Calibration d'instruments de mesure optiques : une start-up de Kaiserslautern développe des corps d'essai

L'équipe d'Opti-Cal (de gauche à droite) : Prof. Dr. Georg von Freymann, Dr. Matthias Eifler, Julian Hering et Prof. Dr. Jörg Seewig. (Photo : Koziel/TUK)

Pour fournir des données précises, les appareils de mesure doivent être régulièrement étalonnés. À cette fin, des corps de référence, appelés Normaux, sont utilisés pour fournir des valeurs de référence et ainsi évaluer la précision de l'appareil de mesure. Même dans le cas de techniques de mesure opérant sur des surfaces, qui sont peu répandues en raison de leur normalisation encore incomplète, des Normaux sont nécessaires. Un tel corps de référence a été développé par des chercheurs de Kaiserslautern. Il permet de calibrer des appareils de mesure (comme des microscopes) qui vérifient par exemple des microstructures sur des composants. L'équipe commercialise sa technologie sous le nom de « Opti-Cal GmbH ». De plus, elle conseille et forme les entreprises dans le choix des normes appropriées et propose des solutions spécifiques.

« Il n'est pas rare que lors de la mesure d'une même échantillon, cinq appareils identiques du même fabricant donnent cinq valeurs légèrement différentes », cite le Dr Matthias Eifler, directeur général de l'Opti-Cal GmbH, en exemple. Pour éviter cela autant que possible, des corps de référence sont utilisés lors de l'étalonnage, servant de référence appropriée.

Un domaine relativement nouveau concerne la technique de mesure optique dans le microcosme. Ces dernières années, beaucoup de progrès ont été réalisés dans la recherche : « Les surfaces des composants sont par exemple équipées de propriétés fonctionnelles », explique Julian Hering, responsable du développement chez Opti-Cal GmbH. Leur microstructure est conçue de manière à réduire, par exemple, la friction et l'usure.

Pour vérifier ces structures, des techniques de mesure appropriées sont nécessaires, comme des microscopes spécialisés, ainsi que des normes généralement acceptées. Une norme correspondante pour l'étalonnage (DIN EN ISO 25178-700) est déjà en cours d'élaboration et devrait bientôt entrer en vigueur. Cependant, les chercheurs de Kaiserslautern proposent déjà une solution. « Nous avons développé un Normal qui permet l'étalonnage selon la norme future », indique Eifler.

Il s'agit d'un corps d'échantillon sur lequel six microstructures différentes sont appliquées en quatre tailles différentes. Cela va de rainures en forme d'étoile à des treillis croisés avec des surfaces allant de 100 par 100 à 800 par 800 micromètres. « Au total, cela représente 24 plages de mesure. Avec ces formes, un étalonnage complet des appareils est possible », explique Hering. « Avec un microscope, cela permet de couvrir des grossissements de 5 à 100 fois. »

Les deux chercheurs de l'Université technique de Kaiserslautern ont créé leur propre entreprise avec cette technologie, Opti-Cal, en collaboration avec les professeurs Dr Georg von Freymann et Dr Jörg Seewig. En plus de leur corps d'échantillon (Normal universel) et de formations, ils proposent aux entreprises de développer des corps d'échantillon spécifiques pour chaque application. De plus, ils conseillent leurs clients dans le choix du corps d'échantillon et du processus d'étalonnage.

Les deux jeunes entrepreneurs mettent à profit leur expertise respective : l'équipe du professeur Seewig, du département de génie mécanique et de procédés, est spécialisée dans le développement de modèles de corps d'échantillon microscopiques à l'aide de simulations informatiques, tandis que le groupe de travail du professeur von Freymann, du département de physique, produit ces modèles de manière fidèle en utilisant une lithographie laser à deux photons dans une imprimante 3D microstructurée.