WO2004102164A1 - Procede et dispositif de determination de la morphologie d'un materiau divise - Google Patents

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determined
criterion
particle
segments
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Yannick Descantes
Yann Fosse
Frédéric MILCENT
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Laboratoire Central des Ponts et Chaussees
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Laboratoire Central des Ponts et Chaussees
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    • G01N2015/1497—Particle shape

Definitions

  • the present invention relates to a method for determining the morphology of a divided material, in particular an aggregate.
  • the morphology of a divided material can be a determining criterion in the use of divided material.
  • a material which generally comprises a plurality of particles has properties which are for certain functions of the particular geometry of the particles and their number.
  • ballasts which form a bed of particles on which the rails rest have, by their geometry, good mechanical properties in new condition. Indeed, the numerous sharp edges and the high roughness of the particles give the ballast the desired stability.
  • the larger the particles the better the drainage of rainwater through the ballast.
  • the ballast will wear out and its properties will diminish; in particular its stability and its drainage will be less important. To ensure the good behavior of the railway tracks, it is therefore necessary to be able to control the wear of the ballast and therefore the evolution of the morphology of the divided material which constitutes it.
  • the morphology of the various particles which will be introduced there. It is understood that, according to the morphology of the particles, the material will have different properties. In particular, the compactness of a mixture of particles, as well as its handling, are directly linked to the morphology of the particles (angularity, roughness, etc.).
  • the morphology of a divided material can be determined manually by observing each of the particles and counting the number of faces having a break.
  • a method consisting in measuring the flow time of the particles through a calibrated opening also makes it possible to account for the morphology of the particles and in particular the internal friction angle of a material, which is in particular related to its level of wear.
  • An object of the present invention is to provide a method for determining the morphology of a divided material, in particular of an aggregate which is adapted to variable particle sizes and which allows automatically, reliably and reproducibly, analyze the morphology of each of the particles contained in the divided material.
  • the method makes it possible to determine a morphological criterion of the material.
  • the aforementioned method is repeated for all of the particles that make up the divided material and the morphology criterion of said divided material is determined from a morphological criterion determined for each of the particles.
  • the morphology criterion includes a wear criterion.
  • the wear of the material which strongly depends on the morphology of each of the particles can be determined by a morphology criterion. In fact, the particles are all the more worn as they have dull, flattened contours, etc.
  • the morphology criterion advantageously comprises an angularity criterion and / or a roughness criterion.
  • the angularity of each particle can be evaluated by determining the value of at least three angles included respectively between two consecutive segments, and a criterion of angularity of the divided material can be determined by averaging the angularities of each particle.
  • the roughness of each particle can be evaluated by comparing the perimeter of the contour to the lengths of segments approaching the contour, and a roughness criterion of the divided material can be determined by averaging the roughness of each particle.
  • the shade used to determine the various criteria related to the morphology of the particles is advantageously determined by ombroscopy.
  • Such a method which is described in detail in patent FR 2 497 952, is characterized by the digital obtaining of the shadow of each of the particles forming the divided material, from the treatment of a light beam which crosses a curtain of particles flowing past the beam.
  • the invention also relates to a device for determining the morphology of a divided material, in particular an aggregate, said divided material comprising at least one particle, said device comprising optoelectronic means which make it possible to project a shadow of said particle, delimit a contour of said shadow and acquire the coordinates of the points of said contour.
  • Such a device is known, for example from FR 2 497 952, where an ombroscopy device is described in detail. It essentially consists of a particle feed hopper, a particle supply corridor, an analysis area and an optoelectronic assembly comprising a light source, image acquisition means of the camera type, in particular of the linear camera type, means for acquiring and processing the light beam having passed through the curtain of particles.
  • first processing means which allow said contour to approach said contour by a plurality of consecutive segments, said segments having relative positions
  • Such a device making it possible to generate segments which approach the contour makes it possible, from the relative position of these segments, to determine different criteria of morphology, in particular wear, angularity, roughness, etc.
  • the second processing means advantageously comprise means for determining the angularity of each of said particles and means for processing said angularities determined for each of said particles and / or means for determining the roughness of each of said particles and processing means said roughnesses determined for each of said particles.
  • FIG. 1 schematically represents a device according to the invention
  • FIG. 2 schematically represents the optoelectronic means which make it possible to delimit a contour of the shadow and to acquire the coordinates of the points of the contour of a particle
  • FIG. 3 schematically represents the means of acquisition and processing of the device
  • FIG. 4 shows a particle shadow analyzed in a first frame
  • FIG. 5 shows a particle shadow analyzed in a frame centered on the shadow
  • FIG. 6 is a schematic representation of the transformations carried out on the coordinates of the points of the shadow outline, - FIG. 7 represents a particle shadow,
  • FIG. 8 schematically represents the determination of an angularity criterion
  • FIG. 9 diagrammatically represents the determination of a roughness criterion
  • FIG. 10 diagrammatically represents the determination of the wear of the particles
  • FIG. 1 schematically illustrates a device according to the invention which comprises a hopper 10 by which a plurality of particles 12 composing the divided material 11 is supplied, a corridor 14 for feeding the particles 12 and a separating drum 16.
  • the corridor 14 and the drum 16 make it possible to generate a substantially planar flow of the particles in front of a light source 18.
  • the drum 16 is arranged so that the particles 12 flow in front of the light source 18 in the object plane PO of a lens 20. Consequently , the plane PO is located between the light source 18 and the lens 20.
  • the acquisition and processing means 24, which in this case comprise a microprocessor, make it possible to store and process these addresses A, associated with the successive positions of the particle 12 in motion in front of the camera 22 , to define the coordinates C of the points 26i of the outline 26 of the shadow 28 of the analyzed particle 12.
  • the device and in this case the acquisition and processing means 24, furthermore comprise first processing means 30 which make it possible to approach the contour 26 of the particle 12 by a plurality n of consecutive segments 32i, the segments 32i having a relative position relative to each other and second processing means 34 which make it possible to process the relative positions of at least two consecutive segments 32i and 32i + ⁇ to determine a criterion of morphology M of the divided material 11 .
  • the storage of the addresses A corresponding to the coordinates of the shadow 28 of the analyzed particle 12 is carried out using the first processing means 30 until, reaching the upper end of the particle 12 which falls in front of the camera 22, the zero value is recorded.
  • the coordinates C corresponding to each point 26i of the contour 26 in a first Cartesian coordinate system Xo (x, y), whose abscissa axis passes through the first point 26 ⁇ shadow, as shown in Figure 4.
  • Variables Xmin, XMax and YMax are initialized and the set of coordinates is scanned. The coordinates are then centered in a new Cartesian coordinate system X ⁇ (x, y) represented in FIG. 5, by making them perform the following two translations, so that the center C28 of the shadow 28 of the analyzed particle 12 is substantially centered on an origin O of this reference X ⁇ (x, y): a translation along X, of a value substantially equal to
  • a direction of travel S is chosen arbitrarily along the contour 26 of the particle 12 and is kept until the end of the analysis; in this case, as illustrated in FIGS. 4 and 5, the clockwise direction is retained, as in the direction of travel S.
  • the points 26i of the outline 26 are ordered starting from the first stored point 26 ⁇ and in looking for its neighbor 262 and the operation is repeated until returning to the first point 26 ⁇ .
  • a neighboring point 26i + ⁇ is determined from the position of the current point 26i knowing that the sought point 26i + ⁇ must be closest to the current point 26i and must have an ordinate Yi which does not differ by not more than one pixel from that of the current point 26i.
  • the perimeter P of the contour 26 of the particle 12 is calculated and stored by summing all the lengths corresponding to the distances between two consecutive points 26i.
  • the coordinates of the points 26i of the contour 26 are then processed, in this case by a Hough T transformation which makes it possible to search for segments 32i which best approach the contour 26.
  • the principle of this transformation T resides in the fact that the contour 26 is scanned at each of the points 26i by a family of lines of equation D (p ⁇ , ⁇ ) in polar coordinates, by varying p between pmin and pMax, and ⁇ between 0 ° and 360 °.
  • the relative position of the segments 32i with respect to each other can be analyzed and processed by the second processing means 34 to determine the morphology criterion M of the divided material 11.
  • the second processing means 34 comprise means 36 for determining the angularity ANG12 of each of the particles 12.
  • an angle ai corresponding to the angular spacing of two consecutive segments 32i - 32i + ⁇ is determined for each pair of consecutive segments 32i - 32i + ⁇ , in particular for at least three pairs of segments 32i - 32i + ⁇ consecutive.
  • the angularity criterion ANG12 of each particle 12 is determined from the average of the determined angi numbers. It is preferable to determine this average over a number of angles ai. outgoing between four and eight, preferably choosing the most important outgoing angles, by the following relation:
  • the morphology M of the particle 12 and in particular its wear can be represented by such an angularity criterion ANG12.
  • the second processing means 34 may further comprise means 38 for processing the angularities ANG12 to determine the angularity ANG11 of the divided material 11, in this case from the average of each of the angularity criteria ANG12 determined for each of the particles 12.
  • this angularity criterion ANG11 of the divided material 11 represents the morphology M of the material analyzed and varies between 0 and 1.
  • the second processing means 34 comprise means 40 for determining the roughness RUG12 of each of the particles 12.
  • the roughness RUG12 of each particle 12 can be determined by comparing the length L32i of each of the n segments 32i to the portion LPi of the perimeter P that said segment 32i approaches (representing the roughness profile), according to the following relationship :
  • each of the n segments 32i can be determined using the extreme coordinates of said segments 32i, while the portion LPi of the perimeter P can be determined by taking account of the perimeter only over the length of the segment 32i considered, c that is to say between the two extreme points of segment 32i.
  • the morphology M of the particle 12 and in particular its wear can be represented by such a roughness criterion RUG12.
  • the second processing means 34 can also comprise processing means 42 for the roughness RUG12 to determine the roughness RUG11 of the divided material 11, in this case from the average of each of the roughness criteria RUG12 determined for each of the particles 12 As for particle 12, this roughness criterion RUG11 of the divided material 11 represents the morphology M of the material analyzed and is greater than or equal to zero.
  • the second processing means 34 comprise in another variant means for determining the wear of each of the particles 12 which in this case can be evaluated by considering the angularity criterion ANG12 of each of the particles 12 or the roughness criterion RUG12 of each of the particles 12.
  • the morphology criterion M of the divided material 11 can be determined from one or more criteria representing a morphological state (wear, angularity, roughness, etc.) of the divided material 11 itself or of the particles 12 which constitute the divided material 11.
  • the second processing means 34 comprise means for determining the wear criterion GLOB12 of each of said particles 12, in this case means similar to the means for determining the angularity 36 or the roughness of the particles 40, and means for processing these wear criteria GLOB12, in this case treatment means similar to the means for processing the angularity 38 or the roughness of the particles 42.

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Abstract

L'invention concerne un procédé et un dispositif de détermination de la morphologie (M) d'un matériau divisé, en particulier d'un granulat, ledit matériau divisé étant composé d'au moins une particule, qui permettent : - de projeter une ombre de ladite particule ayant un contour (26), - de déterminer les coordonnées (C) des points (26i) dudit contour (26), - de traiter lesdites coordonnées (C) pour approcher ledit contour (26) par une pluralité de segments consécutifs (32i, 32i+1), et - de déterminer un critère de morphologie (M) dudit matériau divisé par un traitement des positions relatives d'au moins deux desdits segments consécutifs (32i, 32i+1).

Description

Procédé et dispositif de détermination de la morphologie d'un matériau divisé.
La présente invention concerne un procédé de détermination de la morphologie d'un matériau divisé, en particulier d'un granulat. La morphologie d'un matériau divisé peut être un critère déterminant dans l'utilisation de matériau divisé. En effet, un tel matériau qui comporte généralement une pluralité de particules présente des propriétés qui sont pour certaines fonction de la géométrie particulière des particules et de leur nombre. Dans le domaine ferroviaire, par exemple, les ballasts qui forment un lit de particules sur lequel reposent les rails, ont, de par leur géométrie, de bonnes propriétés mécaniques à l'état neuf. En effet, les nombreuses arêtes vives et la rugosité élevée des particules confèrent au ballast la stabilité recherchée. En outre, plus les particules vont être grandes, meilleur sera le drainage de l'eau de pluie au travers du ballast. Dès lors que la morphologie des particules et en particulier, le contour des particules, va commencer à s'émousser, le ballast va s'user et ses propriétés vont s'amoindrir ; en particulier sa stabilité et son drainage vont être moins importants. Pour s'assurer de la bonne tenue des voies ferrées, il est donc nécessaire de pouvoir contrôler l'usure du ballast et donc l'évolution de la morphologie du matériau divisé qui le constitue.
Dans le domaine de la fabrication des matériaux composites de type béton, il est préférable de connaître la morphologie des différentes particules qui vont y être introduites. On comprend que, selon la morphologie des particules, le matériau aura des propriétés différentes. En particulier, la compacité d'un mélange de particules, ainsi que sa maniabilité, sont directement liées à la morphologie des particules (angularité, rugosité, etc.).
Dans de nombreux domaines (matériaux industriels, aliments, etc.), dont les tailles de particules peuvent être plus fines, comme les graviers, le sable, les granulés, etc., il est souvent nécessaire de connaître la morphologie du matériau divisé, en particulier pour des raisons de productivité et de calibrage. En effet, lors du traitement des particules, il est généralement indispensable de procéder à un écoulement du matériau divisé ; or l'écoulement dépend étroitement de la morphologie des particules. On comprend donc l'intérêt que confère la connaissance de la morphologie des particules qui composent le matériau divisé.
On connaît de tels procédés qui permettent de déterminer la morphologie d'un matériau divisé à partir de méthodes visuelles ou mécaniques.
En effet, la morphologie d'un matériau divisé peut être déterminée manuellement en observant chacune des particules et en comptant le nombre de faces présentant une cassure.
Cependant, cette méthode qui permet de trier les particules usées/non usées est quelque peu fastidieuse.
Un procédé consistant à mesurer le temps d'écoulement des particules au travers d'une ouverture calibrée permet, lui aussi, de rendre compte de la morphologie des particules et en particulier de l'angle de frottement interne d'un matériau, qui est notamment lié à son niveau d'usure.
Un but de la présente invention est de fournir un procédé de détermination de la morphologie d'un matériau divisé, en particulier d'un granulat qui soit adapté à des tailles de particules variables et qui permette de manière automatique, fiable et reproductible, d'analyser la morphologie de chacune des particules contenues dans le matériau divisé.
Ce but est atteint par le fait que le procédé comporte les étapes suivantes :
- on amène un matériau divisé composé d'au moins une particule, - on projette une ombre de ladite particule,
- on détermine les coordonnées des points dudit contour,
- on traite lesdites coordonnées pour approcher ledit contour par une pluralité de segments consécutifs en éliminant à l'aide d'un filtrage (F) les segments qui n'ont pas de sens physique, et - on détermine un critère de morphologie dudit matériau divisé par un traitement des positions relatives d'au moins deux desdits segments consécutifs.
A partir de l'étude de l'ombre relevée pour une des particules formant le matériau divisé que l'on souhaite analyser, le procédé permet de déterminer un critère morphologique du matériau. Avantageusement, le procédé précité est réitéré pour l'ensemble des particules qui composent le matériau divisé et le critère morphologie dudit matériau divisé est déterminé à partir d'un critère morphologique déterminé pour chacune des particules. Avantageusement, le critère de morphologie comporte un critère d'usure.
L'usure du matériau qui dépend fortement de la morphologie de chacune des particules peut être déterminée par un critère de morphologie. En effet, les particules sont d'autant plus usées qu'elles présentent des contours émoussés, aplatis, etc.
Il s'ensuit que le critère de morphologie comporte avantageusement un critère d'angularite et/ou un critère de rugosité.
Avantageusement, l'angularité de chaque particule peut être évaluée en déterminant la valeur d'au moins trois angles compris respectivement entre deux segments consécutifs, et un critère d'angularite du matériau divisé peut être déterminé en faisant la moyenne des angularités de chaque particule.
Avantageusement, la rugosité de chaque particule peut être évaluée en comparant le périmètre du contour aux longueurs de segments approchant le contour, et un critère de rugosité du matériau divisé peut être déterminé en faisant la moyenne des rugosités de chaque particule.
L'ombre permettant de déterminer les différents critères liés à la morphologie des particules est avantageusement déterminée par ombroscopie. Un tel procédé qui est décrit en détails dans le brevet FR 2 497 952, se caractérise par l'obtention numérisée de l'ombre de chacune des particules formant le matériau divisé, à partir du traitement d'un faisceau lumineux qui traverse un rideau de particules s'écoulant devant le faisceau. L'invention concerne également un dispositif de détermination de la morphologie d'un matériau divisé, en particulier d'un granulat, ledit matériau divisé comportant au moins une particule, ledit dispositif comportant des moyens optoélectroniques qui permettent de projeter une ombre de ladite particule, de délimiter un contour de ladite ombre et d'acquérir les coordonnées des points dudit contour. Un tel dispositif est connu, par exemple par FR 2 497 952, où un dispositif d'ombroscopie est décrit en détails. Il se compose essentiellement d'une trémie d'alimentation en particules, d'un couloir d'amenée des particules, d'une zone d'analyse et d'un ensemble optoélectronique comportant une source lumineuse, des moyens d'acquisition d'image du type caméra, en particulier du type caméra linéaire, des moyens d'acquisition et de traitement du faisceau lumineux ayant traversé le rideau de particules.
Cependant, un tel dispositif ne permet pas de déterminer un critère de morphologie à partir du traitement de l'ombre projetée.
Le dispositif de la présente invention se caractérise par le fait qu'il comporte en outre :
- des premiers moyens de traitement qui permettent à partir desdites coordonnées d'approcher ledit contour par une pluralité de segments consécutifs, lesdits segments ayant des positions relatives,
- des moyens de filtrage (F) permettant d'éliminer les segments qui n'ont pas de sens physique, et
- des deuxièmes moyens de traitement qui permettent de traiter lesdites positions relatives d'au moins deux desdits segments consécutifs pour déterminer un critère de morphologie dudit matériau divisé.
Un tel dispositif permettant de générer des segments qui approchent le contour, permet à partir de la position relative de ces segments, de déterminer différents critères de morphologie, en particulier l'usure, l'angularité, la rugosité, etc.
Les deuxièmes moyens de traitement comportent avantageusement des moyens de détermination de l'angularité de chacune desdites particules et des moyens de traitement desdites angularités déterminées pour chacune desdites particules et/ou des moyens de détermination de la rugosité de chacune desdites particules et des moyens de traitement desdites rugosités déterminées pour chacune desdites particules.
L'invention sera bien comprise et ses avantages apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée qui suit, de modes de réalisation de l'invention représentés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 représente schématiquement un dispositif selon l'invention,
- la figure 2 représente schématiquement les moyens optoélectroniques qui permettent de délimiter un contour de l'ombre et d'acquérir les coordonnées des points du contour d'une particule,
- la figure 3 représente schématiquement les moyens d'acquisition et de traitement du dispositif,
- la figure 4 représente une ombre de particule analysée dans un premier repère, - la figure 5 représente une ombre de particule analysée dans un repère centré sur l'ombre,
- la figure 6 est une représentation schématique des transformations effectuées sur les coordonnées des points du contour de l'ombre, - la figure 7 représente une ombre de particule,
- la figure 8 représente schématiquement la détermination d'un critère d'angularite,
- la figure 9 représente schématiquement la détermination d'un critère de rugosité, - la figure 10 représente schématiquement la détermination de l'usure des particules, et
- la figure 11 représente schématiquement la détermination de l'usure du matériau divisé.
La figure 1 illustre schématiquement un dispositif selon l'invention qui comporte une trémie 10 par laquelle une pluralité de particules 12 composant le matériau divisé 11 est fournie, un couloir 14 d'amenée des particules 12 et un tambour séparateur 16. Le couloir 14 et le tambour 16 permettent de générer un écoulement sensiblement plan des particules devant une source lumineuse 18. Le tambour 16 est disposé de sorte que les particules 12 s'écoulent devant la source lumineuse 18 dans le plan objet PO d'une lentille 20. En conséquence, le plan PO est situé entre la source lumineuse 18 et la lentille 20. Des moyens d'acquisition optique 22, de type caméra CCD. (à couplage de charge), placés dans le plan image PI de la lentille 20, permettent par un balayage linéaire d'acquérir des données relatives aux zones de lumière et d'ombre dues au passage des particules 12 devant le faisceau lumineux généré par la source lumineuse 18. Ces moyens optoélectroniques comportant la source lumineuse 18, la lentille 20 et la caméra 22, comportent en outre des moyens d'acquisition et de traitement 24 du signal délivré par la caméra 22. En fait, un balayage linéaire est réalisé par la caméra 22 et permet d'acquérir les adresses des cellules de transition lumière/ombre et ombre/lumière et ainsi d'identifier un contour 26 d'une ombre 28 de la particule 12 projetée sur la caméra 22, comme illustré sur la figure 2.
En référence à la figure 3, les moyens d'acquisition et de traitement 24, qui comportent en l'espèce un microprocesseur, permettent de stocker et de traiter ces adresses A, associées aux positions successives de la particule 12 en mouvement devant la caméra 22, pour définir les coordonnées C des points 26i du contour 26 de l'ombre 28 de la particule 12 analysée. Le dispositif et en l'espèce les moyens d'acquisition et de traitement 24, comportent en outre des premiers moyens de traitement 30 qui permettent d'approcher le contour 26 de la particule 12 par une pluralité n de segments 32i consécutifs, les segments 32i ayant une position relative l'un par rapport à l'autre et des deuxièmes moyens de traitement 34 qui permettent de traiter les positions relatives d'au moins deux segments consécutifs 32i et 32i+ι pour déterminer un critère de morphologie M du matériau divisé 11.
A partir de la détermination de l'ombre 28 par ombroscopie, en particulier à l'aide du dispositif précité, le stockage des adresses A correspondant aux coordonnées de l'ombre 28 de la particule 12 analysée s'effectue à l'aide des premiers moyens de traitement 30 jusqu'à ce que, atteignant l'extrémité supérieure de la particule 12 qui tombe devant la caméra 22, la valeur zéro soit enregistrée. A partir d'un fichier contenant l'ensemble des adresses A, on définit les coordonnées C correspondant à chaque point 26i du contour 26 dans un premier repère cartésien Xo(x, y), dont l'axe des abscisses passe par le premier point 26ι de l'ombre, comme représenté sur la figure 4.
Des variables Xmin, XMax et YMax sont initialisées et l'ensemble des coordonnées est balayé. Les coordonnées sont alors centrées dans un nouveau repère cartésien Xι(x, y) représenté sur la figure 5, en leur faisant effectuer les deux translations suivantes, de sorte que le centre C28 de l'ombre 28 de la particule 12 analysée soit sensiblement centré sur une origine O de ce repère Xι(x, y) : une translation selon X, d'une valeur sensiblement égale à
Figure imgf000009_0001
une translation selon Y, d'une valeur sensiblement égale à — ^*- .
Un sens de parcours S est choisi arbitrairement le long du contour 26 de la particule 12 et est conservé jusqu'à la fin de l'analyse ; en l'espèce, comme illustré sur les figures 4 et 5, le sens horaire est retenu, comme au sens de parcours S. A partir du sens S, les points 26i du contour 26 sont ordonnés en partant du premier point stocké 26ι et en cherchant son voisin 262 et on réitère l'opération jusqu'à revenir au premier point 26ι. Un point voisin 26i+ι est déterminé à partir de la position du point courant 26i en sachant que le point cherché 26i+ι doit être le plus près du point courant 26i et doit avoir une ordonnée Yi qui ne diffère de pas plus d'un pixel de celle du point courant 26i.
Le périmètre P du contour 26 de la particule 12 est calculé et stocké en faisant la somme de toutes les longueurs correspondant aux distances entre deux points 26i consécutifs. Comme illustré schématiquement sur la figure 6, les coordonnées des points 26i du contour 26 sont alors traitées, en l'espèce par une transformation de Hough T qui permet de rechercher des segments 32i qui approchent au mieux le contour 26. Le principe de cette transformation T réside dans le fait qu'on balaie le contour 26 en chacun des points 26i par une famille de droites d'équation D(pι, θ) en coordonnées polaires, en faisant varier p entre pmin et pMax, et θ entre 0° et 360°. Pour chaque couple (pi, θ) ainsi obtenu, les points 26i consécutifs sont balayés, jusqu'à ce qu'un écart entre pi et p2 soit détecté comme étant supérieur à une valeur seuil. Dans l'affirmative, l'équation de la droite Di(pl, θ) correspondante est retenue, à la condition que la longueur du segment de points de contour appartenant à cette droite soit supérieure à une longueur seuil, et l'opération est réitérée pour les points 26i qui n'ont pas été approchés par cette droite. Des moyens de filtrage permettent d'effectuer un filtrage F qui permet d'éliminer les segments des droites Di(pi, θ) qui n'ont pas de sens physique, comme ceux illustrés sur la figure 7 qui passent à l'intérieur ou l'extérieur de l'ombre 28, ainsi que ceux qui auraient trop de points de contour en commun. Tous les segments de droites Di(pi, θ) sont balayés et ordonnés en suivant le contour S. La mise en ordre des segments est opérée en classant les segments de droite Di(pi, θ) dans l'ordre croissant de la moyenne des indices de leurs points extrêmes.
Dès lors, la position relative des segments 32i l'un par rapport à l'autre peut être analysée et traitée par les deuxièmes moyens de traitement 34 pour déterminer le critère de morphologie M du matériau divisé 11.
Selon une variante du dispositif illustré schématiquement sur la figure 8, les deuxièmes moyens de traitement 34 comportent des moyens de détermination 36 de l'angularité ANG12 de chacune des particules 12.
En l'espèce, un angle ai correspondant à l'écartement angulaire de deux segments 32i - 32i+ι consécutifs est déterminé pour chaque paire de segments 32i - 32i+ι consécutifs, en particulier pour au moins trois paires de segments 32i - 32i+ι consécutifs. A chacun de ces angles ai, compris sensiblement entre 0° et 180°, est alors associé un nombre angi compris entre 0 et 1, sachant que la valeur 0 représente un angle plat de 180° et 1 représente un angle infiniment aigu (0°). Cette association est faite en appliquant la relation suivante : α. angj = l -
180 Le critère d'angularite ANG12 de chaque particule 12 est déterminé à partir de la moyenne des nombres angi déterminés. Il est préférable de déterminer cette moyenne sur un nombre d'angles ai. sortants compris entre quatre et huit, en choisissant de préférence les angles sortants les plus importants, par la relation suivante :
Figure imgf000010_0001
On comprend que la morphologie M de la particule 12 et en particulier son usure peuvent être représentées par un tel critère d'angularite ANG12. En effet, plus le contour 26 de la particule 12 présente des angles vifs (particule au contour accidenté), plus le critère d'angularite ANG12 est proche de 1, tandis que plus le contour 26 de la particule 22 présente des angles émoussés (particule au contour aplati ou usé), plus le critère d'angularite ANG12 est proche de 0.
Les deuxièmes moyens de traitement 34 peuvent en outre comporter des moyens de traitement 38 des angularités ANG12 pour déterminer l'angularité ANG11 du matériau divisé 11, en l'espèce à partir de la moyenne de chacun des critères d'angularite ANG12 déterminés pour chacune des particules 12. Comme pour la particule 12, ce critère d'angularite ANG11 du matériau divisé 11 représente la morphologie M du matériau analysé et varie entre 0 et 1.
Selon une autre variante du dispositif illustré schématiquement sur la figure 9, les deuxièmes moyens de traitement 34 comportent des moyens de détermination 40 de la rugosité RUG12 de chacune des particules 12.
En l'espèce, la rugosité RUG12 de chaque particule 12 peut être déterminée en comparant la longueur L32i de chacun des n segments 32i à la portion LPi du périmètre P que ledit segment 32i approche (représentant le profil de rugosité), selon la relation suivante :
Figure imgf000011_0001
La longueur L32i de chacun des n segments 32i peut être déterminée à l'aide des coordonnées extrêmes desdits segments 32i, tandis que la portion LPi du périmètre P peut être déterminée en ne tenant compte du périmètre que sur la longueur du segment 32i considéré, c'est-à-dire entre les deux points extrêmes du segment 32i.
On comprend que la morphologie M de la particule 12 et en particulier son usure peuvent être représentées par un tel critère de rugosité RUG12.
En effet, plus l'écart entre la portion de périmètre Pi et le segment 32i correspondant est grand, plus le contour 26 de la particule 12 est rugueux (particule au profil de rugosité très irrégulier), et plus le critère de rugosité RUG12 est croissant, tandis que plus l'écart entre la portion de périmètre Pi et le segment 32i correspondant est petit, plus le contour 26 de la particule 12 est aplati (particule au profil de rugosité plus plat), et plus le critère de rugosité RUG12 est proche de zéro.
Les deuxièmes moyens de traitement 34 peuvent en outre comporter des moyens de traitement 42 des rugosités RUG12 pour déterminer la rugosité RUG11 du matériau divisé 11, en l'espèce à partir de la moyenne de chacun des critères de rugosité RUG12 déterminés pour chacune des particules 12. Comme pour la particule 12, ce critère de rugosité RUG11 du matériau divisé 11 représente la morphologie M du matériau analysé et est supérieur ou égal à zéro. Les deuxièmes moyens de traitement 34 comportent dans une autre variante des moyens de détermination de l'usure de chacune des particules 12 qui en l'espèce peut être évaluée en considérant le critère d'angularite ANG12 de chacune des particules 12 ou le critère de rugosité RUG12 de chacune des particules 12. On comprend que ces deux critères ANG12 et RUG12 représentant chacun l'usure d'une particule 12, une combinaison de ces deux critères, comme illustré schématiquement sur la figure 10, en l'espèce leur multiplication, comme décrit dans la relation suivante, représente aussi l'usure d'une particule, que l'on peut nommer critère global d'usure GLOB12 de la particule 12 : GLOB12 ≈ ANG12 x RUG12.
On comprend qu'il en va de même, comme illustré schématiquement sur la figure 10, pour l'usure du matériau divisé 11 :
GLOBπ ≈ ANGπ xRUGπ . En fait, le critère de morphologie M du matériau divisé 11 peut être déterminé à partir d'un ou plusieurs critères représentant un état morphologique (usure, angularité, rugosité, etc.) du matériau divisé 11 lui- même ou des particules 12 qui constituent le matériau divisé 11. En effet, il suffit que les deuxièmes moyens de traitement 34 comportent des moyens de détermination du critère d'usure GLOB12 de chacune desdites particules 12, en l'espèce des moyens analogues aux moyens de détermination de l'angularité 36 ou de la rugosité des particules 40, et des moyens de traitement de ces critères d'usure GLOB12, en l'espèce des moyens de traitement analogues aux moyens de traitement de l'angularité 38 ou de la rugosité des particules 42.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de détermination de la morphologie (M) d'un matériau divisé (11), en particulier d'un granulat, caractérisé en ce que les étapes suivantes sont réalisées :
- on amène un matériau divisé (11) composé d'au moins une particule (12),
- on projette une ombre (28) de ladite particule (12) ayant un contour (26),
- on détermine les coordonnées (C) des points (26i) dudit contour (26),
- on traite lesdites coordonnées (C) pour approcher ledit contour (26) par une pluralité de segments consécutifs (32i, 32i+ι) en éliminant à l'aide d'un filtrage (F) les segments qui n'ont pas de sens physique, et
- on détermine un critère de morphologie (M) dudit matériau divisé (11) par un traitement des positions relatives d'au moins deux desdits segments consécutifs (32i, 32i+ι).
2. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit critère de morphologie (M) comporte un critère d'usure (GLOBn, GLOB12).
3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit critère de morphologie (M) comporte un critère d'angularite (ANGn, ANG12).
4. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'on détermine un critère d'angularite (ANG11) d'un matériau divisé (11) qui comporte une pluralité de particules (12), en faisant la moyenne des angularités de particules (ANG12) déterminées pour chacune desdites particules (12).
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on détermine une angularité de particule (ANG12) en déterminant la valeur d'au moins trois angles compris respectivement entre deux desdits segments consécutifs (32i, 32i+ι).
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit critère de morphologie (M) comporte un critère de rugosité (RUGii, RUG12).
7. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le critère de rugosité (RUG11) est déterminé à partir de la moyenne des rugosités de particules (RUG12) déterminées pour chacune desdites particules (12).
8. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'on détermine une rugosité de particule (RUG12), en déterminant la longueur (LPi) dudit contour (26) approchant le segment (32i) et la longueur (L32i) de chacun desdits segments (32i), et en comparant ladite longueur (LPi) auxdites longueurs (L32i) de segments (32i).
9. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que pour chaque segment, on détermine l'écart entre ladite longueur (LPÎ) du contour et ladite longueur (L32i) dudit segment (32i), en ce qu'on fait le rapport de cet écart sur ladite longueur dudit segment (L32i), et en ce qu'on détermine une rugosité de particule (RUG12) en faisant la somme des rapports obtenus pour chacun desdits segments.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite ombre (28) est déterminée par ombroscopie.
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on choisit un sens de parcours (S) le long dudit contour (26) et on applique une transformation mathématique (T) auxdits points (261, 26i+ι) successivement situés sur le contour (26) selon ledit sens (S) pour obtenir lesdits segments (32i).
12. Dispositif de détermination de la morphologie (M) d'un matériau divisé (11), en particulier d'un granulat, ledit matériau divisé (11) comportant au moins une particule (12), ledit dispositif comportant des moyens optoélectroniques (18, 20, 22, 24) qui permettent de projeter une ombre (28) de ladite particule (12), de délimiter un contour (26) de ladite ombre (28) et d'acquérir les coordonnées (C) des points (26i) dudit contour (26), caractérisé en ce qu'il comporte :
- des premiers moyens de traitement (30, T) qui permettent à partir desdites coordonnées (C) d'approcher ledit contour (26) par une pluralité de segments consécutifs (32i), lesdits segments (32i) ayant des positions relatives,
- des moyens de filtrage (F) permettant d'éliminer les segments qui n'ont pas de sens physique, et - des deuxièmes moyens de traitement (34, 36, 38, 40, 42) qui permettent de traiter lesdites positions relatives d'au moins deux desdits segments consécutifs (32i, 32i+ι) pour déterminer un critère de morphologie (M) dudit matériau divisé (11).
13. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que lesdits deuxièmes moyens de traitement (34, 36, 38, 40, 42) comportent des moyens de détermination (34, 36) de l'angularité (ANG12) de chacune desdites particules (12) et des moyens de traitement (34, 38) desdites angularités (ANG12) déterminées pour chacune desdites particules (12).
14. Dispositif selon la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce que lesdits deuxièmes moyens de traitement (34, 36, 38, 40, 42) comportent des moyens de détermination (34, 40) de la rugosité (RUG12) de chacune desdites particules (12) et des moyens de traitement (34, 42) desdites rugosités (RUG12) déterminées pour chacune desdites particules (12).
15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 12 à 14, caractérisé en ce que lesdits deuxièmes moyens de traitement (34, 36, 38, 40, 42) comportent des moyens de détermination (34, 36, 40) d'un critère d'usure (GLOB12) de chacune desdites particules (12) et des moyens de traitement (34, 38, 42) desdits critères d'usure (GLOB12) déterminés pour chacune desdites particules (12).
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