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En début d’année, le CFM a organisé une journée technique, en distanciel, sur les outils de la métrologie dimensionnelle, laissant la parole à différents experts de la métrologie. Parmi ces experts : Salma El Asmai, ingénieure d’études et prestations au sein du Cetim (Centre technique des industries mécaniques). Salma El Asmai a établi un panorama des différents systèmes de mesure avec une présentation axée sur la métrologie dimensionnelle “manuelle”, la métrologie tridimensionnelle par contact et la métrologie tridimensionnelle optique. Compte rendu.
Selon Salma El Asmai, il existe un besoin de quantifier des longueurs et des distances dès l’apparition de la civilatison. Au départ les unités de mesure n’étaient pas précises (pouces, bras, etc.). Le XVIIIe siècle voit grandir une préoccupation pour normaliser unités de mesure, avec la naissance du mètre en 1795 (la définition du mètre a été revue en 2019, elle est désormais basée sur la vitesse de la lumière, qui est une constante).
Le système de Palmer est le premier instrument de métrologie connu (1848), encore utilisé (micromètre, pied à coulisse) : la mesure est unidimensionnelle, le mesurande est évalué directement à partir de la mesure.
Les MMT commencent à être utilisées dans les années 1960, les machines portables (bras de mesure) dans les années 1980. Le mesurande n’est pas évalué directement à partir des mesures et des logiciels de calcul sont nécessaires pour intérprêter les données. L’avantage : une faible incertitude (de l’ordre du micron), mais une seule configuration x, y, z possible et il faut déplacer la pièce jusqu’à la machine à mesure (d’où la conception de bras de mesure, ainsi que des palpeurs à portée de main basés sur de la stéréovision).
La métrologie tridimensionnelle optique peut être s’appuyer sur la photogrammétrie (Arago,1840 ; aujourd’hui haute résolution, précision de l’ordre du micron mais faible taux d’acquisition des données ; de plus en plus utilisée dans la mesure de grosses pièces et par drone). L’interférométrie (Michelson, 1887 ; haute précision sur des micro plages, limité en environnement industriel) est également utilisée.
Les trackers laser, apparus en 1985, permettent aujourd’hui de mesurer, avec de faibles incertitudes, les pièces de grande dimension (même s’ils sont en concurrence avec la photogrammétrie), et sont utilisés pour l’étalonnage et le guidage des robots industriels.
Salma El Asmai a ensuite évoqué en détail la technologie des scanners 3D basés sur la triangulation laser : scanners montés sur bras de mesure (pour mesurer des pièces qui ne peuvent pas dépasser une certaine taille), scanners d’environnement pour effectuer des relevés, machines 3D optiques avec stéréovision pour pièces de grande dimension, et machines 3D optiques portables, de plus en plus commercialisées, permettant de numériser des pièces en repérant les cibles.
La technologie de triangulation laser offre un taux d’acquisition de données élevé, est facile d’utilisation, en particulier sur site. Ses points faibles : pas de hautes précisions, un volume de mesures restreint, des pièces difficiles d’accès ne pouvant être scannées.
La technologie basée sur la lumière structurée (projection de franges) permet de scanner des pièces de toute taille (via des pastilles à coller) posées sur un plateau et est adaptée à différentes géométries de pièces même difficiles d’accès. Parmi les avantages de cette technologie : les faibles incertitudes de mesure, mais une installation basée sur la lumière structurée difficile à déplacer sur site. Toutefois, Salma El Asmai a indiqué qu’il existe également de petites machines qui certes sont initialement dédiées à l’impression 3D mais qui offrent une faible incertitude de mesure malgré le coût peu élevé de l’équipement.
L’ingénieure a terminé son exposé en évoquant la tomographie à rayons X, utilisée en métrologie mais principalement utilisée pour le CND et la caractérisation interne des matériaux. Adaptée à l’analyse des pièces internes, cette technologie est toutefois gourmande en termes de données, nécessite des compétences pour être utilisée et est limitée selon la densité des matériaux.
Yaël Landau
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