Lien entre la microstructure des matériaux poreux et leur perméabilité : mise en évidence des paramètres géométriques et topologiques influant sur les propriétés de transport par analyses d’images microtomographiques, Link between the microstructure of porous materials and their permeability

Erwan Patrick Yann Plougonven

Description

Sous la direction de Dominique Bernard
Thèse soutenue le 06 octobre 2009: Bordeaux 1
Ce travail a pour but de concevoir des outils d'analyse d'image 3D de matériaux poreux, obtenues par microtomographie à rayons X, afin de caractériser géométriquement la structure micronique des pores et de mettre en évidence le lien entre microgéométrie et propriétés de transport macroscopiques. Partant d'une image segmentée, une séquence complète de traitements (filtrage d'artefacts, squelettisation, LPE, etc.) est proposée pour positionner et délimiter les pores. Une comparaison aux techniques existantes est faite, et une méthodologie qualifiant la robustesse des procédures est présentée. Cette décomposition est utilisée, premièrement pour extraire des descripteurs géométriques de la microstructure porale qui sont examinés en rapport avec la perméabilité intrinsèque ; deuxièmement pour aider à la construction d’un réseau de pores permettant d’effectuer des simulations numériques.
-Matériaux poreux
-Microtomographie
-Décomposition en pores
-Squelettisation
-Ligne de partage des eaux
-Perméabilité
The objective of this work is to develop 3D image analysis tools to study the micronic pore structure of porous materials, obtained by X-ray microtomography, and study the relation between microgeometry and macroscopic transport properties. From a binarised image of the pore space, a complete sequence of processing (artefact filtration, skeletonisation, watershed, etc. ) is proposed for positioning and delimiting the pores. A comparison with available methods is performed, and a methodology to qualify the robustness of these processes is presented. The decomposition is used, firstly for extracting geometric parameters of the porous microstructure and studying the relation with intrinsic permeability; secondly to produce a simplified pore network on which to perform numerical simulations.
-Porous materials
-Microtomography
-Pores decomposition
-Skeletonization
-Water divide
-Permeability
Source: http://www.theses.fr/2009BOR13847/document

Sujets

• Microtomographie aux rayons X
• Squelettisation
• Ligne de partage des eaux
• Perméabilité

Informations

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Extrait

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perméabilité
Mise
en
évidence
des
paramètres
géométriques
et
topologiques
influant
sur
les
propriétés
de
transport
par
analyses
d’images
microtomographiques
Thèse
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1.1
Porous
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1.2
Acquisition
of
the
microgeometry
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T
omograph
y
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Ph
ysical
principles
of
X-ray
absorption
contrast
tomograph
y
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1.2.3
Principles
tomographic
reconstruction
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Image
artef
acts
in
tomograph
y
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Direct
calculation
of
permeability
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Pore
space
characterisation
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Digital
image
processing
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1.3.1
Image
binarisation
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19
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Object
se
gmentation
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19
1.3.3
Pore
structure
characterisation
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1.4
Pore
space
partitioning
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The
distance
transform
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22
2
P
or
e
positioning
25
2.1
Direct
use
of
the
distance
map
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27
2.1.1
Maxima
dynamics
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The
component
tree
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Limitations
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Sk
eletonisation
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2.2.1
Definitions
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2.2.2
Homotopic
thinning
algorithm
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Boundary
conditions
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methods
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2.3.2
Digitisation
artef
act
detection
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and
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artef
acts
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artef
acts
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2.3.2.3
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