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HAL Id: tel-00777746 https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00777746 Submitted on 18 Jan 2013 HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entific research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers. L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés. Qualité géométrique & aspect des surfaces : approches locales et globales Gaëtan Le Goïc To cite this version: Gaëtan Le Goïc. Qualité géométrique & aspect des surfaces : approches locales et globales. Autre. Université de Grenoble, 2012. Français. NNT : 2012GRENA023. tel-00777746 TH ` ESE Pour obtenir le grade de DOCTEUR DE L’UNIVERSIT ´ E DE GRENOBLE Sp´ ecialit´ e : G´ enie M´ ecanique Arrˆ et´ e minist´ eriel : 7 aoˆ ut 2006 Pr´ esent´ ee par Ga¨ etan Le Go¨ ıc Th` ese dirig´ ee par Serge Samper et codirig´ ee par Fabien Formosa pr´ epar´ ee au sein du Laboratoire SYst` emes et Mat´ eriaux pour la M ´ Ecatronique (SYMME) et de l’ ´ Ecole Doctorale SISEO Qualit´ e g´ eom´ etrique & Aspect des surfaces approches locales et globales Th` ese soutenue publiquement le 1er Octobre 2012, devant le jury compos´ e de : Thomas G. Mathia Directeur de Recherche, Ecole Centrale de Lyon, Laboratoire de Tribologie et Dynamique des Syst` emes CNRS-UMR 5513, France, Pr´ esident Christopher A. Brown Professeur des Universit´ es, Worcester Polytecnic Institute, Surface Metrology La- boratory, Massachussetts, Etats-Unis , Rapporteur Maxence Bigerelle Professeur des Universit´ es, Universit´ e de Valenciennes, Laboratoire TEMPO, France, Rapporteur Maurice Pillet Professeur des Universit´ es, Polytech Annecy Chambery, Universit´ e de Savoie, Laboratoire SYMME, France, Examinateur Laurent Gwinner Expert industriel, D´ epartement Technique du comit´ e Franc´ eclat (CETEHOR), Besanc ¸on, France, Examinateur Serge Samper Professeur des Universit´ es, Polytech Annecy Chambery, Universit´ e de Savoie, Laboratoire SYMME, France, Directeur de th` ese Fabien Formosa Maˆ ıtre de Conf´ erences, Polytech Annecy Chambery, Universit´ e de Savoie, Labo- ratoire SYMME, France, Co-Directeur de th` ese Avant-propos Ces travaux de recherche ont ´ et´ e r´ ealis´ es au laboratoire SYMME localis´ e ` a Annecy, dans le cadre du programme europ´ een Interreg4 France-Suisse pour la p´ eriode 2007-2013. Ce programme rassemble les territoires frontaliers de l’Arc Jurassien et du Bassin L´ emanique, aﬁn d’apporter des r´ eponses ` a des probl´ ematiques communes. Le projet Aspect de surface s’inscrit dans ce cadre, et vise ` a renforcer un point fort de l’activit´ e ´ economique des deux cot´ es de la fronti` ere Franco Suisse : la r´ ealisation de produits ` a forte valeur ajout´ ee (horlogerie, automobile, m´ edical, domotique, etc). Ces produits exigent une qualit´ e de surface irr´ eprochable dont l’´ evaluation par l’homme entraine une forte variabilit´ e de jugement. Ce projet regroupe diﬀ´ erentes entreprises in- dustrielles, le Centre Technique du Decolletage (CTDEC) ` a Cluses et le d´ epartement technique du comit´ e Franc´ eclat (CETEHOR) ` a Besan¸ con, et deux laboratoires de recherche : le SYMME (Uni- versit´ e de Savoie) et le Laboratoire de Production Microtechnique (Ecole Polytecnique F´ ed´ erale de Lausanne). Le contexte g´ en´ eral de ces travaux est pr´ esent´ e dans la ﬁgure 1. Cr´ e´ e en 2006, le laboratoire SYst` emes et Mat´ eriaux pour la MEcatronique est l’un des quatre laboratoires de l’ Ecole Polytechnique Universitaire de l’Universit´ e de Savoie. Ce laboratoire r´ eunit les comp´ etences de 45 enseignants chercheurs et 25 doctorants, r´ epartis au sein de quatre groupes de comp´ etences : le groupe Qualit´ e des Produits et des Syst` emes (QPS), le groupe Conception Instrumentation et Contrˆ ole de Syst` emes (CICS), le groupe Mat´ eriaux de Structures (MS) et le groupe Mat´ eriaux Fonctionnels (MF). Les domaines d’application du laboratoire sont l’Energie, la Production Industrielle, la Sant´ e et les Tr` es Grands Instruments. iii iv Chapitre 0 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 o Thèse Hugues Favrelière « Tolérancement modal : De la métrologie vers les spécifications » 2005 o Travaux de Serge Samper , Professeur des Universités o Thèse Anne Sophie Guerra « Métrologie sensorielle dans le cadre du contrôle visuel » o Travaux de Maurice Pillet, Professeur des Universités o Thèse Nathalie Baudet « Approche sensorielle du contrôle d’aspect » o Thèse Gaëtan Le Goïc « Qualité géométrique & aspect des surfaces » Approches locales et globales o Approche lumière : Développement d’un système d’aide à la détection des anomalies visuelles (dispositif PTM) o Approche géométrique de l’aspect : Développement d’outils logiciels autour du filtrage modal et analyse en courbures o Normalisation : Méthode d’extraction et de filtrage des défauts de forme par la Décomposition Modale Discrète o Dépôt de brevet : méthode de traitement des données det t !"*,$'"%*$+ #- )*(&$, » s Figure 1 – Contexte des travaux Table des mati` eres Introduction 1 Pr´ eambule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 L’objet des travaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1 Comment d´ ecrire l’aspect d’une surface ? 5 1 L’´ evaluation sensorielle des surfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1.1 Qualit´ e per¸ cue & qualit´ e attendue : relation client/fournisseur . . . . . . . . 5 1.2 L’analyse sensorielle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.3 La m´ etrologie sensorielle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.3.1 Les trois ´ etapes de la m´ etrologie sensorielle . . . . . . . . . . . . . . 7 1.3.2 L’environnement visuel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.4 Exemple de mise en œuvre dans l’entreprise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.4.1 Etape d’exploration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.4.2 Etape d’´ evaluation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.4.3 Etape de d´ ecision . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 1.5 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2 Aspect de surface & g´ eom´ etrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 2.1 De la mesure aux caract´ eristiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 2.1.1 Mesure de la topographie d’une surface . . . . . . . . . . . . . . . . 16 2.1.2 Echelle et comportement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2.1.3 Caract´ eristiques g´ eom´ etriques normalis´ ees . . . . . . . . . . . . . . . 23 2.1.3.a les 6 ordres de d´ efauts g´ eom´ etriques . . . . . . . . . . . . . . 23 2.1.3.b Les indicateurs statistiques d’´ etat de surface . . . . . . . . . 26 2.2 Lien entre caract´ eristiques g´ eom´ etriques et uploads/Science et Technologie/le-goic-qualite-geometrique-et-aspect-des-surfaces-2012.pdf