▼This page is an automatic translation to French of BubbleCounter.This translation is distributed in the hope that it will be useful, but without any guarantee of accuracy.
Sélectionnez une zone englobant une partie de la carte de balance des blancs et exécutez la macro de balance des blancs.
Le développeur remercie sincèrement Holcim ( http://www.holcim.us/ ) pour sa généreuse contribution via le site web Superior Ideas de l'Université technologique du Michigan ( http://www.superiorideas.org/ ).
La durabilité des bétons de ciment Portland dans les climats froids, où ils sont soumis à des cycles alternés de gel et de dégel, est fortement influencée par la nature de leur réseau de vides d'air. Les vides ayant le plus d'impact sont de petite taille et nécessitent un microscope pour être observés, ce qui rend l'examen du réseau de vides d'air long et fastidieux. BubbleCounter est une méthode automatisée mise au point à l'Université technologique du Michigan par Karl Peterson, Jeremy Carlson et Jerry Anzalone, avec le soutien du Programme de recherche routière du Wisconsin, du Département des transports du Michigan et du Programme de financement des innovations en matière d'infrastructure routière du ministère des Transports de l'Ontario.
BubbleCounter remplit la fonction indiquée : il compte les vides d'air (bulles) interceptés par une série de lignes d'un pixel de large extraites d'une image scannée haute résolution d'un échantillon de béton durci correctement préparé. Il mesure également la longueur des lignes interceptées, permettant ainsi de calculer la teneur en air et la fréquence des vides. Ces valeurs, combinées à la teneur en pâte préalablement déterminée, donnent le facteur d'espacement.
BubbleCounter nécessite un scanner à plat de bureau standard d'une résolution native d'au moins 3 175 dpi, le logiciel ImageJ et les macros disponibles sur GitHub. La préparation des échantillons est identique à celle de la méthode précédemment décrite, avec quelques étapes supplémentaires pour obtenir un contraste élevé entre les bulles d'air et les phases solides.
Le compteur de bulles doit être calibré pour fournir des résultats précis. L'étalonnage repose sur les paramètres de vide d'air déterminés par des méthodes classiques à partir du même échantillon.
Explication sommaire de l'opération
Une surface de béton durci, préalablement polie, est noircie et blanchie par application d'encre noire, puis une fine poudre blanche est pressée dans les interstices. La surface est soigneusement nettoyée et placée sur la vitre d'un scanner à plat, accompagnée d'une charte de balance des blancs. L'échantillon et la charte sont numérisés à une résolution d'au moins 3 175 dpi afin de distinguer des détails d'environ 10 microns avec une interpolation minimale. L'image numérisée est enregistrée au format TIFF (sans perte) en niveaux de gris.
Depuis l'interface d'ImageJ, l'utilisateur sélectionne une portion représentative de la carte de balance des blancs et, à l'aide d'une macro, détermine les modes d'intensité du blanc et du noir. Ces données servent à normaliser les images, réduisant ainsi les erreurs dues aux légères variations des conditions de numérisation. L'utilisateur sélectionne ensuite une portion représentative de l'échantillon à analyser et exécute une macro qui invite à saisir les propriétés et les paramètres d'analyse. À partir des données fournies par l'utilisateur, la macro extrait plusieurs lignes de l'image après avoir préalablement « étiré » les intensités des pixels en fonction des modes d'intensité du blanc et du noir précédemment déterminés.
Les lignes extraites sont combinées une à une, en préservant leur intégrité, pour former une image composite, puis enregistrées dans un fichier distinct. Chaque pixel est analysé et comparé à une valeur seuil déterminée lors de l'étalonnage. Les pixels blancs contigus (dont l'intensité est supérieure ou égale à la valeur seuil) sont comptés pour former des cordes, lesquelles sont ensuite regroupées par longueur. Tous les pixels dont l'intensité est inférieure au seuil sont considérés comme noirs et représentent donc les phases solides.
La proportion d'air correspond à la fraction de pixels blancs dans l'image composite. La fréquence des vides est calculée à partir du nombre de cordes interceptées et de la longueur totale des lignes parcourues (calculée en fonction du nombre de pixels par ligne et des dimensions des pixels). La longueur moyenne des cordes est simplement la longueur totale parcourue dans les vides divisée par le nombre total de cordes interceptées.
Si la fraction de pâte est connue et fournie, le facteur d'espacement est également calculé. Si la fraction de pâte est omise, seuls la teneur en air et la fréquence des vides sont déterminés.
de l'installation
Si ImageJ n'est pas déjà installé, téléchargez et installez sa dernière version (disponible à l' adresse https://imagej.nih.gov/ij/ ). S'il est déjà installé, mettez-le à jour (Aide > Mettre à jour ImageJ).
Accédez au répertoire des macros du programme et créez un dossier nommé BubbleCounter :
Windows : C:\Program Files\ImageJ\macros
Linux : ~/.imagej/macros
Mac OS : à déterminer
Extrayez les fichiers compressés récupérés depuis GitHub dans le dossier BubbleCounter nouvellement créé.
Il peut être pratique d'accéder directement à certaines fonctionnalités fréquemment utilisées depuis le menu déroulant des plugins d'ImageJ. Dans ce cas, accédez au répertoire des plugins et créez un autre dossier nommé BubbleCounter :
Windows C:\Program Files\ImageJ\plugins
Linux : ~/.imagej/plugins
Mac OS : à déterminer
Placez les macros souhaitées (généralement balance des blancs et compteur de bulles) dans le nouveau répertoire.
Outils et consommables
Équipement de préparation des échantillons nécessaire à la production d'une dalle de béton poli.
Utiliser un marqueur, de l'encre ou de la peinture noire opaque pour noircir une surface polie.
Lame de rasoir tranchante.
Outil pour presser la poudre blanche.
Poudre blanche dont la taille maximale des particules est de 3 microns ; barytine, oxyde de zinc, wollastonite ou similaire.
Huile minérale.
Scanner à plat avec une résolution native supérieure à 3 000 ppp.
Ordinateur avec ImageJ et BubbleCounter installés.
Carte de balance des blancs (par exemple, ruban adhésif vinyle noir et blanc appliqué sur une plaque métallique plane).
Préparation de l'échantillon
Préparer une section transversale plane et polie à travers une dalle de béton.
Pour éviter les rayures sur le verre, placez de fines étiquettes adhésives sur les coins de la surface préparée, de sorte que les étiquettes reposent sur la surface du verre plutôt que sur la surface en béton poli recouverte de poudre abrasive.
Pour utiliser la macro BubbleCounter, vous aurez besoin d'une estimation de la fraction de pâte dans le béton afin de calculer le facteur d'espacement. (Si aucune fraction de pâte n'est fournie, seuls la fréquence des vides et la teneur en air seront indiqués.) Cette estimation peut provenir d'un comptage manuel de points ou de la formulation du mélange. La plupart des bétons ont une fraction de pâte de 0,30 ± 0,05 (en volume).
Pour déterminer la fraction de pâte par comptage manuel de points, nous recommandons un minimum de 500 points, en ne comptant que les granulats et en indiquant la fraction de granulats. BubbleCounter intègre une routine de détermination de la fraction de granulats qui utilise une image scannée d'une dalle polie, mais non traitée par contraste.
Numérisez la dalle polie à une résolution de 3 175 dpi ou plus et dans l’espace colorimétrique RVB pour produire une image couleur haute résolution de la surface.
Ouvrez l'image numérisée dans ImageJ et sélectionnez une zone rectangulaire de l'échantillon qui englobe un échantillon représentatif.
Exécutez la macro point_count. Celle-ci divisera la zone en environ 500 points d'échantillonnage et invitera l'utilisateur à saisir une valeur si le pointeur est positionné sur « agrégat ».
Les résultats du comptage des points sont affichés en direct et, une fois le tour complet des points d'échantillonnage terminé, un fichier contenant les résultats sera créé.
Veuillez noter que cliquer sur Annuler suspendra la macro et que les résultats seront perdus.
Le module complémentaire BubbleCounter détermine indirectement la fraction de pâte en soustrayant de 1 la somme de la fraction d'agrégats et de la fraction d'air. L'utilisateur peut également saisir directement la fraction de pâte.
Si la détermination se fait par la conception du mélange, le plug-in BubbleCounter a besoin du rapport pâte/agrégat (en volume).
Peignez/colorez la surface en noir.
Remplissez les cavités avec de la poudre blanche. Retirez l'excédent de poudre.
Peindre/colorer les vides qui ne sont pas des vides d'air dans la pâte de ciment (par exemple, la porosité dans l'agrégat).
Optimisation
BubbleCounter nécessite l'optimisation des seuils pour garantir la précision des valeurs mesurées. Cette optimisation s'effectue en procédant d'abord à une détermination manuelle de l'AVP sur au moins 30 échantillons, puis en traitant ces échantillons avec un produit de contraste avant de les numériser et de les analyser avec BubbleCounter. Cette première analyse ne requiert pas de seuils optimisés ; n'importe quel seuil peut être utilisé, sachant que les résultats seront imprécis. Après cette analyse initiale, la procédure d'optimisation est exécutée, générant des valeurs de seuil optimales basées sur la convergence avec les résultats des déterminations manuelles de l'AVP.
Bien que cette approche puisse paraître contre-intuitive, un jeu de données initial est nécessaire à l'optimisation ; d'où la nécessité de constituer ce jeu de données avec des valeurs seuils erronées connues. Une fois l'optimisation terminée, les données peuvent être réanalysées avec BubbleCounter, ce qui permet d'obtenir des résultats plus fiables.
Numérisation et analyse de l'échantillon préparé
Placez la carte de balance des blancs et la surface de béton préparée face vers le bas sur la vitre du scanner à plat, l'une à proximité de l'autre.
Désactivez toutes les étapes de post-traitement que le logiciel de numérisation aurait pu activer.
Réglez la résolution sur 3 175 ppp ou plus.
Sélectionnez une zone à scanner qui inclut une partie de la carte de balance des blancs.
Enregistrez l'image numérisée au format TIFF.
Sélectionnez une zone englobant une partie de la carte de balance des blancs et exécutez la macro de balance des blancs.Ouvrez l'image numérisée dans ImageJ, utilisez l'outil de sélection rectangulaire pour sélectionner une zone représentative de la charte de balance des blancs et exécutez la macro de balance des blancs. Cette macro détermine et enregistre les valeurs modales des zones noires et blanches de la charte dans un nouveau fichier portant le même nom que l'image, auquel est ajouté « _bcProps.txt ».
Sélectionnez une zone englobant une zone représentative de la dalle et exécutez la macro BubbleCounter.Utilisez l'outil de sélection rectangulaire pour sélectionner une zone représentative de votre échantillon à analyser (Fig. 2) et exécutez la macro BubbleCounter. La macro invite l'utilisateur à fournir :
Le nombre de parcours (le nombre de lignes horizontales régulièrement espacées à extraire de l'image).
La taille des particules en surface. Dans certaines spécifications, la surface minimale requise pour l'analyse est déterminée par la taille des particules en surface. Par exemple, dans la norme ASTM C457 (Méthode d'essai normalisée pour la détermination microscopique des paramètres du système de vides d'air dans le béton durci), une taille de 19 mm requiert une surface minimale de 71 cm². Le module complémentaire BubbleCounter ne vérifie pas si la surface sélectionnée est suffisante ; il permet simplement d'enregistrer la taille des particules en surface.
Méthode de détermination de la teneur en pâte ; choisissez l’une des trois options suivantes :
Rapport volumique pâte/granulats pour la formulation du mélange.
La fraction agrégée (une valeur comprise entre 0 et 1).
La fraction de pâte (une valeur comprise entre 0 et 1).
Type d'analyse. BubbleCounter offre la possibilité d'appliquer deux seuils : les pixels plus clairs que le seuil sélectionné (une valeur comprise entre 0 et 255) sont comptabilisés comme des vides d'air, les pixels plus sombres comme des zones pleines. L'outil mesure directement deux paramètres relatifs aux vides d'air : la teneur en air (la fraction volumique des vides d'air) et la fréquence des vides (le nombre d'intersections de vides d'air par mm de profil). Pour déterminer la fréquence des vides, il est important de prendre en compte les plus petits vides d'air ; dans ce cas, un seuil relativement bas peut être utilisé pour faciliter leur détection. Cependant, l'utilisation d'un seuil trop bas entraînera une surestimation de la teneur en air. C'est pourquoi l'option de deux seuils distincts est proposée. Pour déterminer un seuil approprié, utilisez le module d'optimisation, comme décrit plus loin. Pour les analyses initiales avant optimisation, utilisez n'importe quelle valeur de seuil comprise entre 0 et 255 et n'importe quelle méthode d'analyse.
Après avoir sélectionné les paramètres d'analyse automatique des vides d'air appropriés, cliquez sur OK. BubbleCounter créera des fichiers supplémentaires portant le même nom que le fichier d'origine, avec des extensions :
Le fichier « _traverses.txt » contient les intensités de pixels pour chacun des parcours.
Le fichier « _bcResults.txt » contient les résultats de l'analyse.
Un résumé des informations s'affiche une fois l'analyse terminée. Cliquez sur OK pour rétablir l'image à son état d'origine.Une fois l'analyse terminée, une boîte de dialogue contenant un résumé des résultats s'affiche. Cliquez sur « OK » pour rétablir l'image dans son état d'origine.
Optimisation du seuil
L'optimiseur de seuil utilise un fichier texte au format CSV (valeurs séparées par des virgules) contenant les données pertinentes pour chaque échantillon. Ce fichier peut être créé dans un tableur et enregistré au format CSV, ou dans un éditeur de texte. Dans les instructions suivantes, la liste est créée à l'aide d'un éditeur de texte.
Un exemple du fichier manualAVP.txt modifié avec un éditeur de texte.Assemblez un fichier texte à valeurs séparées par des virgules contenant les noms de fichiers des images numérisées et les valeurs correspondantes déterminées par l'opérateur humain pour la teneur en air (fraction volumique de vide d'air, une valeur comprise entre 0 et 1) et la fréquence des vides (nombre d'interceptions de vide d'air par mm de parcours).
La première ligne du fichier texte contient le titre des données de chaque colonne et doit être exactement « fileNameOriginalImage,airContent,voidFreq ».
Les lignes suivantes contiennent le nom complet du fichier de l'image numérisée, la fraction volumique de vide d'air déterminée manuellement (une valeur comprise entre 0 et 1) et la fréquence des vides, chacun séparé par une seule virgule.
Enregistrez le fichier texte sous le nom « manualAVP.txt » dans le répertoire où se trouvent les images numérisées.
Exécutez la macro d'optimisation et sélectionnez le dossier contenant les images numérisées et le fichier manualAVP.txt.Exécutez la macro d'optimisation :
Vous serez invité à localiser le répertoire contenant les images numérisées et le fichier « manualAVP.txt ».
Deux nouvelles fenêtres de rapport s'affichent l'une au-dessus de l'autre. Vous pouvez les déplacer et les redimensionner pour les disposer côte à côte. Ces fenêtres indiquent la valeur seuil qui produit une teneur en air et une fréquence de vide se rapprochant au mieux des valeurs cibles manuelles (obtenues par un opérateur humain) pour l'échantillon. Elles indiquent également les valeurs modales du matériau de référence en noir et blanc. Ces valeurs modales peuvent servir de contrôle qualité pour les images numérisées ; en cas de problème lors de la numérisation, des variations importantes peuvent être observées dans ces valeurs.
Une fois l'optimisation terminée, les résultats sont enregistrés sous forme de fichiers nommés « optimumAC.txt » et « optimumVF.txt » dans le répertoire où se trouvent les images numérisées.
Interprétation des résultats d'optimisation
L'analyse d'un nombre significatif d'échantillons (30 ou plus) présentant une large gamme de teneurs en air et de fréquences de vides permet d'observer certaines tendances dans la distribution des seuils optimaux. Des seuils relativement plus élevés pourraient être obtenus pour les bétons à faible teneur en air et faible fréquence de vides, tandis que des seuils relativement plus bas pourraient être obtenus pour les bétons à forte teneur en air et forte fréquence de vides.
Il est recommandé d'utiliser systématiquement un seul ensemble de seuils, l'un pour la teneur en air et l'autre pour la porosité, pour toutes les analyses ultérieures d'échantillons inconnus ; mais quelles valeurs choisir ? La moyenne arithmétique de chaque valeur de seuil optimale est simple et donne des résultats généralement concordants avec ceux obtenus par les méthodes manuelles de détermination de la porosité.
du résumé du dossier par lots
La macro de synthèse par lots est utilisée pour traiter tous les fichiers « _bcTraverse.txt » contenus dans un répertoire. Un seul fichier texte, nommé « summaryResults.txt », est généré et enregistré dans ce même répertoire ; il contient tous les paramètres de vide d'air pour tous les échantillons.
