Thèse soutenue

Modélisation et caractérisation multiéchelle du processus de fabrication des lentilles ophtalmiques

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Auteur / Autrice : Stéphane Bessonnet
Direction : Mohamed El MansoriSabeur Mezghani
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique-matériaux (AM)
Date : Soutenance le 10/11/2020
Etablissement(s) : Paris, HESAM
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences des métiers de l'ingénieur
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Mechanics surfaces and materials processing - Mechanics surfaces and materials processing
établissement de préparation de la thèse : École nationale supérieure d'arts et métiers (1780-....)
Jury : Président / Présidente : Fabrice Dassenoy
Examinateurs / Examinatrices : Mohamed El Mansori, Pierre MONTMITTONNET, Frédéric HEIME, Luc Martin, Sébastien Pinault
Rapporteurs / Rapporteuses : Pierre MONTMITTONNET, Frédéric HEIME

Résumé

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Résumé: Les fonctionnalités optiques et cosmétiques des lentilles ophtalmiques sont générées par un chaînage stratégique de procédés soustractifs (fraisage, tournage et polissage) et de procédés chimiques (lavage et vernissage). La fonction optique concerne la formation de l’image avec une durabilité de l’élément optique. La fonction cosmétique (effets esthétiques) est relative au niveau d’acceptabilité des imperfections de surfaces des lentilles (rayures, piqûres, défauts d’aspect de traitement, etc.). L’objectif de ce travail de thèse est de comprendre les écarts de ces fonctionnalités en tenant compte des exigences fonctionnelles ainsi que des exigences de conceptions en lien avec les mécanismes physiques mis en jeu lors de la chaîne de transfert pour la fabrication de grandes séries. Pour cela, l’évolution de l’état de surface a été cartographiée à l’aide d’une analyse multiéchelle de surface qui caractérise les signatures des procédés : les amplitudes des défauts, les échelles locales de surfaces sollicitées, et les interactions de chaîne de transfert de fabrication. L’analyse de ces signatures et interactions, par exemple, entre le polissage et le vernissage a permis le développement d’une méthode de classification booléenne de l’état cosmétique d’une lentille après vernissage, à partir des paramètres topographiques d’une surface polie. De même, l’évolution de l’amplitude de la signature d’usure du tournage diamant de finition ou de déformations statiques de la géométrie des pièces ont été corrélés par l’instrumentation physique du procédé et le suivi des défauts de formes des surfaces qui correspondent aux défauts optiques. Ces observations expérimentales ont été couplées à des modèles de calculs d’erreur de forme afin de mieux comprendre les mécanismes d’usure des outils et leur interaction avec la calibration. La prise en compte de ces connaissances établies pourra répondre aux défis des variabilités du processus de génération des lentilles ophtalmiques en production industrielle dans l’amélioration continue de la qualité.Mots clés : analyse multiéchelle, ondelette, signature process, lentille ophtalmique, optique, cosmétique, tournage diamant