FR3074904A1 - Determination de l’etendue des zones de corrosion d’un echantillon metallique - Google Patents
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Abstract
Procédé de détermination de l'étendue de zone(s) corrodée(s) (15) d'un échantillon métallique (11), comprenant les étapes suivantes : mesure de la surface de la ou des zones corrodées (15) et mesure de la surface totale (13) de l'échantillon (11) susceptible d'être corrodée ; calcul du rapport ou de la différence entre les surfaces (13, 15) ; et que l'étape de mesure des surfaces (13, 15) est réalisée par traitement numérique d'une image de l'échantillon (11).
Description
DETERMINATION DE L’ETENDUE DES ZONES DE CORROSION D’UN ECHANTILLON METALLIQUE
L’invention a trait au domaine de la corrosion d’un échantillon métallique, et plus particulièrement à la détermination de l’étendue des zones de corrosion d’un échantillon métallique.
Dans le cadre de la production de produits métalliques, en particulier de tôles d’acier revêtues d’un matériau anticorrosion, il est courant de procéder à des tests de corrosion. Des échantillons de tôles peuvent alors être soumis à des conditions corrodantes, comme par exemple à un brouillard salin, pendant une durée prédéterminée (voir notamment la norme ISO 9227). Les tests à brouillard salin sont utilisés pour avoir rapidement une idée de la résistance d’un produit métallique à la corrosion générale. Ces tests sont généralement utiles pour analyser la présence de pores, de défauts ou de manques dans des revêtements ou pour comparer la performance de revêtements similaires. Mais l’évaluation de l’étendue des zones de corrosion d’un échantillon est le plus souvent encore réalisée manuellement par observation visuelle. Elle consiste généralement à évaluer la surface des zones corrodées et la surface totale de l’échantillon étudié, puis à calculer le rapport ou la différence entre ces deux surfaces. Du fait de la forme habituellement complexe des zones corrodées, cette méthode s’avère coûteuse en temps et fournit des résultats approximatifs.
Le document de brevet publié US 2016/0245738 A1 divulgue une méthode pour déterminer la morphologie tridimensionnelle de micro ou nano cavités engendrées par la corrosion. Ce document divulgue également une méthode de détermination de la progression de la corrosion sur un échantillon. Cette méthode nécessite la fabrication de réplicas de zones corrodées, puis leur étude grâce à une analyse faite à l’aide d’un microscope électronique à balayage. Il s’agit donc d’une méthode complexe essentiellement destinée à qualifier la corrosion au niveau micro et nanométrique.
Le document de brevet publié BR 10 2013 004141-6 A2 divulgue une méthode pour surveiller les effets de la corrosion sur des surfaces métalliques, la méthode comprenant plusieurs étapes. La première étape consiste à préparer la surface métallique pour obtenir des images de ladite surface. Ensuite un traitement de l’image est réalisé, puis une évaluation et un classement de l’image est réalisé selon le degré de corrosion de la surface par rapport à une image « standard >>. Enfin, une étape de vérification, d’analyse de l’image, et d’envoi des informations obtenues avec le diagnostic du type et du degré de corrosion de la surface est effectuée. Mais ce brevet ne décrit pas comment le degré de corrosion est calculé.
L’invention a pour objectif de pallier au moins un des inconvénients de l’état de la technique susmentionné. Plus particulièrement, l’invention a pour objectif de permettre une quantification rapide et précise de l’étendue de la corrosion d’un échantillon.
L’invention a pour objet un procédé de détermination de l’étendue de zone(s) corrodée(s) d’un échantillon métallique, comprenant les étapes suivantes : mesure de la surface de la ou des zones corrodées et mesure de la surface totale de l’échantillon susceptible d’être corrodée ; calcul du rapport ou de la différence entre les surfaces ; remarquable en ce que l’étape de mesure des surfaces est réalisée par traitement numérique d’une image de l’échantillon.
Selon un mode avantageux de l’invention, l’étape de mesure des surfaces comprend les sous-étapes suivantes : acquisition d’une image de l’échantillon au moyen d’un capteur photographique ; numérisation de l’image ; et traitement de l’image numérique de manière à détecter la ou les zones corrodées et les limites de la surface de l’échantillon susceptible d’être corrodée.
Avantageusement, le capteur photographique est un capteur CCD (acronyme de « charge-coupled device ») ou un capteur CMOS (acronyme de « complementary metal-oxide-semiconductor »).
Selon un mode avantageux de l’invention, la sous-étape d’acquisition de l’image comprend l’application d’au moins un rayonnement ultraviolet sur l’échantillon.
Selon un mode avantageux de l’invention, le ou les rayonnements ultraviolets sont du type UVA et/ou du type UVB.
Selon un mode avantageux de l’invention, le ou chacun des rayonnements ultraviolets est suivant une direction principale formant un angle a avec une direction perpendiculaire au plan moyen du substrat qui est supérieur à 20° et/ou inférieur à 50°.
Selon un mode avantageux de l’invention, à la sous-étape d’acquisition de l’image numérique, le capteur photographique est disposé suivant une direction perpendiculaire au plan moyen du substrat et centrale par rapport audit substrat.
Selon un mode avantageux de l’invention, à la sous-étape de traitement de l’image numérique, la détection de la ou les zones corrodées et des limites de la surface de l’échantillon susceptible d’être corrodée est réalisée par balayage de ladite image.
Avantageusement, la sous-étape de traitement de l’image numérique comprend, en outre, l’application supplémentaire d’un rayonnement dans le domaine du visible.
Selon un mode avantageux de l’invention, les étapes de mesure et de calcul sont réalisées au moyen d’un calculateur numérique comprenant des instructions de code de programme configurées pour réaliser lesdites étapes.
L’étape de calcul du rapport ou de la différence entre les surfaces mesurées peut également être réalisée manuellement.
Selon un mode avantageux de l’invention, ledit procédé comprend l’étape préalable suivante : application de l’échantillon dans des conditions susceptibles de générer la corrosion.
L’invention a également pour objet un dispositif de détermination de l’étendue de zone(s) corrodée(s) d’un échantillon métallique, remarquable en ce qu’il comprend : un capteur photographique ; et un calculateur numérique relié au capteur photographique et comprenant des instructions de code de programme configurées pour réaliser le procédé selon l’invention.
Les mesures de l’invention sont intéressantes en ce que le procédé permet de diminuer le temps nécessaire à la détermination de l’étendue des zones corrodées d’un échantillon métallique par rapport aux procédés préexistants. Le procédé permet également d’améliorer la pertinence des résultats obtenus. Il permet en outre de diminuer les coûts de production et d’utilisation du procédé, ainsi que de diminuer le temps de développement dudit procédé. De plus, l’application de rayonnements UV permet d’éviter les bruits lumineux émis par l’échantillon. L’application supplémentaire d’une source d’irradiation dont le rayonnement émet dans le domaine du visible permet en outre d’éviter la réflexion ou les bruits produits par l’échantillon et conduisant à une perte de qualité de l’image. Enfin, le positionnement spécifique des sources d’irradiation permettant aux rayonnements émis d’atteindre la surface de l’échantillon selon un angle avec la direction perpendiculaire du capteur CCD apporte plusieurs avantages supplémentaires. Ce positionnement permet avant tout de diminuer la réflexion du ou des rayonnements et ainsi de favoriser la fluorescence émise par l’échantillon, favorable à la détection des zones corrodées. Cette invention présente finalement l’avantage de pouvoir être utilisée sur des échantillons ayant une structure tridimensionnelle.
D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l’aide de la description et des dessins parmi lesquels :
- La figure 1 est une vue d’un dispositif de détermination de l’étendue des zones corrodées d’un échantillon métallique selon l’invention ;
- La figure 2 décrit les différentes étapes du procédé utilisant un dispositif selon l’invention.
La figure 1 montre un dispositif de détermination de l’étendue d’une ou plusieurs zones corrodées d’un échantillon métallique. Ce dispositif 1 comprend un capteur photographique 3, préférentiellement un capteur CCD (acronyme de « chargecoupled device ») ou CMOS (acronyme de « complementary metal-oxidesemiconductor »). Ce capteur photographique 3 est préférentiellement disposé avec son axe optique suivant une direction perpendiculaire 9 et centrale par rapport au substrat 11 formant l’échantillon 11. Ce capteur photographique 3 est apte à acquérir des images de l’échantillon 11. Le dispositif 1 comprend en outre au moins une source d’irradiation 5. Ces sources 5 sont préférentiellement au nombre de deux par dispositif 1, et permettent l’application d’un rayonnement ultraviolet sur l’échantillon 11, préférentiellement de rayonnements UVA ou UVB. La ou les sources d’irradiations 5 sont avantageusement positionnées de façon à ce que les rayonnements suivent une direction principale formant un angle a avec la direction perpendiculaire au plan moyen du substrat 11, angle préférentiellement compris entre 20 et 50°. Le capteur photographique 3 du diqDOsitif 1 est en outre relié à un calculateur numérique 7 comprenant des instructions de codes de programmes configurées pour réaliser le procédé décrit ci-dessous.
La figure 2 décrit les différentes étapes du procédé utilisant le dispositif selon l’invention montré à la figure 1.
Une étape préalable d’application de l’échantillon 11 dans des conditions susceptibles de générer la corrosion est réalisée. Ainsi, des conditions thermiques, telles que des variations de la température, des conditions atmosphériques comme des variations de la pression et/ou des conditions chimiques, consistant en l’application de produits corrosifs sur l’échantillon peuvent être utilisées. Ces conditions sont bien connues en soi de l’homme du métier, et sont notamment décrites dans le document de brevet publié US 2016/0245738 A1. La corrosion induite pourra ensuite être étudiée grâce au procédé selon l’invention. L’image A montre une photographie de l’échantillon métallique 11 suite à l’application des conditions générant la corrosion. Une surface totale 13 de l’échantillon 11 susceptible d’être corrodé est visible, cette surface 13 incluant deux zones: les zones corrodées 15 ainsi que des zones non corrodées 17.
La première étape comprend à la fois la mesure de la surface de la ou des zones corrodées 15 et la mesure de la surface totale 13 de l’échantillon 11 susceptible d’être corrodé. Cette étape est réalisée grâce au traitement numérique d’une image de l’échantillon 11. Cette première étape comprend en fait plusieurs sous étapes.
Tout d’abord, une première sous étape d’acquisition de l’image de l’échantillon 11 par le capteur photographique 3 est réalisée. Cette première sous étape permet d’obtenir une photographie telle que montrée à l’image B.
Ensuite, une seconde sous étape de numérisation de l’image réalisée par le calculateur numérique 7 est effectuée.
Puis une dernière sous étape consiste à traiter l’image numérique obtenue. Ce traitement est réalisé grâce au calculateur numérique 7 et permet de détecter la ou 5 les zones corrodées 15 ainsi que les limites de la surface totale 13 de l’échantillon susceptible d’être corrodé. Cette sous étape est préférentiellement réalisée par balayage de l’image. Elle peut également inclure l’application sur l’échantillon 11 d’un rayonnement dans le domaine du visible qui va améliorer la qualité de l’image en diminuant la réflexion et les bruits engendrés. L’image C représente l’image 10 obtenue après le traitement mentionné à la dernière sous étape.
La deuxième étape du procédé revendiqué comprend le calcul, préférentiellement effectué par le calculateur numérique 7, du rapport ou de la différence entre la surface totale de l’échantillon 13 et la surface de la zone corrodée 15. L’image D montre l’image obtenue en fin de réalisation du procédé, permettant l’obtention des 15 calculs décrit à la dernière étape du procédé.
Claims (11)
1. Procédé de détermination de l’étendue de zone(s) corrodée(s) (15) d’un échantillon métallique (11), comprenant les étapes suivantes :
- mesure de la surface de la ou des zones corrodées (15) et mesure de la surface totale (13) de l’échantillon (11) susceptible d’être corrodée ;
- calcul du rapport ou de la différence entre les surfaces (13,15); caractérisé en ce que l’étape de mesure des surfaces (13, 15) est réalisée par traitement numérique d’une image de l’échantillon (11).
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’étape de mesure des surfaces (13, 15) comprend les sous-étapes suivantes :
• acquisition d’une image de l’échantillon (11) au moyen d’un capteur photographique (3) ;
• numérisation de l’image ; et • traitement de l’image numérique de manière à détecter la ou les zones corrodées (15) et les limites de la surface (13) de l’échantillon (11) susceptible d’être corrodée.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la sous-étape d’acquisition de l’image comprend l’application d’au moins un rayonnement ultraviolet sur l’échantillon (11 ).
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le ou les rayonnements ultraviolets sont du type UVA et/ou du type UVB.
5. Procédé selon l’une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que le ou chacun des rayonnements ultraviolets est suivant une direction principale formant un angle a avec une direction perpendiculaire (9) au plan moyen du substrat (11 ) qui est supérieur à 20° et/ou inférieur à 50°.
6. Procédé selon l’une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce qu’à la sousétape d’acquisition de l’image numérique, le capteur photographique (3) est disposé suivant une direction perpendiculaire (9) au plan moyen du substrat (11 ) et centrale par rapport audit substrat (11 ).
7. Procédé selon l’une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce qu’à la sousétape de traitement de l’image numérique, la détection de la ou les zones corrodées (15) et des limites de la surface (13) de l’échantillon (11) susceptible d’être corrodée est réalisée par balayage de ladite image.
5
8. Procédé selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les étapes de mesure et de calcul sont réalisées au moyen d’un calculateur numérique (7) comprenant des instructions de code de programme configurées pour réaliser lesdites étapes.
9. Procédé selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ledit
10 procédé comprend l’étape préalable suivante :
- application de l’échantillon (11) dans des conditions susceptibles de générer la corrosion.
10. Dispositif de détermination de l’étendue de zone(s) corrodée(s) (15) d’un échantillon métallique (11), caractérisé en ce qu’il comprend :
15 - un capteur photographique (3) ; et un calculateur numérique (7) relié au capteur photographique (3) et comprenant des instructions de code de programme configurées pour réaliser le procédé selon l’une des revendications 1 à 9.
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