Exploitation de la texture d'images de speckle pour caractériser, de façon globale, l'état de surface des chaussées à l'échelle de microtexture
Résumé
The improvement of skid resistance of pavements requires some means of characterization of the surface condition on the aggregate scale (macrotexture) and of their polish (microtexture). However, to date, the microtexture, more particularly height variations from one up to about ten micrometers in amplitude, cannot be correctly apprehended by means implemented in civil engineering (owing to the limitation of the measuring range of profilometers at the required resolution). The research works carried out come within the general framework of works of the LCPC intended to reach a better understanding of the contribution of microtexture to tire/road friction. They aim at the development of a global characterization method of microtexture by using the speckle techniques, more particularly in the case of an unresolved subjective speckle. In view of the lack of information available regarding the application of speckle techniques to multi-scale surfaces, some simulations of the speckle contrast are carried out using the scalar diffraction theory of Kirchhoff in case of a two-scale surface texture and for the selected particular experimental configuration. They demonstrate the possibility to characterize by the chosen method, the coarseness of the microtexture or any changes with wear. In the second time, the first-order statistics of speckle (contrast, histogram of intensity) are examined within the framework of experiments carried out with some reference surfaces (abrasive papers with different kinds of coarseness) and some models of pavement surfaces (various rocks, various steps of wear), all samples being calibrated by recording some profiles. By means of adapted treatments of the speckle images, we achieve to discriminate the reference surfaces and in the case of the models of pavement surfaces, two different kinds of coarseness and two different steps of wear.
Afin d'améliorer l'adhérence des chaussées, il est nécessaire d'accéder à une caractérisation de leur état de surface tant à l'échelle des granulats (macrotexture) que de leur rugosité locale (microtexture). Or, à ce jour, la microtexture et plus particulièrement les aspérités d'amplitude comprise entre un et quelques dizaines de micromètres, ne peut être appréhendée de manière satisfaisante par les moyens mis en œuvre en génie civil (limitation de l'étendue de mesure des profilomètres aux résolutions souhaitées). Les travaux de recherches réalisés s'inscrivent dans le cadre plus global de travaux du LCPC destinés à accéder à une meilleure compréhension de l'apport de la microtexture au frottement pneumatique/chaussée. Ils ont pour objectif l'élaboration d'une méthode de caractérisation globale de la microtexture par l'emploi des techniques du speckle, plus particulièrement dans le cas d'un speckle subjectif non résolu. Devant le peu d'informations disponibles sur l'application des techniques du speckle aux surfaces multi-échelles, des simulations du contraste de speckle dans la configuration expérimentale particulière choisie sont réalisées pour une surface comportant deux échelles de texture à l'aide du modèle de diffraction scalaire de Kirchhoff. Celles-ci démontrent la possibilité de caractériser la finesse de la microtexture ou son évolution avec l'usure par la méthode choisie. Dans un second temps, les paramètres statistiques du premier ordre du speckle (contraste, histogramme de l'intensité) sont examinés dans le cadre d'expérimentations réalisées sur des surfaces de référence (papiers abrasifs de différente finesse) et sur des modèles de surface de chaussée (différentes roches, différents stades d'usure), chaque échantillon étant étalonné par des relevés de profils. Par des traitements adaptés des images de speckle, nous parvenons à séparer les surfaces de référence et dans le cas des modèles de chaussée, deux finesses différentes et deux stades d'usure.
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