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Développements
Diagnostics optiques
Le diagnostic optique consiste à mesurer des paramètres physiques (forme, position, vitesse, taille, concentration, température,...) d’un milieu (solide, liquide, gazeux, réactif...) sans intrusion de sonde.
Des sources d’éclairages adaptés sont utilisées pour visualiser des propriétés des objets étudiés ou pour tracer des molécules, des particules qui renseignent sur les caractéristiques du milieu. La collection de la lumière est assurée par différents moyens optiques (capteur ponctuel, caméras…).
R&D Vision développe et réalise des appareils de diagnostic optique sur mesure dédié à votre application. Ces systèmes s’intègrent parfaitement à votre environnement car nous maitrisons la réalisation de l’ensemble de la solution.


News et exemples de réalisations
Imagerie de jets de microgoutelettes de cellules pour la bioimpression de tissus humains

Poetis est une jeune société innovante qui conçoit et fabrique des tissus biologiques humains avec une technique de Bioimpression Assistée par Laser, permettant de positionner en 3D les cellules avec une précision micrométrique. Cette technologie novatrice s'appuie sur la génération d'un jet contenant des microgoutelettes de cellules grâce à une impulsion laser (pour plus d'informations: https://www.poietis.com/fr/technologie.php). La précision du procédé s'appuie notamment sur la maîtrise des caractéristiques des jets.

A cet effet, R&D Vision a développé pour Poietis un système d'imagerie de jet par ombroscopie. L'éclairage conçu spécifiquement pour cette application fournit des pulses de l'ordre de 20ns dans le proche infrarouge, offrant sur des champs de quelques mm² des images nettes et contrastées sur des jets de vitesse élevée. La qualité des images capturées par notre logiciel HIRIS ouvre la porte à des traitements, comme le calcul de vitesse des trains de gouttes.
Le système intègre également une optique macro couplée à une caméra synchronisée avec l'éclairage par notre boîtier EG.

Capteur transportable pour analyse virale par fluorescence

Afin de réaliser des tests de détection virale sur le terrain basés sur la technologie microfluidique papier, R&D Vision a co-développé avec l’IPGG (partenariat entre le MMN et L'institut Pasteur) un capteur d’analyse de signaux de fluorescence.
Le prototype est constitué de 2 sources d’excitation, d’une barrette de détection et d’un ensemble optique et opto-mécanique pour la mise en forme des faisceaux et l’optimisation du rapport signal sur bruit. Le tout est intégré dans une valise pour assurer un déploiement rapide.
Les premiers résultats ont montré qu'il est possible de diagnostiquer le virus Ebola en 30 minutes à un stade précoce de son développement.
Des études sont en cours pour confirmer ce résultat et mettre au point d'autres tests basés sur un principe équivalent dans le but de diagnostiquer de multiples cibles comme Ebola, HIV, Dengue.
Une version industrielle pourra être envisagée si les résultats sont concluants dans les mois à venir. A suivre...

Capteur optique pour la maintenance ferroviaire

R&D Vision a développé pour Alstom Transports un capteur optronique dédié aux opérations de maintenance des caténaires.
Ce capteur embarqué sur les trains réalise plusieurs mesures : la position, vitesse et accélération verticale du pantographe, la position de la caténaire, l’enregistrement continu de vidéo de l’environnement du train et la prise d’images haute résolution pour identifier et détecter des défauts aux abord de poteaux. Il intègre des éclairages spécifiques et 4 caméras rapides montées dans des caissons climatisés. L’ensemble est piloté par une centrale d’acquisition autonome qui gère la compression à la volée des données, le stockage et le traitement temps réel sur FPGA.
Toutes les mesures sont géo-référencées et positionnées suivant un point kilométrique. L’analyse temps réel permet de déclencher des prises d’images haute résolution sur des critères physiques (Ex : dépassement d’un seuil d’accélération du pantographe).
De retour au dépôt, la centrale d’acquisition se connecte automatiquement à une station de traitement et upload les données de la journée.
Un logiciel de visualisation et d’exploitation des données a été développé, il permet aussi de reprogrammer à distance le capteur.

ZEM-R : Le premier projet collaboratif pour R&D Vision

L’ouverture du marché du gaz représente une réelle opportunité mais aussi un véritable défi ; dans ce cadre, Bosch Thermotechnologie souhaite proposer à ses clients un nouveau type de chaudière individuelle, auto adaptative à tout type de gaz. En effet, les technologies actuelles de gestion de la combustion ne permettent pas de répondre en même temps, en continu, et de manière optimale aux contraintes liées à la variabilité de la composition du gaz. De plus, l’augmentation des températures de fonctionnement liée à la variabilité du gaz peut entraîner des risques accrus de corrosion, cracking et entartrage.
Dans ce cadre, Bosch a été à l’initiative d’un projet proposé au FUI 19 : le projet ZEM-R, qui va permettre de répondre à ces problématiques. La technologie développée doit pouvoir se généraliser et devenir le standard de demain pour les chaudières à gaz individuelles.
Pour ce projet, R&D Vision développera le prototype du capteur réalisant l'analyse de la combustion (ensemble optique + carte électronique).
Les principaux verrous à lever concerneront :
- la mise en œuvre d’un diagnostic haute sensibilité et avec une grande dynamique
- l’intégration d'un capteur optique dans un environnement difficile
tout en restant dans un objectif de faible coût.

Microfluidique : Une solution Made In France

Les demandes de microfluidique sont de plus en plus récurrentes. R&D Vision s’est associé avec 2 sociétés françaises: MicroFactory et Fluigent, pour proposer une solution complète.
MicroFactory est une jeune start-up spécialisée dans l'étude, la conception et la réalisation de composants et outils dans le domaine de la microfluidique. Fluigent propose des systèmes de gestion de pression haute précision pour garantir des conditions de manips très stables dans le temps.
L’ensemble du système est intégré par R&D Vision et peut être monté sur tous types de microscopes. La suite logicielle de R&D Vision gère l’automatisation de l’expérience, l’acquisition (vidéo rapide, haute résolution, fluorescence,…) et le traitements des images (tracking, mesure de vitesses, taille de gouttes, …).
En fonction de vos contraintes expérimentales, nous sommes également en mesure de réaliser sur mesure des systèmes d’éclairage (laser impulsionnel, fluo, …) ou de détection (caméra intensifiée obturable par exemple).
Nous sommes à votre disposition pour dimensionner une solution microfluidique en adéquation avec VOTRE application.

Système PIV rapide

R&D Vision développe des systèmes PIV (Particle Image Velocimetry) depuis plus de 12 ans. Nos systèmes sont ouverts et construits sur la base de nos logiciels HIRIS et DirectPIV et de notre électronique de synchronisation EG. Nous adaptons le reste de la chaine expérimentale aux besoins de nos clients - ensemencement, éclairage, optique, caméra, acquisition d’image, traitements spécifiques et flightcases pour le transport des matériels.
Le dernier système livré pour la DGA fonctionne à 1kHz et peut monter à plusieurs kHz. Construit autour d’une caméra Phantom et d’un laser Litron, l’ensemble de l’équipement comprend un bras laser avec un ensemble opto-mécanique de génération de nappes, une monture de Scheimpflug et un jeu de flighcases conçues sur mesure pour un déploiement rapide des matériels.
Pour nos besoins de prestation, nous nous sommes également équipés d’un laser similaire – 30mJ par pulse et par cavité @ 1kHz. Nous pouvons le déployer sur site mais nous proposons également des locations à nos clients.
N’hésitez pas à nous contacter : info@rd-vision.com.

Banc industriel d’injection kérosène

Afin de caractériser des injecteurs dans le domaine aéronautique, R&D Vision et Sédéméca ont co-développé un banc optique d’analyse et de visualisation de sprays kérosène multifonctions mettant en œuvre des techniques de granulométrie et de PIV.
Différentes données telles que l’angle en sortie d’injecteur, la taille ou la vitesse des gouttes sont mesurées et visualisées en temps réel. Ce moyen de recette et de recherche permet d’optimiser les performances de combustion afin de minimiser la consommation spécifique et les émissions polluantes des turboréacteurs.
La brique logicielle est pilotée par une interface dédiée avec différents niveaux d’utilisateur (Administrateur / Opérateur) et s’appuie sur plusieurs logiciels R&D Vision comme HIRIS pour l’acquisition, CameraTool pour la configuration des caméras et EG pour la synchronisation.
Le système, utilisé en environnement ATEX, a été intégré sur un banc industriel de caractérisation d’injecteurs kérosène conçu par la société Sédéméca. Les deux bancs interagissent par le biais d’un automate pour effectuer des mesures de manière synchrone dans chacun des modes d’injections.

Observation de gradient de température par une méthode Schlieren grand champ

Une technique de Schlieren a été mise en place afin de visualiser les gradients d’indices induits par des gradients de température produits par une plaque de cuisson. Ces observations ont pour but de qualifier l’efficacité des hottes aspirantes industrielles présentes au-dessus de plaques de cuisson.
Le système intègre une source lumineuse à LED pulsé et synchronisé avec une caméra haute résolution. La caméra et l’éclairage sont positionnés du même côté. Une toile hautement réfléchissante est utilisée comme écran pour le système de visualisation et offre un champ d’observation de 2m x 1,5m. La source de chaleur est positionnée entre l’écran et le système caméra-éclairage. Les variations du trajet optique des faisceaux lumineux induits par les gradients de températures la source de chaleur sont observées par le système. Les différences de contrastes indiquent les zones plus ou moins chaudes.
Ce diagnostic peut être mis en place pour l’observation de gradient de température ou pression sur des champs d’observation relativement grands.

Mesure du potentiel zêta

R&D Vision a développé des algorithmes de traitement d’images pour l’amélioration du système ZetaCompact utilisé pour la mesure du potentiel zêta.
Des particules, en suspension dans une solution, sont soumises à un champ électrique qui provoque leur mise en mouvement. La mesure de vitesse des particules permet le calcul de leur potentiel zêta, c’est-à-dire la charge électrique qu'une particule acquiert grâce aux ions qui l’entourent quand elle est en solution. Le potentiel zêta permet de prédire la stabilité des émulsions et des suspensions.
Le nouveau logiciel est capable d’analyser des solutions sur une large gamme de concentrations de quelques particules jusqu’à plusieurs milliers par image.

Traitement d’image pour l’analyse de sprays

R&D Vision a développé un logiciel pour l’analyse des sprays d’injection de carburant dans une chambre de combustion. Les algorithmes intégrés au logiciel permettent la mesure automatique sur une séquence d’images de grandeurs caractéristiques des sprays : longueur de pénétration et angle de dispersion.
Les algorithmes sont adaptés à l’analyse des images obtenues par diffusion de Mie et par strioscopie. Dans le cas de la strioscopie, il est possible de distinguer la phase vapeur de la phase liquide des sprays et le logiciel fournit alors une mesure de l’angle de dispersion de chacune des phases ainsi que l’indice de vaporisation, défini comme le rapport de la surface de la partie vapeur sur la surface totale du spray.
Le logiciel permet d’analyser jusqu’à 12 sprays simultanément sur une même image et offre un mode semi-automatique dans lequel l’utilisateur peut ajouter des indications à l’image pour améliorer le résultat.

Banc de visualisation à 100.000 images/seconde

R&D Vision a développé un banc de visualisation pour caractériser les sprays d'injecteurs dans le domaine automobile et poids lourd.
Le banc intègre une source d’éclairage pulsée de quelques Hz jusqu’à 100kHz avec des durées de pulse inférieures à 10ns et une très grande qualité de faisceau (M2<1.7).
Pour la prise d’images une caméra Phantom V710 est synchronisée avec l’éclairage via un boitier de déclenchement EG.
Un montage optomécanique a été pensé et optimisé pour faciliter les réglages et pour pouvoir intégrer d’autres diagnostics optiques.
L’ensemble des composants ont été intégrés dans deux baies sur mesure, esthétiques et ergonomiques, avec de nombreux rangements.
L’ensemble des composants est contrôlé par une interface graphique sur mesure construite sur HIRIS et simplifiant la prise en main des matériels et la réalisation des campagnes de mesures.

29 millions de pixels et la PIV en plus !

Nous avons intégré une nouvelle caméra numérique très haute résolution dans nos outils logiciels (CameraTool et HIRIS). Cette caméra possède des caractéristiques techniques très intéressantes pour différents types d’applications. Avec un capteur de 29 millions de pixels au format 35mm et une interface cameralink, la fréquence d’images atteint 5Hz avec 12bits de dynamique.
Autre caractéristique intéressante, un mode PIV permet de capturer de manière asynchrone un couple d’images avec un temps inter-image inférieur à 350ns.
Nous avons récemment testé cette caméra sur une expérience de mesure de tailles et formes de gouttes par ombroscopie et les images sont de très bonne qualité.
Abordable compte tenu des performances, cette caméra offre de nouvelles perspectives pour des applications de métrologie nécessitant une très grande résolution spatiale.

ILIDS dans le module de traitement pour HIRIS

La technique de mesure de granulométrie par imagerie interferométrique en défaut de mise au point (ILIDS) est maintenant disponible dans un module spécifique de l’outil de traitement d’images pour HIRIS.
Cette technique est utilisée pour mesurer la taille de gouttes dans un plan de lumière laser. Nous avions déjà réalisé plusieurs prestations de mesure en utilisant ce diagnostic optique dans différents environnements et nous l’avons maintenant intégré sous la forme d’une boite de dialogue dans le module de traitement d’images pour HIRIS. Des expériences récentes dans des configurations optiques très particulières nous ont conduits a optimiser les algorithmes de traitements. Ces algorithmes ont été validés sur des images réelles avec notre générateur de gouttes calibrées.
D’autres modules sont prévus très prochainement pour offrir l’ensemble des diagnostics que nous avons développés et validés sur de nombreuses configurations expérimentales.

Banc d’analyse de sprays

Pour optimiser le design de générateurs de sprays pour l’industrie de la parfumerie et de la cosmétique, R&D Vision a développé un banc d’analyse de sprays sur mesure.
Les sprays sont générés par un automate qui reproduit fidèlement une action manuelle en contrôlant la force et la vitesse d’appui sur le bouchon (capteur de force et axe Zaber). La caméra rapide Optronis CL600 est utilisée pour une vue globale du spray ainsi que sa genèse à la sortie de la buse. Plusieurs systèmes d’éclairage ont été développés spécifiquement pour la visualisation grand champ et l’ombroscopie. Un générateur de plan laser est aussi utilisé pour caractériser la mouillabilité du spray à différentes distances.
L’ensemble de ces composants sont intégrés sur une table optique dans un bâtît mécanique esthétique réalisé sur mesure avec une servante informatique assortie.
La sécurité des matériels et des personnes est assurée par un automate contrôlant des détecteurs de contact ainsi que les actions utilisateurs sur le logiciel.
Le logiciel de contrôle du banc a été développé avec une interface graphique simple et intuitive autour d’HIRIS, du CameraTool et du module IO. Différents traitements d’images développés et validés par R&D Vision sont intégrés au logiciel offrant ainsi une solution complète sur mesure, esthétique, évolutive et performante.

Traitements d’images pour l’analyse de sprays

R&D Vision a développé plusieurs algorithmes de traitement d’images pour déterminer de manière objective et quantitative certaines caractéristiques d’un spray (cône du spray, longueur de pénétration, mouillabilité).
L’utilisation d’un automate pour la génération de sprays contrôlés et reproductibles, a permis de mettre en œuvre plusieurs diagnostics de mesure pour croiser les résultats et valider la performance des algorithmes développés.
Pour la détermination de l’angle du cône de spray, des résultats de mesure tomographique par plan laser (plan médian) ont été comparés à une méthode intégrale utilisant des images de spray obtenues par une caméra rapide (500 im/s) et un éclairage LEDs synchronisé. Les résultats sont en très bon accord entre les deux techniques validant ainsi un algorithme qui n’utilise plus de seuils subjectifs pour la détermination de l’angle du cône du spray.
Pour déterminer la mouillabilité nous générons un plan laser perpendiculaire à l’axe du spray à une distance paramétrable de la sortie de la buse. Les gouttes qui traversent le plan sont imagées en diffusion avant par une caméra rapide (Optronis CL600). Les gouttes détectées au cours du spray sont cumulées sur un maillage 2D pour construire un histogramme normalisé. La répartition spatiale de la densité de probabilité de présence de gouttes est ainsi déterminée pour quantifier et comprendre la forme et la proportion de liquide reçue par une surface à une certaine distance de la buse.

Reconstruction de la surface d’un matériau en combustion par profilométrie laser

Pour étudier la régression de plaques de PPMA en combustion, R&D Vision a développé un profilomètre laser dynamique.
Cet appareil intègre un scanner laser, une caméra haute résolution, une électronique de synchronisation et un logiciel dédié. Le système optique et l’enregistrement des images ont été optimisés pour augmenter le rapport signal (laser) / bruit (flamme) et permettre ainsi le traitement des images. Un algorithme a été développé pour la reconstruction 3D de l’échantillon au cours de la combustion.
Cet appareil fournit une analyse spatiale plus fine de la consumation de la matière pour aider à l’optimisation de codes de calculs utilisés dans le cadre de la sécurité incendie.

Système d’imagerie pour analyse de la réponse impulsionnelle d’une optique

Pour étudier la réponse impulsionnelle d’optiques de haute précision, R&D Vision a développé un système d’acquisition automatisé.
Équipé d’une caméra très haute résolution et de deux platines micrométriques motorisées, l’acquisition automatique et le pilotage sont gérés par HIRIS et son module Automate. Un algorithme spécifique a été implémenté pour optimiser le temps d’exposition pour chaque image et ainsi utiliser toute la dynamique de la caméra.
Grâce à ces outils, des scans précis sont réalisés en deux dimensions autour de la meilleure position de mise au point. Les images sont ensuite traitées par des algorithmes clients existants.

Outils d’acquisition d’images pour les mesures PIV volumétriques

R&D Vision propose un outil de contrôle facilitant la mise en place d’expériences PIV volumétrique (3D3C) avec un parc hétérogène de matériels.
Une interface homme-machine simplifie le contrôle des différents composants du système PIV : paramétrage des caméras, synchronisation de l’acquisition des images et pilotage du déplacement de la tranche laser.
Cet outil interagit avec HIRIS et l'application pilotant le boitier EG pour utiliser les fonctionnalités de chaque logiciel.
Les données informatives des essais sont reportées dans un fichier XML.
Utilisé avec succès dans le cadre de mesures sur la dynamique d’écoulements de fluides, cet outil logiciel ouvert et évolutif permet l’intégration de différents modèles de caméras ainsi que de composants additionnels (automates de déplacements...) selon les besoins des utilisateurs.

Stéréo PIV dans un écoulement de turbine à gaz

L'objectif de cette étude est d'améliorer la compréhension de l'écoulement d'air généré dans une maquette de turbine au moyen de mesure optique de champs instantanés de vitesse.
La technique de mesure appliquée est la PIV stéréoscopique pour mesurer les trois composantes de la vitesse. Un montage optomécanique robotisé a été développé spécifiquement pour ces essais pour répondre aux contraintes d'encombrement, de dimension, d'accès optiques et de durée d'expérience.
Les écoulements présentent un rapport de vitesse très important entre la composante dans et hors plan (Vzmax = 100m/s) sur une section de mesure importante (>50x50cm²).
Une procédure d'étalonnage spécifique et un algorithme de calibration avancé ont été développés pour répondre aux contraintes expérimentales.
Le post traitement des données a permis de mettre en évidence les zones de présence de structures tourbillonnaires dans l'écoulement.

Banc de detection de microfissures

Dans le domaine ophtalmique, des microfissures apparaissent sur les antireflets des verres si des contraintes mécaniques trop importantes sont appliquées lors du montage. Pour quantifier précisément ce phénomène et étudier la résistance des antireflets, R&D Vision a développé un banc d'imagerie très haute résolution.
Comprenant un éclairage spécifique et une caméra 4 millions de pixels, le banc est monté sur une machine de traction INSTRON.
Le logiciel, développé autour d'HIRIS, gère le pilotage de la machine (application de contraintes programmées), l'acquisition et l'analyse d'images en temps réel.

Système Microfluidique et mesures dimensionnelles en temps réel

Parmi ses systèmes pour la microfluidique, R&D Vision propose une solution complète haute cadence de mesures dimensionnelles sur des gouttes.
L'ensemble intègre une caméra rapide à 200i/s et est développé autour d'HIRIS et de son module de traitement d'images. Après calibration du système, des mesures (diamètres, vitesse,…) sont réalisées en temps réel.
Le module de traitement d'images pour HIRIS est aussi ouvert à la programmation. Les utilisateurs peuvent intégrer leurs traitements spécifiques.

64, rue Bourdignon / Lot 13
94100 Saint Maur des Fossés

T (33) 1 76 62 11 50
F (33) 1 76 61 61 60

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