Thèse soutenue

Analyse/Synthèse tridimensionnelle de textures fibreuses

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Auteur / Autrice : Cedric Chapoullie
Direction : Christian GermainGérard Louis VignolesJean-Pierre Da Costa
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Automatique, productique, signal et image, ingénierie cognitique
Date : Soutenance le 10/09/2014
Etablissement(s) : Bordeaux
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences physiques et de l’ingénieur (Talence, Gironde)
Partenaire(s) de recherche : Etablissement d'accueil : Université Bordeaux-I (1971-2013)
Laboratoire : Laboratoire de l'intégration du matériau au système (Talence, Gironde)
Jury : Président / Présidente : Jean-Pierre Guédon
Examinateurs / Examinatrices : Christian Germain, Gérard Louis Vignoles, Jean-Pierre Da Costa, Jean-Pierre Guédon, Éric Maire, Jean-Charles Pinoli, Michel Cataldi
Rapporteurs / Rapporteuses : Éric Maire, Jean-Charles Pinoli

Résumé

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Cette thèse s‘inscrit dans le contexte de l‘étude de matériaux fibreux tissés et traite de l‘analyse morphologique de leur texture et de la simulation des arrangements des fibres dans un fil. Le volet « analyse » consiste à extraire des données caractérisant la géométrie des fibres et des fils composant le renfort tissé et s‘appuie sur des images tridimensionnelles issues de tomographies rayon X à haute résolution. Une chaine de traitement d‘images visant à séparer et identifier les fils et les fibres est proposée. Elle s‘appuie sur un algorithme de labellisation du fil et des fibres. Les caractéristiques telles que les diamètres et les orientations de fibres et la densité locale de fibres dans le fil sont ensuite calculées. Le volet « simulation » vise à générer un renfort fibreux « virtuel ». Un algorithme fondé sur la résolution de modèles dynamiques permet de placer au sein d‘un fil, des objets représentant les fibres tout en respectant des contraintes issues des paramètres issus du volet « analyse » ou choisis arbitrairement par l‘utilisateur. L‘ensemble des fibres composant le fil sont alors synthétisés en respect de ces contraintes. Ces deux volets sont appliqués avec succès à la caractérisation et à la synthèse de renforts fibreux de composites thermostructuraux. Les caractéristiques géométriques, estimées sur des tomographies à haute résolution, font ressortir des phénomènes tels que le cisaillement intra fils. La synthèse permet de simuler le placement de fibres à partir de paramètres géométriques obtenus à haute résolution, au sein d‘un fil dont l‘enveloppe est obtenue à basse résolution et donc sur une longueur plus représentative du tissage.