Segmentation et analyse de la microstructure des matériaux biosourcés : application à un empilement de particules de chènevotte

Abstract:

L’utilisation de matériaux durables dans la construction, contribuant à l’atténuation du changement climatique, représente une étape majeure vers la sobriété carbone. Les matériaux biosourcés sont des candidats prometteurs pour atteindre cet objectif. La performance de ces matériaux en tant qu’éléments de construction est étroitement liée à leur microstructure. Ainsi, comprendre et être en mesure de relier les propriétés microstructurales aux propriétés multiphysiques est essentiel pour optimiser leurs performances. Dans cette étude, un empilement de particules de chènevotte (issues du chanvre), à différents niveaux de compaction, a été analysé à l’aide de traitements d’images de tomographie à rayons X obtenues au synchrotron Soleil. L’utilisation de réseaux neuronaux convolutionnels et l’analyse des propriétés structurales des particules ont permis la segmentation de l’empilement, i.e. l’identification et la séparation des particules et des pores dans l’image. L’intégration de ces deux méthodes a été essentielle en raison du faible contraste de l’image et de la microstructure complexe du matériau. En segmentant les particules individuellement, nous avons pu caractériser à la fois les propriétés géométriques des particules et du réseau poreux de l’empilement. Un travail est en cours pour déterminer la densité locale des particules de chènevotte à partir des niveaux de gris de l’image et de scans de calibration de matériaux de densité connue, en supposant une relation linéaire entre le coefficient d’atténuation des rayons X par le matériau et sa masse volumique (loi de Beer-Lambert).

Short bio:

Je suis post-doctorante au CEREMA de Strasbourg en collaboration avec Camille Chateau, Philippe Glé et Thibaut Lecompte. J’ai réalisé ma thèse au laboratoire LFCR de l’Université de Pau et des Pays de l’Adour, où j’ai étudié les dommages liés à la cristallisation des sels dans les milieux poreux multi-couches. Mes recherches s’appuient sur la tomographie à rayons X et l’analyse d’image, que j’utilise pour observer et quantifier le comportement statique et dynamique des fluides au sein des matériaux poreux et granulaires. Dans le cadre de mon post-doctorat, je développe des outils d’analyse d’image pour relier la microstructure aux propriétés multiphysiques de matériaux granulaires biosourcés.