Traitement d’image hybride pour la métrologie de la contamination particulaire surfacique : couplage des méthodes morphologiques et des méthodes d’apprentissage pour les aérosols

L’objectif de ce travail de thèse vise à déployer des méthodes avancées de vision par ordinateur afin de traiter des images de contamination par des aérosols polydispersés sur des surfaces dites « industrielles » acquises au moyen d’un microscope. 

La difficulté de la tâche relève du fond hétérogène des images traitées ainsi que la nature anisotrope des aérosols dispersés, aussi est-ce pourquoi il est principalement envisagé d’utiliser des modèles d’apprentissage profond comme Cellpose (qui a déjà fait ses preuves sur un échantillon restreint). Les outils ainsi développés permettront de déterminer les mécanismes de dépôt de ces aérosols lors de leur évacuation dans les conduits d’aération afin de quantifier leur transport jusqu’au dernier niveau de filtration. 

En premier lieu, un protocole strict d’acquisition d’images de surfaces contaminées a été élaboré, afin d’assurer la constitution une base de données pour l’étude. Une méthode d’annotation automatique a été mise au point et est en cours d’évaluation afin d’assurer que les données entraînées présentent le moins de biais humain possible ainsi que supprimer l’aspect chronophage de l’annotation manuelle. 

La métrologie des aérosols détectés dans l’image est ensuite évaluée grâce à différentes mesures réalisées sur les images : d’abord en mesurant les diamètres des projections des particules sur le plan 2D afin d’obtenir des volumes de sphères équivalentes, puis en calculant un volume sous une courbe en travaillant avec une carte de profondeur de la scène observée. 

Un travail supplémentaire sera donc à réaliser pour déterminer la meilleure méthode d’évaluation de la carte de profondeur à partir des prises de vues. Les volumes et masses estimés par imagerie pourront ensuite être corroborés à des mesures réalisées avec d’autres appareils de mesure métrologiques (micro-balance, appareil de Coulter…). Enfin, une diversification des fonds et/ou aérosols étudiés sera envisagée, ainsi que la miniaturisation du dispositif d’acquisition d’images afin de faciliter les futures études in-situ.