCDONOUGH S., CARCREFF E., LAROCHE N., GAILLARD Y., TARR J. B., BOUVET P., CRUZ R., DONMEZ A., “Evaluation of Nondestructive Volumetric Testing Methods for Additively Manufactured Parts”, in N. Shamsaei, S. Daniewicz, N. Hrabe, S. Beretta, J. Waller, & M. Seifi, Structural Integrity of Additive Manufactured Parts, 2020, 51-91, DOI: 10.1520/STP162020180099.

OBATON A.-F., GOTTLIEB KLINGAA C., RIVET C., MOHAGHEGH K., BAIER S., LASSON ANDREASEN J., CARLI L., DE CHIFFRE L., “Reference standards for XCT measurements of additively manufactured parts”, 10th Conference on Industrial Computed Tomography, 2020, Wels, Austria.

OBATON A-F., WANG Y., BUTSCH B., HUANG Q. A, “A non-destructive resonant acoustic testing and defect classification of additively manufactured lattice structures”, Weld World, 2021, 65, 361–371, DOI: 10.1007/s40194-020-01034-7

SILVESTRI Z., BENTOUATI D., OTAL P., WALLERAND J-P, “Towards an improved helium-based refractometer for pressure measurements”, ACTA IMEKO, 2020, 9. Jg., Nr. 5, S. 305-309, DOI: 10.21014/acta_imeko.v9i5.989

TOGUEM S.-C. T., MEHDI-SOUZANI C., NOUIRA H., ANWER N., “Axiomatic design of customised additive manufacturing artefacts”, Paper presented at the Procedia CIRP, 2020, 91 899-904, DOI: 10.1016/j.procir.2020.02.246.

WILBIG J., BORGES DE OLIVEIRA F., OBATON A-F., SCHWENTENWEIN M., RÜBNER K., GÜNSTER J., “Defect Detection in Additively Manufactured Lattices”, Open Ceramics, 2020, 100020, DOI: 10.1016/j.oceram.2020.100020.

ZHU Z., AREZKI Y., CAI N., MEHDI-SOUZANI C., ANWER N., NOUIRA H., “Data fusion-based method for the assessment of minimum zone for aspheric optics”, Computer-Aided Design and Applications, 2020, 18(2), 309-327, DOI: 10.14733/cadaps.2021.309-327.

Communications

HIMBERT M., « La révision du Système international d’unités », Lyon, 28 janvier 2020

HIMBERT M., « Des constantes qui battent la mesure », journée au Centre national de la recherche scientifique et technique, CNRST Rabat - Maroc, 12 février 20.

HIMBERT M., « Des références pour un monde quantique », journée à l’Onera, Palaiseau, 10 mars 20.

OBATON A-F., « "Dans l'impression 3D, il y a un réel besoin de certification pour les pièces critiques", estime Anne-Françoise Obaton, du LNE », L’usine Nouvelle, mai 2020

EL GHAZOUALI, S., VISSIERE, A., NOUIRA, H., “A metrologic approach for camera calibration using traceable artefact”, Proceedings of the 20th International Conference of the European Society for Precision Engineering and Nanotechnology, EUSPEN 2020, 8-12 juin 2020, 327-328.

TOGUEM S.-C. T., VISSIERE A., MEHDI-SOUZANI C., DAMAK M., ANWER N., NOUIRA H., “A new sub-nanometer error separation technique”, Proceedings of the 20th International Conference of the European Society for Precision Engineering and Nanotechnology, EUSPEN 2020, 8-12 juin 2020, 285-288.

OBATON A-F., « Du contrôle à la mesure pour la FA », Micronora, 22-25 septembre 2020, conférence virtuelle.

OBATON A-F., « Contrôle volumique des pièces réalisées en FA fusion laser sur lit de poudre », Webinaires JT Membres de l’Institut de Soudure Qualité, contrôle et propriétés des pièces obtenues par FA, 6-8 octobre 2020, conférence virtuelle.

DELVALLÉE A., FLEURENCE N., DEVOILLE L., MORAN J., PIQUEMAL F., DUCOURTIEUX S., FELTIN N., SCHOPFER F., “Supporting industrialization of graphene and related materials through reliable and accurate measurement services”, Graphene 2020 - Industrial Forum, 19-23 octobre 2020, évenement virtuel.

OBATON A-F, “Capabilities of resonant ultrasound spectroscopy methods to evaluate the quality of additively manufactured complex parts”, ASTM International Conference on AM ICAM 2020, 17-19 novembre 2020, conférence virtuelle.

FELTIN N., CROUZIER L., DUCOURTIEUX S., DELVALLÉE A., “Traceability and concept of the hybrid metrology for measuring the size of complex-shaped 3-dimensional nano-objects”, SFμ – junior, Toulouse, 18-20 novembre 2020.

HIMBERT M., juré des journées du CHEDE, « Mesurer la confiance, moteur pour l’économie », IGPDE, visioconférence, 26-27 novembre 20.

MIMOUNE K., GUILLORY J., GUIANVARC’H C., PLIMMER M., “Acoustic system for average temperature measurement in an industrial environment”, e-Forum acousticum 2020, 7-11 décembre 2020.

DELVALLEE A., DUCOURTIEUX S., CROUZIER L., OULALITE M., « correlating AFM, SEM & EDX data for nanoparticle analysis », Newsletter pour Digital Surf, Surface Newsletter – Fall Edition 2020.

DUCOURTIEUX S., “Is there a shared ingredient between your sun cream and ice cream?”, billet de blog sur la page internet d’Oxford Instrument, https://nano.oxinst.com/library/blog/how-to-study-nanoparticles

Publications

BOUDERBALA K., NOUIRA H., VIDECOQ E., GIRAULT M. AND PETIT D., “MIM, FEM and experimental investigations of the thermal drift in an ultra-high precision set-up for dimensional metrology at the nanometre accuracy level”, Applied Thermal Engineering, 24, 2016,  491-504, DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2015.09.092

BOUDERBALA K.  AND NOUIRA H., “FEM and experimental investigation of the thermal drift in ultra-high precision measuring machines for dimensional metrology”, Measurement, 90, 2016, 250-264, DOI: 10.1016/j.measurement.2016.04.064

BOUDERBALA K., NOUIRA H., VIDECOQ E., AND GIRAULT M., “Experimental thermal regulation of an ultra-high precision metrology system by combining Modal Identification Method and Model Predictive Control”, Applied Thermal Engineering (IF: 3.043), 104, 2016, 504-515, DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2016.05.085

BOSCHER N., OBATON A.-F., CHOQUET P., AND DUDAY D., “Liquid-assisted plasma-enhanced chemical vapor deposition of α-Cyclodextrin/PDMS composite thin film for the preparation of interferometric sensors – Application to the detection of benzene in water” Journal of Nanoscience and Nanotechnology, 16, 2016, 10097-10103, DOI: 10.1166/jnn.2016.12846

DUBARD J., GUIMIER S., VALIN T. ET OBATON A. F. ET BUTEAU F., « Spectroradiométrie UV : application au contrôle des cabines de bronzage », RFM, 42, 2016, 45-54, DOI : 10.1051/rfm/2016010

GUILLORY J., SMID, R.  GARCIA-MARQUEZ J., TRUONG D., ALEXANDRE C. ET. WALLERAND J-P, “High resolution kilometric range optical telemetry in air by RF phase measurement”. Review of Scientific Instruments, (RSI),  87, issue 7, Juillet 2016, DOI: 10.1063/1.4954180

OBATON A.-F., « Contrôles et mesures, un nouvel enjeu pour la fabrication additive », magazine a3Dm, 1, 2016,  32-34

OBATON A.-F, « La maîtrise du processus de fabrication additive est un véritable enjeu pour les industriels », Tribune de L’Usine Nouvelle, publié le 27 mars 2016.

OBATON A.-F., « Les ondes térahertz, une alternative prometteuse aux méthodes classiques de CND », magazine a3Dm, 3, 2016,  48-50,

OBATON A.-F., « Maitrise du processus de fabrication additive : un véritable enjeu pour les industriels », Enjeux, 367, 2016, 09

PERRAUD J.B., OBATON A.F., BOU-SLEIMAN J., RECUR B., BALACEY H., DARRACK F.,  GUILLET J.P. AND MOUNAIX P., “THz imaging and tomography as efficient instruments for testing polymer additive manufacturing objects”, Applied Optics, 55, Issue 13, 2016, 3462-3467 , DOI: 10.1364/AO.55.003462

RENARD P., OBATON A.-F., « Quels enjeux métrologiques pour la fabrication additive ? », DeviceMed, publié le 26 avril 2016.

SANDERS R., NOUIRA H., ANWER N., MEHDI-SOUZANI C., “Improved curvature-based registration methods for high-precision dimensional metrology”, Journal of the International Societies for Precision Engineering and Nanotechnology, 46,  2016,  232-242, DOI: 10.1016/j.precisioneng.2016.05.002

VIPREY F., NOUIRA H., LAVERHNE S.  AND TOURNIER C., “Novel multi-features bar design for machine tools geometric errors identification”, Journal of the International Societies for Precision Engineering and Nanotechnology, 46, 2016, 323-338, DOI: 10.1016/j.precisioneng.2016.06.002

ZAWRAHA M. F., GADO R. A., FELTIN N., DUCOURTIEUX S., DEVOILLE L. « Recycling and utilization assessment of waste fired clay bricks (Grog) with granulated blast-furnace slag for geopolymer production », Process Safety and Environmental Protection, 103, Part A, 2016, 237-251 DOI: 10.1016/j.psep.2016.08.001

 

Communications

FELTIN N., « CARMEN: Développement d’une plate-forme dédiée à la métrologie des nanoparticules », Réseau Publique des Contaminants, INERIS, Janvier 2016.

RANTOSON R., NOUIRA H., ANWER N., MEHDI-SOUZANI C., “Curvature Based-Methods for Automatic Coarse and Fine Registration in Dimensional Metrology”, 18th International Conference on Precision Engineering, Dubai, UAE 28 - 29 January 2016

BOUDERBALA K., NOUIRA H., VIDECOQ E., GIRAULT M., PETIT D.,” MIM and Experimental Studies of the Thermal Drift in an Ultra-High Precision Instrument for Dimensional Metrology”, 18th International Conference on Precision Engineering, Dubai, UAE 28 - 29 January 2016.

VIPREY F., NOUIRA H., LAVERHNE S.  AND TOURNIER C., “Novel Hole-Bar Standard Design and Inter-Comparison for Geometric Errors Identification on Machine-Tool,” ICPE 2016: 18th International Conference on Precision Engineering, Dubai, UAE 28 - 29 January 2016.

OBATON A.-F., « Les contrôles pour la fabrication additive », APS Meetings, Lyon, France, 3 et 4 février 2016

Y. BOUKELLAL, S. DUCOURTIEUX AND P. CERIA « Last advances in the development of the LNE metrological atomic force », Nanoscale, Wroclaw, Pologne, 9-11 mars 2016.

Y. BOUKELLAL, S. DUCOURTIEUX AND P. CERIA « Last advances in the development of the LNE metrological atomic force », Nanoscale, Wroclaw, Pologne, 9-11 mars 2016.

S. DUCOURTIEUX ET AL. « Intercomparison on AFM and SEM measurements of 2D gratings organized in the frame of the French Nanometrology club », Nanoscale, Wroclaw, Pologne, 9-11 mars 2016.

S. DUCOURTIEUX ET AL. « Modeling of a metrological AFM interferometric position measurement system to determine its measurement uncertainty », Nanoscale, Wroclaw, Pologne, 9-11 mars 2016.

VIPREY F., NOUIRA H., LAVERHNE S.  AND TOURNIER C., “Inter-comparison on multi-feature bar calibration for determining machine-tool geometric errors”, Lamdamap 12th International Conference and Exhibition, Renishaw Innovation Centre, UK, 15th - 16th March 2016

GUILLORY J., WALLERAND J-P., TRUONG D., ALEXANDRE C. ET SMID R., “Kilometric-range distance measurements with air refractive index compensation”. 3rd Joint International Symposium on Deformation Monitoring (JISDM), Vienne, Autriche, 30 March - 1 April 2016

POLLINGER F., ASTRUA M., BAUCH A., BERGSTRAND S., BHATTACHARYA N., BOSNJAKOVIC A., EUSEBIO L., FRANCESE C., B. ORRES G., GUILLORY J., HIETA T., HOMANN C., JOKELA J., KALLIO U., KERSTEN T., KOIVULA H., KRAWINKEL T., KUHLMANN H., KUPKO V., LESUNDAK A., LEUTE J., MARQUES F., MEINERS-HAGEN K., MERIMAA M., MILDNER J., NIEMEIER W., NEYEZHMAKOV P., PELLEGRINO O., PIRES C., POUTANEN M., SARAIVA F., SCHÖN S., TENGEN D., VAN DEN BERG S. A., WALLERAND J-P., ZIMMERMANN F.  ET ZUCCO M., “JRP SIB60, “Metrology for Long Distance Surveying” - a Concise Survey on Major Project Results”. 3rd Joint International Symposium on Deformation Monitoring (JISDM), Vienne, Autriche, 30 March - 1 April 2016,

OBATON A.-F, SABLAN B., « Quels sont les enjeux métrologiques dans la fabrication additive ?  », Webinar, 1 avril 2016.

WALLERAND J-P., GUILLORY J., TRUONG D., ALEXANDRE C., « Air index compensation for absolute distance measurements », workshop luminar, Teddington, NPL, 18 Mai 2016

FELTIN N. « Nanométrologie : vers une fiabilisation des mesures de nanoparticules », NanoMines, mai 2016.

DEVOILLE L., « Mesure de taille de nanoparticules en solution par DLS », Nanomines, Mai 2016.

GUILLORY J., TRUONG D., ALEXANDRE C., AZOUIGUI S., ET WALLERAND J-P., “Télémétrie optique à deux Longueurs d’onde”, Journée du Club Optique et Micro-ondes (JCOM), Nice, 10 Juin 2016

ZONGO F., OBATON A.-F., BAUSTERT E., « Recherche de méthodes de routine pour caractériser les pièces personnalisées réalisées en masse par fabrication additive », Assises Européennes de la fabrication additive de l’AFPR, Chatenay Malabry, France, 21-23 juin 2016

DUCOURTIEUX S. « Développement de substrats marqués pour la relocalisation de nanoparticules sur différents microscopes (AFM, MEB) », Journée thématique repositionnement Relocalisation, Institut Pasteur, Paris, France, 29 juin 2016.

 

PERRAUD J.B., OBATON A.F., BOU-SLEIMAN J., RECUR B., BALACEY H., DARRACQ F., GUILLET J.P. AND MOUNAIX P,"Tomography and image processing for polymer additive manufacturing characterization”, 41st International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz waves (IRMMW-THz), Copenhagen, Denmark, 25-30 September 2016.

OBATON A.-F., « La fabrication additive et les nouveaux défis pour la mesure de pièces », Micronora, Besançon, 27 au 29 septembre 2016.

FELTIN N., FAVRE G., DEVOILLE L., CHIVAS C., BEN DIHAB I., « Métrologie des nanomatériaux dans les matrices alimentaires », R31, Septembre 2016.

FELTIN N., BEN DIHAB I., CHIVAS C., DEVOILLE L., « Caractérisation de nano-particules au sein de matrices alimentaires », DIM Analytics, Octobre 2016.

OBATON A.-F., « Contrôle : nouvel enjeu pour la fabrication additive », 3D Print, Lyon, 4 et 5 octobre 2016. Table ronde

PERRAUD J.B., OBATON A.F., BOU-SLEIMAN J., RECUR B., BALACEY H., DARRACQ F., GUILLET J.P. AND MOUNAIX P., "Tomography and image processing for polymer additive manufacturing characterization”, 8th International Symposium on Ultrafast Phenomena and Terahertz Waves, Chongqing, China, 10-12 October 2016.

FELTIN N., « Améliorer la faisabilité industrielle de la production des nanomatériaux : mise à la disposition des PME d’outils méthodologiques pour la caractérisation métrologique des nano-objets », NANOSAFE, Novembre 2016.

DEVOILLE L., « NANOMET : Améliorer la faisabilité industrielle de la production des nanomatériaux », NANOSAFE, Novembre 2016.

FELTIN N., LEPAGE H., « NANOMET: Besoins des PME concernant les mesures de nanomatériaux », NANOSAFE, Novembre 2016.

OBATON A.-F., « Fabrication additive et tomographie », JT AIP-PRIMECA, Cachan, 1 décembre 2016.

FELTIN N., BEN DIHAB I., CHIVAS C., DEVOILLE L., FAVRE G., « réglementation (alimentaire, cosmétique etc.) - Focus sur les besoins en caractérisation », 6ème rencontres du club nanométrologie, Paris, France, 1er décembre 2016.

DEVOILLE L. « Bilan du projet NANOMET », 6ème rencontres du club nanométrologie, Paris, France, 1er décembre 2016.

FELTIN N. « La métrologie des nanoparticules : vers une fiabilisation des mesures », Eurolab, Décembre 2016.

Publications

AROKIARAJ M.C., MENESSON E. and FELTIN N., ”Magnetic iodixanol – a novel contrast agent and its early characterization”, JMV-Journal de Médecine Vasculaire, 43, Issue 1, February 2018, Available online 18 December 2017, 10-19, DOI: 10.1016/j.jdmv.2017.11.002

CERIA P., DUCOURTIEUX S., BOUKELLAL Y., ALLARD A., FISCHER N. and FELTIN N., “Modelling of the X,Y,Z positioning errors and uncertainty evaluation for the LNE’s mAFM using the Monte Carlo method”, Measurement Science and Technology, 28, Janvier 2017, 034007; DOI: 10.1088/1361-6501/28/3/034007

DEVOILLE L., REVEL M., BATANA C., FELTIN N., GIAMBERINI L., CHATEL A., MOUNEYRAC C., “Combined influence of oxygenation and salinity on aggregation kinetics of the silver reference nanomaterial NM-300K”, Environmental Toxicology and Chemistry, 37, Issue4, 2017, 1007-1013, DOI: 10.1002/etc.4052

FELTIN N., DUCOURTIEUX S. and DELVALLEE A., “Metrology for the Dimensional Parameter Study of Nanoparticles: Protocols and Industrial Innovations”, In book: Metrology and Standardization of Nanotechnology, Janvier 2017, 197-210, DOI: 10.1002/9783527800308.ch10

OBATON, A.-F., FAIN J., DJEMAÏ, M., MEINEL, D., LÉONARD, F., MAHÉ,  E., LÉCUELLE, B., FOUCHET, J.-J., BRUNO, G. “In vivo XCT bone characterization of lattice structured implants fabricated by additive manufacturing”, Heliyion , 3, 8, august 2017,e00374, DOI: 10.1016/j.heliyon.2017.e00374

 

 

Communications

OBATON A-F, “Non-destructive volumetric control of additive manufactured parts: alternatives methods to X-ray tomography”, Special interest Group Meeting: Quality control for Additive Manufacturing, Euspen, 23rd- 24th January, Coventry 2017.

YASSIR AREZKI, CHARYAR MEHDI SOUZANI, XIANGCHAO ZHANG, NABIL ANWER HICHEM NOUIRA, présentation orale, « Recalage de données dense basé sur l'exploitation innovante des caractéristiques de courbures pour la métrologie dimensionnelle », Journées du Groupe de Travail en Modélisation Géomlètrique (GTMG), ENS Paris-Saclay, Cachan, 22-23 mars

OBATON A-F, “Overview of the European project MetAMMI : Metrology for additively manufactured medical implants”, CAM Young Ceramists Additive Manufacturing Forum, 23rd – 24th march, Berlin

FELTIN N., « Atelier : Atelier Catégoriser les nanomatériaux ? », NanoLille : Productions, activités et usages des « nanos » : les conditions de la confiance, mars 2017.

FELTIN N., FAVRE G., DEVOILLE L., « Analysis of NM in food products », Symposium JRC-DG SANTE Nanomaterials in Food - Reliability of measurement results (ISPRA), Avril 2017.

A-F. OBATON, M-Q. LÊ,B, V. PREZZA, D. MARLOT, P. DELVART, A. HUSKIC, S. SENCK, E. MAHÉ, C. CAYRON, “Investigation of new volumetric non-destructive techniques to characterise additive manufacturing parts” Proc. ICAM Metz, 17th-19th May,

 AREZKI, Y., MEHDI-SOUZANI, C., ZHANG, X., ANWER, N., NOUIRA, H. “A comparative study of curvature-based registration methods for dimensional metrology”, EUSPEN 17th international conference, Hannovre, Allemagne, 29 mai- 2 juin

WALLERAND J-P., presentation orale: “development of a new long range telemeter”, workshop “trends and developments in laser based distance metrology”, Lorentz Center, Leiden, Pay-Bas, du 29 mai au 2 juin 2017.

WALLERAND J-P., presentation orale: “Characterization of FP cavity for refractivity applications”, workshop trends and developments in laser based distance metrology, Lorentz Center, Leiden, Pays-Bas, du 29 mai au 2 juin 2017.

GUILLORY J., presentation orale: “Absolute distance measurements by two-colour systems: progress in the realization of the CNAM telemeter”, workshop “trends and developments in laser based distance metrology, Lorentz Center, Leiden, Pays-Bas, du 29 mai au 2 juin 2017.

CERIA P., DUCOURTIEUX S. « Développement d’un AFM virtuel pour l’évaluation du bilan d’incertitude de l’AFM métrologique du LNE » LIST (Luxembourg), 16 juin 2017.

OBATON A-F, CAYRON C., “Contrôle pièces”, Assise européen de la Fabrication additive, Chatenay-Malabry, 27-29 juin 2017

FELTIN N., « Table ronde : méthodes de métrologie », Journée d’atelier scientifique – Développement des nanomatériaux : évaluation et gestion des risques sanitaires et environnementaux, actualité des problèmes industriels, Institut Pasteur, juin 2017.

FELTIN N., « Métrologie dimensionnelle des nanoparticules et la plate-forme CARMEN », Observatoire des Micro- et Nanotechnologies, septembre 2017.

FELTIN N., « Table ronde : Quel progrès en mesure à l'échelle nano ? », CIM 2017, Paris (France), 19-21 septembre 2017.

DUCOURTIEUX S. « Validation of the French metrological Atomic Force Microscope for dimensional nanometrology applications », CIM 2017, Paris, France, 21 septembre 2017.

GUILLORY J., presentation orale: “Arpent: a new high accuracy long-range Absolute Distance Meter”, Conférence macroscale 2017, Espoo, Finland, 17-19 octobre 2017.

YASSIR AREZKI, presentation orale “Evaluation of Minimum Zone Fitting Algorithms for Accurate Metrology of Aspherical Surfaces”, 7th International Conference of Asian Society for Precision Engineering and Nanotechnology (ASPEN 2017), Séoul 14-17 Novembre 2017

HICHEM NOUIRA, presentation orale, “Thermal Drift Control of a Dimensional Metrology System at the Nanometer Level of Accuracy”, 7th International Conference of Asian Society for Precision Engineering and Nanotechnology (ASPEN 2017), Séoul, 14-17 Novembre 2017

FELTIN N., DEVOILLE L. ET FAVRE G., « Plate-forme CARMEN : métrologie des nanoparticules dans les matrices alimentaires », SFN, Novembre 2017.

FELTIN N., « La métrologie des nanoparticules : un défi pour le développement des nanotechnologies et des nanomatériaux », Institut des Nanotechnologies de Lyon, Novembre 2017

FELTIN N., DEVOILLE L., FAVRE G., « Development of a metrologically validated SEM based method to characterize nanoparticles size: application to different additives under the nanoform contained in food and cosmetics products », 2nd European workshop on the analysis of nanoparticles in food, cosmetics and consumer products, RAFA 2017, Prague, 7-10 novembre 2017

 

Publications

AREZKI Y, ZHANG X, MEHDI-SOUZANI C, ANWER N, NOUIRA H, “Investigation of minimum zone assessment methods for aspheric shapes”, Precision Engineering, 52, 2018, 300-307, DOI: 10.1016/j.precisioneng.2018.01.008

AREZKI Y, NOUIRA H, ANWER N, MEHDI-SOUZANI C, “A novel hybrid trust region minimax fitting algorithm for accurate dimensional metrology of aspherical shapes”, Measurement, 127, 2018, 134-140, DOI: 10.1016/j.measurement.2018.05.071

AREZKI Y, MEHDI-SOUZANI C, ANWER N, NOUIRA H, “Reference data simulation for L∞ fitting of aspheres”, Procedia CIRP, 75, 2018,  331-336, DOI: 10.1016/j.procir.2018.04.051

AROKIARAJA Z., MENESSONB E., FELTIN N., “Magnetic iodixanol - a novel contrast agent and its early characterization”, JMV, 43, 2018, 10, DOI: 10.1016/j.jdmv.2017.11.002

CHIVAS-JOLY C., LONGUET C., POURCHEZ J., LECLERC L., SARRY G., LOPEZ CUESTA J-M., “Physical, morphological and chemical modification of nanofillers in by-products of incinerated nanocomposites and related biological outcome”, Journal of Hazardous Materials, 365, 2018, 405-412 DOI:  10.1016/j.jhazmat.2018.10.029

DELATOUR V, VASLIN-REIMANN S., OBATON A.F., AVRIN G. « Retour sur 10 ans de progrès médical grâce à la métrologie » Devicemed, 6, 2018, 20-21

MANGIN R., VAHABI H., SONNIER R., CHIVAS-JOLY C., LOPEZ CUESTA J-M., COCHEZ M., “Improving the resistance to hydrothermal ageing of flame-retarded PLA by incorporating miscible PMMA”, Polymer Degradation and Stability, 155, 2018, 52, DOI: 10.1016/j.polymdegradstab.2018.07.008

MILLON C., VANHOYE A., OBATON A-F., PENOT J-D., “Development of laser ultrasonics inspection for online monitoring of additive manufacturing”, Welding in the World, 62, Issue 3, 2018, 653-661, DOI: 10.1007/s40194-018-0567-9

MILLON C., VANHOYE A., OBATON A-F., « Ultrasons laser pour la détection de défauts sur pièces de fabrication additive métallique », Photoniques, 94, 2018, 34-37

OBATON A-F., LÊ M-Q., PREZZA V., MARLOT D., DELVART P., HUSKIC A., SENCK S., MAHÉ E., CAYRON C., “Investigation of new volumetric non-destructive techniques to characterise additive manufacturing parts”, Welding in the World, 62, Issue 5, 2018, 1049-1057, DOI: 10.1007/s40194-018-0593-7

POURCHEZ J., CHIVAS-JOLY C., LONGUET C., LECLERC L., SARRY G., LOPEZ CUESTA J-M., “End-of-life incineration of nanocomposites: new insights on nanofillers partitioning into by-products and biological outcomes of airborne emission and residual ash”, Environmental Science: Nano, issue 8 ,2018, 42, DOI: 10.1039/C8EN00420J

TEYSSENDIER DE LA SERVE M., WALLERAND., J.-P., GUILLORY J., TRUONG D., ALEXANDRE C., CALI J., DURAND S, « Arpent : un prototype de haute exactitude pour les mesures de grande distance », Revue xyz, 154, 1er trimestre 2018.

VIPREY F.,· NOUIRA H., LAVERNHE S., TOURNIER C., “Exploitation of a novel thermo-invariant multi-feature bar for high-precision CMMs and machine tool testing”, The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 96, 2018, 947-961, DOI: 10.1007/s00170-017-1572-7

Communications

LONGUET C., CHIVAS-JOLY C., POURCHEZ J., « Besoin de métrologie et protocoles expérimentaux robustes visant à mesurer les nanoparticules en milieux dit «simples » et en milieux dit «complexes», Journée ADEME 2018

MOTZKUS C., GAIE-LEVREL F., FELTIN N., JI Y., HA TL., DELABY S., “Particle release study during TiO2 nano-additived paints aging”, ASFERA2018, DOI: 10.25576/ASFERA-CFA2018-12903

FELTIN N., DEVOILLE L., FAVRE G., « Plate-forme CARMEN : métrologie des nanoparticules dans les matrices alimentaires », Fonds Français pour l’Alimentation et la Santé, 2018

MOTZKUS C., GAIE-LEVREL F., FELTIN N., JI Y. ET DELABY S., « Etude du relargage particulaire lors du vieillissement de peintures nano-additivé de dioxyde de titane », 31ème Congrès Français sur les aérosols, Paris, 30-31 janvier2018

DEVOILLE L., « Mesures de nanoparticules dans les produits alimentaires : Techniques analytiques », , GT Nanos et alimentations, ANSES, janvier 2018

DUCOURTIEUX S., MALESYS V., RAMIANDRISOA L., JOUMANI Y., DELVALLÉE A., FELTIN N., HAY B., « Towards characterization of graphene using hybrid metrology approach at LNE », Imaginenano, Bilbao, Spain, 13-15 March, 2018.

CROUZIER L., DELVALLEE A., FELTIN N., DUCOURTIEUX S., DEVOILLE L., ULYSSE C., TROMAS C., “Développement d’une métrologie hybride combinant AFM et SEM pour la mesure des propriétés dimensionnelles des nanoparticules”, Forum des microscopes à sondes locales, La Rochelle, 19-23  mars 2018

CHIVAS-JOLY C., LONGUET C., POURCHEZ J., SARRY G., LECLERC L., DELCOUR S., LOPEZ-CUESTA J-M., “Incineration of selected nanofillers used as additives for EVA-matrix nanocomposites”, ECOFRAM, Metz (France), 28 - 29 march2018

OBATON A-F., KIM F., BUTSCH B. FROM TMS, TARR J., DONMEZ A., “Measurements by Resonant Acoustic Method (RAM) and X-ray tomography (XCT) of the Cr-Co star artefacts”, ISO/TC261 –ASTM/F42-JG59 « NDT for AM parts » meeting, Johns Hopkins University, USA, April 2018

MOTZKUS C., GAIE-LEVREL F., FELTIN N., JI Y., HA TL., DELABY S., “Particle release study during TiO2 nano-additived paints aging”, 5th Working & Indoor Aerosols Conference, Cassino (Italie), 18-20 April 2018

CROUZIER L., DELVALLÉE A., FELTIN N., DUCOURTIEUX S., DEVOILLE L., NOIRCLER G., ULYSSE C., TACHÉ O., BARRUET E., « Development of a hybrid metrology combining AFM and SEM techniques for measuring the characteristic dimensions of a nanoparticle population”, BAM-PTB Workshop on Reference Nanomaterials , Current situation and needs: development, measurement, standardization, Berlin, 14-15 may 2018

OBATON A-F., KIM F., TARR J., DONMEZ A. AND BUTSCH B. from TMS, “Non-destructive testing of additively manufactured metal test artifacts”, QNDE2018 (Quantitative Non Destructive Evaluation), Burlington, Vermont, USA, June 2018

AREZKI Y., MEHDI-SOUZANI C., NOUIRA H., ANWER N., “A hybrid trust region algorithm for minimum zone fitting of FreeForm surfaces”, 18th International Conference of the European Society for Precision Engineering and Nanotechnology, EUSPEN 2018; p495-496, Venice, 4-8 June 2018

CHIVAS-JOLY C., LONGUET C., POURCHEZ J., SARRY G., LECLERC L., DELCOUR S., LOPEZ-CUESTA J-M. “Investigations of the hazard assessment of selected nano-objects used as additives for EVA-matrix nanocomposites”, Nanotech, Paris, France, 27-29 juin 2018

DUCOURTIEUX S., “Toward high precision position control using laser interferometry: main sources of error”, Keynote talk at MEDSI (10th edition of the Mechanical Engineering Design of Synchrotron Radiation Equipment and Instrumentation), Paris, 28 juin 2018

SILVESTRI Z., BOINEAU F., OTAL P., WALLERAND J- P., “Helium-based refractometry for pressure measurements in the range 1-100 kPa”, poster CPEM 2018, Paris, 8-13 juillet 2018.

GUILLORY J., TRUONG D., ALEXANDRE C., WALLERAND J–P., “A prototype of high accuracy telemeter for long range application”, poster CPEM 2018, Paris, 8-13 juillet 2018.

DUCOURTIEUX S., “Toward high precision position control using laser interferometry: main sources of error”, présentation au Synchrotron Soleil, Saint-Aubin (France), 18 septembre 2018.

DUCOURTIEUX S., “validation du microscope à force atomique métrologique français pour des applications de nanométrologie dimensionnelle”, Salon Micronora, Besançon, 26 septembre 2018

OBATON A-F., BUTSCH B., MCDONOUGH S., CARCREFF E., LAROCHE N., GAILLARD Y., TARR J., BOUVET P., CRUZ R., DONMEZ A., “Evaluation of non-destructive volumetric testing methods for additively manufactured parts”, ASTM Symposium on Structural Integrity of AM Parts, Washington DC, USA, Nov. 7-8, 2018

OBATON A-F., BUTSCH B., MCDONOUGH S., CARCREFF E., LAROCHE N., GAILLARD Y., TARR J., BOUVET P., CRUZ R. AND DONMEZ A., "Evaluation of non-destructive volumetric testing methods for additively manufactured parts", ASTM Symposium on Structural Integrity of AM Parts, Washington DC, USA, 7-8 Nov. 2018.

CHIVAS-JOLY C., LONGUET C., POURCHEZ J., SARRY G., LECLERC L., DELCOUR S., LOPEZ-CUESTA J-M., “Investigations of the hazard assessment of selected nano-objects used as additives for EVA-matrix nanocomposites”, NanoSafe, Grenoble, 5 - 9 novembre 2018

 

Publications

BOUZAKHER N., CHIVAS-JOLY C., DEVOILLE L., HOCHEPIED J. –F., FELTIN N. “Challenges in sample preparation for measuring nanoparticles size by scanning electron microscopy from suspensions”, powder form and complex media, Powder Technology, 359, online 9 October 2019, 226-237, DOI: 10.1016/j.powtec.2019.10.022

CHIVAS-JOLY C., LONGUET C., POURCHEZ J., LECLERC L., SARRY G., J-M. LOPEZ-CUESTA J-M. “Physical, morphological and chemical modification of Al-based nanofillers in by-products of incinerated nanocomposites and related biological outcome”, Journal of Hazardous Materials, 365, 5 March 2019, 405-412, DOI: 10.1016/j.jhazmat.2018.10.029

CROUZIER L., DELVALLEE A., ALLARD A., DEVOILLE L., DUCOURTIEUX S., FELTIN N. “Methodology to evaluate the uncertainty associated with nanoparticle dimensional measurements by SEM”, Measurement Science and Technology, 30, 28 June 2019, 8, 085004, DOI: 10.1088/1361-6501/ab1495

CROUZIER L., DELVALLEE A., DUCOURTIEUX S., DEVOILLE L., NOIRCLER G., ULYSSE C., TACHE O., BARRUET E., TROMAS C., FELTIN N. “Development of a new hybrid approach combining AFM and SEM for the nanoparticle dimensional metrology”, Beilstein Journal of Nanotechnology, 10, 28 july 2019, 1523–1536,DOI: 10.3762/bjnano.10.150

CROUZIER L., DELVALLEE A., DUCOURTIEUX S., DEVOILLE L., TROMAS C., FELTIN N. “A new method for measuring nanoparticle diameter from a set of SEM images using a remarkable point”, Ultramicroscopy, 207, December 2019, 112847, DOI: 10.1016/j.ultramic.2019.112847

FELTIN N., DUCOURTIEUX S., L. CROUZIER L., DELVALLEE A., DIRSCHEL K., ZENG G., “Scanning probe microscopy (SPM), “Characterization of Nanoparticles - measurement processes for nanoparticles”, ELSEVIER, 24 September 2019, ISBN: 9780128141823

GUILLORY J., TEYSSENDIER DE LA SERVE M., TRUONG D., ALEXANDRE C. WALLERAND J-P., “Uncertainty Assessment of Optical Distance Measurements at Micrometer Level Accuracy for Long-Range Applications”, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 68, June 2019, 6, 2260-2267, DOI:10.1109/TIM.2019.2902804

TOGUEM S-C.T., VISSIÈRE,A., DAMAK M., MEHDI-SOUZANI C., ANWER N., NOUIRA H. “Design of an ultra-high precision machine for form measurement” Procedia CIRP, 84, September 2019, 942-947, DOI:10.1016/j.procir.2019.04.262

VIPREY F., NOUIRA H., LAVERNHE S., TOURNIER C. “Modelling and characterisation of geometric errors on 5-axis machine-tool”, edp Sciences - Mechanics & Industry, 20, 5 September 2019, 6, 605, DOI:10.1051/meca/2019034

Communications

DUCOURTIEUX S., “Development of new validation measurements at LNE under Graphene Flagship – Core 2 – Structural characterization of graphene-based materials“ Réunion Graphene Flagship Validation Service, LNE Paris, France, 11 Mars 2019

FLEURENCE N., DELVALLEE A., SCHOPFER F., « Présentation des résultats de mesures par MPTR sur les échantillons GrapheneXT (graphene oxyde deposited on Si wafer) et d’une cartographie en conductivité thermique par SThM d’un flocon de graphène fourni par le VAMAS », Réunion Graphene Flagship Validation Service, Paris, France, 11 mars 2019.

 AREZKI Y., LEPRETRE F., PSOTA P., SU R., HEIKKINEN V., ZHANG X., CAI N., BITOU Y., LEACH R., LÉDL V., ANWER N., MEHDI-SOUZANI C., NOUIRA H. “Material standards design for minimum zone fitting of freeform optics”, EUSPEN 2019, Conference Proceedings - 19th International Conference and Exhibition, Bilbao, Espagne, 3-7 June 2019

TOGUEM S.-C.T., MEHDI-SOUZANI C., ANWER N., NOUIRA H. “Customized design of artefacts for additive manufacturing”, EUSPEN 2019, Conference Proceedings - 19th International Conference and Exhibition, Bilbao Espagne, 3-7 June 2019

OBATON A.-F., BUTSCH B., CARCREFF E., LAROCHE N., TARR J., DONMEZ A., “Efficient volumetric non-destructive testing methods for additively manufactured parts”, the ICWAM, Metz, France, 5-7 June 2019

DUCOURTIEUX S., DELVALLEE A., CERIA P., ULYSSE C., « L’AFM métrologique français : une nouvelle voie de traçabilité pour les mesures dimensionnelles à l’échelle nanométrique », 8ème Rencontres annuelles en nanométrologie, Paris, France, 17 Juin 2019

KIM F., PINTAR A., FOX J., TARR J., DONMEZ A., OBATON A.-F., “Probability of detection of x-ray computed tomography of additive manufacturing defects”, the QNDE Conference, Portland, OR, USA, 14-18 July 2019

OBATON A.-F., “Overview of the EMPIR project: Metrology for additively manufactured medical implants”, Euspen, Joint Special Interest Group meeting between euspen and ASPE Advancing Precision in Additive Manufacturing, Ecole Centrale de Nantes, France, 16-18 September 2019

MIMOUNE K.: “Evaluation and improvement of localization algorithms based on UWB Pozyx system”, The 27th International Conference on Software, Telecommunications and Computer Networks - SoftCOM 2019 - General Conference, Split, Croatie, 19-21 September 2019

DELVALLÉE A., SCHOPFER F., FLEURENCE N., DELVALLÉE A., DUCOURTIEUX S., MORÁN J., PIQUEMAL F., FELTIN N., “Developing and providing reliable multi-disciplinary measurement methods for graphene and related materials”, 14th edition of Graphene Week, Helsinki, Finlande, 23-27 September 2019

Ducourtieux S., DELVALLEE A., ULYSSE C., DEVRILLE COTTINI A., BERNARD G., FOUCHER J., “Implementation in France of a traceability chain for dimensional measurements at nanometre scale”, 19ème Congrès International de Métrologie, Paris France, 24-26 Septembre 2019

DEVOILLE L., LAMBENG N., FELTIN N., FAVRE G., “Characterization by SEM of the Nano fraction of additives products”, 19ème Congrès International de Métrologie, Paris France, 24-26 Septembre 2019

CROUZIER L., DELVALLEE A., DUCOURTIEUX S., DEVOILLE L., FELTIN N.,  “Development of a new hybrid approach combining AFM and SEM for the nanoparticle dimensional metrology”, 19ème Congrès International de Métrologie, Paris France, 24-26 Septembre 2019

FELTIN N., HODOROABA V-D., CROUZIER L., DELVALLEE A., DUCOURTIEUX S., PELLEGRINO F., MAURINO V., MARGUET S., TESTARD F., TACHE O., “nPSize: a project to improve the traceability chain of nanoparticle size measurements - Preliminary results of the SEM measurements”, 19ème Congrès International de Métrologie, Paris France, 24-26 Septembre 2019

SCHOPFER F., DUCOURTIEUX S., « Development of new validation services at LNE
under Graphene Flagship – Core 2 », Reunion Graphene Flagship Validation Service , Zaragoza, Espagne, 01 October 2019

CROUZIER L., DELVALLEE A., ALLARD A., DEVOILLE L., DUCOURTIEUX S., TROMAS C., FELTIN N., “Methodology to evaluate the uncertainty associated with nanoparticle dimensional measurements by SEM”, Nanoscale 2019, Braunschweig, Allemagne, 15-16 October 2019

DUCOURTIEUX S., DELVALLEE A., “LNE’s metrological AFM: a new reference for dimensional measurement at the nanoscale in Europe”, Nanoscale 2019, Braunschweig, Allemagne, 15-16 October 2019

AHAMED D., DUCOURTIEUX S., DELVALLEE A., “Minimisation of Abbe error on the LNE’s metrological AFM by alignment of interferometer laser beams using a CCD camera”, Nanoscale 2019, Braunschweig, Allemagne, 15-16 October 2019

DUCOURTIEUX S., DELVALLEE A., ULYSSE C., « Mise en œuvre en France d’une chaîne de traçabilité pour les mesures dimensionnelles à l’échelle nanométrique conduites par AFM et MEB», Workshop Zeiss - La microscopie électronique, ionique et rayons X, C2N Palaiseau, France, 24 Octobre 2019

GUILLORY J., TRUONG D., WALLERAND J-P.: “Assessment of the mechanical uncertainties of a novel and affordable multilateration system”, 3D Metrology conference, Londres, United Kingdom, 5-7 November 2019

MIMOUNE K., GUILLORY J., TRUONG D., WALLERAND J-P., GUIANVARCH C., PLIMMER M.: “Acoustic system for average temperature measurement along a short distance”, 3D Metrology Conference, , Londres, United Kingdom, 5-7 November 2019

 BOUZAKHER GHOMRASNI N., TACHE O., TESTARD F., CHIVAS-JOLY C., « dimensionnelle de nanoparticules de TiO2 par SAXS et MEB », Giens 2019, Guyancourt, France, 12-15 Novembre 2019

CHIVAS-JOLY C., BOUZAKHER GHOMRASNI N., DEVOILLE L., HOCHEPIED J. –F., FELTIN N., “Challenges in sample preparation for measuring nanoparticles size by scanning electron microscopy from suspensions, powder form and complex media”, Giens 2019. Guyancourt France, 12-15 Novembre 2019

DELVALLEE A., CROUZIER L., DUCOURTIEUX S., DEVOILLE L., TROMAS C., FELTIN N., « Développement d’une nouvelle approche hybride combinant AFM ET MEB pour la métrologie dimensionnelle des nanoparticules», GIENS 2019, Guyancourt, France, 12-15 Novembre 2019

Ce projet européen (NanoWires) a pour but de promouvoir le développement de dispositifs de récupération d’énergie en facilitant le contrôle de leurs performances, avant et après production. Le projet vise à développer des outils et méthodes traçables pour la caractérisation de dispositifs de récupération d'énergie constitués de nanofils.

Objectifs du JRP

Caractérisation nanodimensionnelle à haut débit des capteurs d'énergie à base de nanofils (NW) (> 108 nanofils/cm2) incluant les mesures de formes 3D (cylindrique, prismatique, pyramidale) et de rugosité des parois latérales ;

Caractérisation nanoélectrique à haut débit de cellules solaires à base de nanofils semi-conducteurs (à l’aide d’un AFM à pointe conductrice , d’un SMM et d’une sonde MEMS) ;

Caractérisation nanomécanique à haut débit de dispositifs NW et des récupérateurs d'énergie électromécaniques prenant en compte la flexion et la compression locales des nanofils ;

Caractérisation thermoélectrique, fondée sur l'imagerie thermique rapide, des nanofils (conductivité thermique inférieure à 10 W/(m·K) ;

Faciliter l'adoption de la technologie et de l'infrastructure de mesure développées dans le cadre du projet par la chaîne d'approvisionnement des mesures, les organismes d'élaboration de normes (IEC TC 113 et IEC TC 82) et les utilisateurs finaux (fabricants de cellules solaires et de générateurs d'énergie).

Résumé et résultats

La collecte d'énergie à partir de sources renouvelables (solaire, chaleur et mouvement) est une solution de premier plan pour créer de petites quantités d'énergie électrique dans des zones difficiles d'accès, et les dispositifs de récupération d'énergie apparaissent comme essentiels dans la problématique mondiale d’une meilleure gestion de l’énergie.

Les systèmes de récupération d'énergie à base de nanofils (NW) sont déjà très performants mais, en raison de la dimension nanométrique (nm) des fils et de la grande taille (mètre carré) des dispositifs, ils restent difficiles à tester et à caractériser. Les propriétés globales des dispositifs sont mesurables mais il reste impossible de faire un lien entre les caractéristiques et performances de chaque nanofils et celles du dispositif dans son ensemble. Ce projet vise donc à développer une métrologie fiable et rapide pour qualifier et contrôler les systèmes de récupération d'énergie constitués de nanofils (semiconducteurs).

Le projet a débuté en septembre 2020 pour une durée de 3 années. Le programme de travail est réparti entre 17 partenaires, dont 7 laboratoires d’EURAMET et 10 laboratoires externes. Le projet est structuré en 4 lots de travail technique et 2 lots de management et de diffusion des connaissances :

WP1 - Caractérisation nanodimensionnelle des nanofils (NW),
WP2 - Caractérisation nanoélectrique de cellules solaires à base de nanofils,
WP3 - Méthodes de mesure nanomécanique,
WP4 - Imagerie thermique des surfaces de dispositifs à base de nanofils,
WP5 - Création d’impact,
WP6 - Management et coordination.

Le LNE participe à tous les lots de travail technique et coordonne le lot relatif à la caractérisation traçable au SI des propriétés électriques des nanofils (semi-conducteurs) constitutifs de cellules solaires. Trois équipes du LNE sont engagées dans ce projet : métrologie électrique, métrologie nano-dimensionnelle et métrologie des propriétés thermiques des matériaux.

Concernant la métrologie électrique, ce JRP complète les travaux du LNE entrepris en métrologie électrique à l'échelle nanométrique menés notamment dans le cadre du projet MetroSMM. 

Pour obtenir plus d'informations sur le projet "JRP NanoWires" : site internet du JRP https://www.ptb.de/empir2020/nanowires/

Impacts attendus

  • Industrialisation : Possibilité de mesurer rapidement et simultanément plusieurs caractéristiques des dispositifs fabriqués (dimensions géométriques, propriétés électriques, thermiques et mécaniques des nanomatériaux) donnant accès au contrôle qualité de la performance des dispositifs de récupération d’énergie ; La métrologie à haut débit appliquée au contrôle de la qualité des dispositifs innovants de collecte et de stockage de l'énergie améliorera considérablement la compétitivité des industries manufacturières européennes des semi-conducteurs et de l'énergie.
  • Connaissances scientifiques : Accès aux principales spécifications géométriques des NW ayant des rapports de proportion géométrique élevés, contribuant à l'évolution des nanomatériaux et de la nanométrologie ;
  • Normalisation : Transfert des résultats métrologiques sur les cellules solaires à ondes naturelles vers les comités de normalisation (comité technique 113 de la CEI "Nanotechnologie pour les produits et systèmes électrotechniques" et comité technique 82 de la CEI "Systèmes d'énergie solaire photovoltaïque") pour favoriser la création de nouvelles normes ; possibilité de créer de nouvelles normes de mesure par la diffusion de guides de bonnes pratiques aux comités techniques CEI TC 47 « Dispositifs à semi-conducteurs », au comité technique ISO TC 164 « Essais mécaniques des métaux » et au comité technique allemand VDI/VDE-GMA 3.41 « Technologie de mesure des surfaces dans le domaine des micro et nanomètres » ;
  • Société/environnement : Possibilité d’effectuer des contrôles de la qualité des dispositifs nouvellement développés pour la collecte ou le stockage d'énergie et, par conséquent, promotion et accélération du développement de ces nouvelles nanotechnologies pour l'industrie des énergies renouvelables ; participation à l’implication de l'Europe pour limiter le changement climatique induit par les activités humaines.

Partenaires & Collaborations

Le projet européen (JRP) est coordonné par le PTB (Allemagne) et réunit 17 partenaires dont 6 français :

  • PTB et Technische Universitaet Braunschweig (TUBS), Allemagne
  • CMI, République tchèque
  • DFM, Danemark
  • GUM et Politechnika Wrocławska (PWR), Pologne
  • INRIM, Italie
  • LNE, CNRS-UPS/C2N et GEEPS, INL/ECL, LPICM et Concept Scientifique Instruments (CSI), France
  • VSL, Pays-Bas
  • Aalto, Finlande
  • Electrosciences Limited (ELECTRO), Royaume-Uni
  • GETec Microscopy (GET), Autriche
  • College of the Holy and Undivided Trinity of Queen Elizabeth near Dublin (TCD), Irlande
  • Universidad Autonoma de Barcelona (UAB), Espagne

Les référentiels géodésiques constituent l’épine dorsale de tous les services de géo-référencement, ainsi que des observations les plus critiques de la Terre, telles que la hauteur du niveau de la mer et la surveillance des volcans ou des tremblements de terre. Celles-ci nécessitent une incertitude de 1 mm du repère géodésique de référence, ce qui est nettement inférieur à la capacité actuelle de 5 à 8 mm.

Objectif

Améliorer la chaîne complexe de traçabilité en métrologie de longueurs géodésiques

Résumé et premiers résultats

Les repères de référence sont dérivés d'observations spatio-géodésiques globales pour lesquelles la chaîne de traçabilité est très complexe. La métrologie dimensionnelle moderne à grande échelle permet de s’attaquer à deux des points les plus critiques :

  • les références de haute précision liées à la Terre pour la vérification de l’interférométrie en très longue base (VLBI), la télémétrie laser par satellite (SLR) ou les systèmes de navigation globale par satellite (GNSS),
  • le lien géométrique des observations géodésiques spatiales co-localisées.

Cela nécessite une instrumentation de terrain innovante pour des mesures extérieures étendues ainsi qu'une amélioration des stratégies de mesure et d'analyse.

L'ITRF (International Terrestrial Reference Frame) est une combinaison de plusieurs services de l'Association internationale de géodésie (IAG), utilisant des réseaux mondiaux d'observatoires. En pratique, l'ITRF définit l'échelle des mesures globales, assure la traçabilité jusqu'à la définition SI du mètre et, par conséquent, la comparabilité à long terme des données. Une résolution récente de l'Assemblée générale des Nations Unies (AG) a souligné l‘importance sociétale de l'ITRF. De nombreuses applications de haut niveau nécessitent une amélioration substantielle de sa précision.

Le projet a pour objectif de développer de nouvelles approches et technologies de mesure pour la métrologie dimensionnelle et pour la prise en compte spécifique de la température de l’air et des gradients de température pour ces mesures. Le LCM développera un télémètre à modulation à une ou deux longueurs d’onde, et des sondes de température basées sur la thermométrie acoustique ou spectroscopique développées par ailleurs lui seront associées. D’autres techniques basées sur l'interférométrie absolue et la compensation d’indice par dispersion seront également développées. Pour promouvoir le transfert de technologie, des collaborations étroites avec les fabricants européens de dispositifs de précision géodésique seront recherchées.

Les nouvelles méthodes pour établir des références à faible incertitude traçables au SI pour la vérification du SLR (Satellite Laser Ranging) soutiendront le développement en cours de la prochaine génération de stations SLR à deux longueurs d’onde, le SLR étant primordial pour déterminer l'origine de l'ITRF.

Les fabricants d'instruments d'arpentage ainsi que les géomètres de haut niveau, les grandes entreprises d'arpentage et les organismes européens de métrologie légale bénéficieront également du deuxième grand résultat du projet : le nouveau réseau européen de référence pour les grandes distances (mesures de 5 km). Cet impact sera également étayé par la rédaction d’un guide de bonnes pratiques sur la métrologie de la distance basée sur le GNSS de haute précision. Suivant les procédures recommandées, les géomètres pourront réaliser la plupart des réseaux de surveillance critiques par GNSS, l’une des technologies permettant une observation permanente en mode autonome.

De plus, les appareils de mesure à compensation de réfractivité 3D avec une portée de 200 m seront également des étalons primaires pour les services d'étalonnage des MMT (machine à mesurer tridimensionnelle) à grande échelle, pour la métrologie des grands volumes. Dans les secteurs de l’automobile, de l’aérospatiale et de l’énergie éolienne, les MMT avec des volumes de mesure supérieurs à 1 x 1 x 1 m3 sont fréquemment utilisés.

La métrologie des distances absolues à compensation de réfraction est également une technologie clé pour la mesure en ligne dans le processus de production. Une rétroaction immédiate sur la précision géométrique est une nécessité pour la réalisation des concepts « Factory of the Future » (FoF) dans les industries aérospatiale, automobile et manufacturière. Les fabricants européens de dispositifs de métrologie de précision comme Hexagon ou Heidenheim soutiennent ce projet pour explorer différentes approches de la compensation de réfractivité optique en ligne. Une démonstration réussie dans le projet peut conduire à une mise en œuvre dans les futurs instruments de mesure.

La physique des hautes énergies peut également bénéficier des résultats immédiats du projet. Pour la construction et la maintenance de ses collisionneurs gigantesques et délicats, la métrologie à grande échelle est d’une importance capitale. Les nouvelles normes et méthodes pour les mesures à longue distance permettront aux géomètres responsables de ces installations de repousser les limites d’incertitude. L'étude de cas réalisée au CERN démontrera le potentiel des instruments et méthodes développés.

Impacts scientifiques et industriels

Améliorer sensiblement l’incertitude de la métrologie des vecteurs de liaison entre techniques géo-spatiales et proposer une nouvelle génération de télémètres à compensation d’indice.

Partenaires

FGI-GG (Finlande), GUM (Pologne), INRIM (Italie), MIKES (Finlande), NPL (Royaume-Uni), PTB (Allemagne), RISE (Suède), Bundesamt für Kartographie und Geodasie (Allemagne), CNRS (France),
Frankfurt University of Applied Sciences (Allemagne), Institut national de l’information géographique et forestière (France), National Scientific Centre Institute of Metrology (Ukraine), Observatoire de la Côte d'Azur (France), Politechnika Warszawska (Pologne), Universitat Politècnica de València (Espagne)

Résumé de la thèse

Les formes asphériques et les surfaces complexes sont une classe très avancée d'éléments optiques. Leur application a considérablement augmenté au cours des dernières années dans les systèmes d'imagerie, l'astronomie, la lithographie, etc. La métrologie de ces pièces est très difficile, en raison de la grande gamme dynamique d'information acquise et la traçabilité à l'unité SI mètre. Elle devrait faire usage de la norme infinie; (Méthode de zone minimum ou la méthode Min-Max) pour calculer l'enveloppe entourant les points dans le jeu de données en réduisant au minimum la différence entre l'écart maximum et l'écart minimal entre la surface et l'ensemble de données. Cette méthode a une grande complexité en fonction du nombre de points, enplus, les algorithmes impliqués sont non-déterministes. Bien que cette méthode fonctionne pour des géométries simples (lignes, plans, cercles, cylindres, cônes et sphères), elle est encore un défi majeur lorsqu' utilisée pour des géométries complexes (asphérique et surfaces complexes). Par conséquent, l'objectif de la thèse est le développement des algorithmes d'ajustement Min-Max pour les deux surfaces asphériques et complexes, afin de fournir des algorithmes de référence robustes pour la grande communauté impliquée dans ce domaine. Les algorithmes de référence à développer devraient être évalués et validés sur plusieurs données de référence (Softgauges) qui seront générées par la suite.

Texte intégral

Consultez l'intégralité de la thèse
Rapport de thèse Yassir Arezki (25.53 Mo)
Document pdf - 25,5 Mo

Mots clés

Métrologie dimensionnelle, Algorithmes, Surfaces complexes, Traitement de nuages de points, Fusion de données, Optimisation, Longueur, Mesure, Algorithmes, Optimisation mathématique, Représentation des surfaces

Résumé de la thèse

À l'heure où les nanotechnologies sont en plein essor, la précision des mesures réalisées à l'échelle nanométrique devient un défi essentiel pour améliorer les performances et la qualité des produits intégrant des nano. Pour répondre aux besoins sous-jacents en nanométrologie dimensionnelle, le Laboratoire National de métrologie et d'Essais (LNE) a conçu intégralement un Microscope à Force Atomique métrologique (mAFM). Son objectif principal est d'assurer la traçabilité au mètre défini par le Système International d'unités (SI) pour les mesures à l'échelle nanométrique. Pour cela, le mAFM utilise quatre interféromètres différentiels qui mesurent en temps réel le déplacement relatif de la pointe par rapport à l'échantillon. Cet instrument de référence est destiné à l'étalonnage d'étalons de transfert couramment utilisés en microscopie à champ proche (SPM) et en microscopie électronique à balayage (SEM). Lors de ce processus, une incertitude de mesure est évaluée. Elle détermine un niveau de confiance de l'étalonnage réalisé par le mAFM. Cette incertitude est généralement évaluée grâce à des mesures expérimentales permettant de déterminer l'impact de certaines sources d'erreur qui dégradent les mesures à l'échelle du nanomètre. Pour d'autres sources d'erreur, leur évaluation reste complexe ou expérimentalement impossible. Pour surmonter cette difficulté, le travail de thèse a consisté à mettre en place un modèle numérique de l'instrument nommé « AFM virtuel ». Il permet de prévoir l'incertitude de mesure du mAFM du LNE en ciblant les sources critiques d'erreur grâce à l'utilisation d'outils statistiques tels que la Méthode de Monte Carlo (MCM), les plans de Morris et les indices de Sobol. Le modèle utilise essentiellement la programmation orientée objet afin de prendre en compte un maximum d'interactions parmi les 140 paramètres d'entrée, en intégrant des sources jusqu'ici négligées ou surestimées par manque d'informations.

Texte intégral

Consultez l'intégralité de la thèse

https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01887621