Solutions du quiz n°2 de Métrologie des Surfaces

Question 1 : Lequel de ces paramètres est le plus adapté aux applications d'étanchéité ?

Bonne réponse : C

Sur les quatre paramètres proposés, le plus efficace pour des applications d'étanchéité est le Wt, calculé sur le profil d'ondulation. L'ondulation présente l'intérêt de supprimer les aspérités locales et de ne conserver que les écarts de forme et les plus grandes longueurs d'onde qui peuvent affecter la qualité du contact.

Rq est un paramètre de rugosité moyennant les écarts du profil à la ligne moyenne définie par l'ondulation. Il ne peut être utilisé pour les applications d'étanchéité.

Pz est calculé sur le profil primaire qui contient également le profil d'ondulation. Cependant, il peut être affecté par les rayures locales et les pics saillants, ce qui a tendance à masquer les écarts de forme.

RSm est un paramètre d'espacement mesurant la largeur moyenne des éléments du profil de rugosité le long de l'axe X. Il ne dit absolument rien sur l'axe Z.

Question 2 : Lequel de ces paramètres est le plus sensible aux points aberrants ?

Bonne réponse : C

Rku est le moment statistique d'ordre quatre, ce qui veut dire que l'équation intègre les écarts à la ligne moyenne élevés à la puissance quatre. Plus forte est la puissance, plus le paramètre est sensible aux points aberrants. L'illustration ci-dessous montre un profil bruité avec de nombreux points aberrants et une version nettoyée de ces points aberrants. On voit que les autres paramètres ne varient que très peu mais que le Rku change plus fortement. Les variations sur le Wz sont également plus élevées mais c'est parce que la ligne d'ondulation est quasiment plate.

Question 3 : Lesquels de ces paramètres peuvent être utilisés dans les applications de lubrification ?

Bonne réponses : B, C

Rvk est typiquement le paramètre recommandé pour analyser la lubrification. Il peut être vu comme le calcul du volume de rétention d'huile, bien que ce ne soit pas un calcul de volume.

Rdc peut également être utilisé pour la lubrification s'il est configuré correctement, par exemple avec Rdc(80%, 95%) de sorte qu'il mesure la partie basse du profil.

Rv mesure la profondeur maximale des vallées, mais il ne prend en compte qu'un seul point par longueur de base, qui peut être due à une rayure. Donc il n'est pas adapté à l'étude de la lubrification.

Rpk se focalise sur les pics et non pas les vallées, donc il est totalement non adapté à évaluer la lubrification.

Question 4 : Lesquelles de ces conditions de filtrage conviennent lors de l'étalonnage du coefficient d'amplification latérale sur un profilomètre ?

Bonnes réponses : A, C

Un filtre de rugosité avec un cut-off égal ou supérieur à 0,8 mm permettra de supprimer l'ondulation et de conserver sans altération les structures périodiques. Ainsi, toutes les périodes seront correctement alignées et un paramètre d'espacement mesurera correctement la période. Avec un cut-off plus petit, le filtre commencera à altérer les structures périodiques et la mesure de la période pourrait être affectée.

Un filtre d'ondulation ne retinedra que la large ondulation de période environ 10 mm et supprimera les structures périodiques, ce qui rendra le profil totalement inutile pour un étalonnage.

Question 5 : Lesquelles de ces affirmations sont vraies ?

Bonnes réponses : B, C, D

Le filtre λs n'est pas obligatoire mais il est le filtre par défaut, c'est-à-dire qu'en l'absence d'indications contraires, on doit l'appliquer.

Selon le VDA2006, une norme allemande utilisée dans l'automobile, le filtre λs est interdit pour le calcul de paramtres de profils, car il retire trop d'information dans les hautes fréquences pouvant être utiles. Cependant, par défaut, si on suit les normes ISO, on doit l'appliquer.

Sur un profil d'ondulation, le filtre conserve les longueurs d'ondes plus grandes que la valeur du cut-off, donc il n'y a pas d'obligation d'appliquer le filtre λs avant, puisque son cut-off est beaucoup plus petit que le cut-off λc qui retirera de toutes façon les longueurs d'ondes retirées par le filtre λs.

Tout filtre retire de l'information, et parfois, il s'agit d'information utile. Par exemple, l'application d'un filtre S sur une surface peut retirer de l'information utile issue de la haute résolution du profilomètre, et son effet a beaucoup plus d'impact sur une surface que sur un profil (qui a en général un pas latéral plus petit).

Voir la page Techniques de filtrage pour les états de surface

Question 6 : Lesquels de ces paramètres sont calculés avec une fonction d'autocorrélation ?

Bonnes réponses : B, C

Sal et Str sont tous les deux calculés à la suite d'une fonction d'autocorrélation. Sal est le plus petit rayon (rmin) du lobe central seuillé ; Str est le ratpport rmin/rmax qui caractérise l'isotropie de la surface.

Std caractérise la directionnalité de texture, et est calculée à partir du spectre de Fourier. Sfd calcule la dimension fractale et n'a rien à voir avec l'autocorrélation.

Question 7 : Lesquelles de ces méthodes sont liées à l'analyse fractale ?

Bonnes réponses : A, B, C, D

Les enveloppes morphologiques sont calculées avec un filtre de fermeture et d'ouverture morphologique avec un élément structurant. Cette méthode peut être utilisée dans une analyse fractale en itérant la taille de l'élément structurant et en calculant à chaque fois le volume enclos entre les deux enveloppes. Un graphe log-log est ensuite établi des valeurs du volume enclos en fonction de l'échelle (la taille de l'élément structurant)

Les analyses Length-scale et Area-scale sont deux méthodes de l'analyse Scale-Sensitive Fractal Analysis (SSFA) utilisée pour établir des corrélations fonctionnelles sur des profils et des surfaces.

La méthode des boîtes est l'une des premières méthodes fractales qui ont été inventées, mais qui est aujourd'hui moins populaires.

Voir la page Analyse fractale SSFA

Question 8 : Lesquels de ces paramètres ne sont pas définis dans l'ISO 25178 ?

Bonnes réponses : A, C

Les réponses correctes correspondent aux paramètres qui ne sont pas définis dans l'ISO 25178. Sbi était dans le rapport européen EUR 15178N qui était en usage avant que la norme ISO soit disponible. Les trois indices Sbi, Sci et Svi définis dans le rapport européen sont désormais remplacés par les paramètres de volume. S3z n'existe pas mais R3z était un paramètre défini par Daimler pour tenter d'avoir un Rz plus robuste.

Sdv est un paramètre de motifs utilisé pour calculer le volume des vallées significatives. S5v est la moyenne des profondeurs des 5 vallées les plus significatives.

Voir la page Introduction aux Etats de Surface et la page Paramètres surfaciques de motifs

Question 9 : Lesquels de ces paramètres sont des paramètres de motifs (Feature parameters) ?

Bonnes réponses : A, B, D

Spc est la courbure moyenne des pics significatifs. Sda est l'aire moyenne des vallées significatives. Spd est la densité des pics significatives. Ces trois paramètres sont tous des paramètres de motifs (Feature parameters) définis dans l'ISO 25178-2.

Std calcule la directionnalité de texture et est un paramètre de champ.

Voir la page Paramètres surfaciques de motifs

Question 10 : Quel fameux métrologue a un jour parlé d'éruption de paramètres (parameter rash) ?

Bonne réponse : B

Le fameux professeur David Whitehouse a écrit un article qui a fait parler de lui en 1982, The parameter rash - is there a cure? où il condamnait l'augmentation non contrôlée du nombre de paramètres d'état de surface. L'idée derrière était que plus il y a de paramètres, plus il est difficile pour les utilisateurs de les apprendre. Cependant, un grand nombre de paramètres sont définis pour s'adapter aux différentes applications, mais en général on n'utilise que 2 à 5 paramètres pour une application donnée, et la plupart du temps on ne retient qu'un seul paramètre, le plus significatif, dans les spécifications.

Voir l'article The parameter rash - Is there a cure?