Contrôle non destructif de pièces aéronautiques en CMC par ...

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Contrôle non destructif de pièces aéronautiques en CMC par tomographie à rayons X Olivier Rodriguez, président

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Contrôle non destructif de

pièces aéronautiques en CMC

par tomographie à rayons X Olivier Rodriguez, président

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Composites à matrice céramique

Remplacement des alliages métalliques :

plus légers

plus résistants à la chaleur

plus efficaces

durée de vie en opération plus longue

JT Tomographie 14 mai 2019 Voxaya | CND de pièces en CMC pour l'aéronautique

Moteur General Electrics GE9X du Boeing 777X [Image credit: GE Aviation]

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Composites à matrice céramique

Pièces internes moteur :

• Matrice fibreuse

Propriétés de transport et écoulement de la phase non fibreuse

Analyse automatique de sensitivité aux paramètres de segmentation

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Aube de turbine

Anneau de turbine

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Composites à matrice céramique

Pièces internes moteur :

• Matrice fibreuse

Propriétés de transport et écoulement de la phase non fibreuse

Analyse automatique de sensitivité aux paramètres de segmentation

JT Tomographie 14 mai 2019 Voxaya | CND de pièces en CMC pour l'aéronautique

Aube de turbine

Anneau de turbine

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Missions de Voxilon

Orienté vers les résultats

Simulations rapides et fiables

Interface facile à maîtriser

Se rapprocher au plus près de l’analyse temps réel

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Workflow Data-to-Results

Gestion d’une base de données Génération de

rapport

Traitement d’images

Simulations numériques

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Voxilon is

a 3D image database management system

Voxilon is the integrated, workflow-driven numerical material analysis software.

Easily manage and access

all your tomographic data

and related files

a 3D image visualization and processing software

a numerical simulation platform

Visualization and image

processing filters

in an easy-to-tame interface

Simple yet powerful,

Voxilon is easily extendable

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Beam hardening corrigé

Coupe d’une image tomographique avant correction du beam hardening

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Beam hardening corrigé

Coupe d’une image tomographique avant correction du beam hardening

Coupe d’une image tomographique après correction du beam hardening

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Segmentation

Grayscale Image

Segmented Image

Corrected Image

Background

Subtraction

Mask Contour Creation

Hysteresis

Thresholding CLAHE

Orientation Normalization & Cropping

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Analyses

Définition de propriétés locales :

15 ROI par image 200 × 200 × 100 voxels

200 translations par ROI

12 images

36 000 ROI à analyser

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Analyses

Sur toute la pièce :

Porosité globale

Porosité locale

Sur chaque ROI :

Tortuosité géométrique

Perméabilité

Distribution de pores et gorges

Diffusion effective

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Analyses

Propriété locale Durée moyenne

Porosité 21 s

Perméabilité 38 min

Diffusion Effective 21 min

Tortuosité Hydraulique 22 min

Diamètres de pores & gorges

09 s

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Temps de calcul pour une série de 200 ROI avec Voxilon

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Voxaya | CND de pièces en CMC pour l'aéronautique

Etude de sensibilité (ex. 1)

Variation de la Porosité Globale avec le paramètre Rayon du filtre Background Subtraction

Po

rosi

té (

%)

10 12 16 14 18 20

Rolling Ball Radius (voxel)

ROI series #5

ROI series #3

ROI series #4

ROI series #2

ROI series #1

0

5

10

15

20

25

30

JT Tomographie 14 mai 2019

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Voxaya | CND de pièces en CMC pour l'aéronautique

Etude de sensibilité (ex. 2)

JT Tomographie 14 mai 2019

Variation de la Perméabilité Absolue dans la direction x avec le paramètre Rayon du filtre Background Subtraction pour une série de ROIs

Pe

rme

ab

ilité

(D

arcy

)

1000 1050 1150 1100 1200 1250

Coordonnée x (voxel)

0

5

10

15

20

25

30

Radius 19

Radius 15

Radius 17

Radius 13

Radius 11

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Scripting

Calculs asynchrones

Rapidité

Gestion d’une base de données

Flexibilité Organisation

Conclusion

Vitesse des calculs

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Cap Omega – CS 39521 Rond-point Benjamin Franklin 34000 MONTPELLIER FRANCE

[email protected]

+33 6 32 02 74 22

www.voxaya.com

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More and more data

Bigger and bigger data

Management Under-exploited data

Representativity Upscaling

Digital Material Analysis Flaws

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Voxilon is

a 3D image database management system

Voxilon is the integrated, workflow-driven numerical material analysis software.

Easily manage and access

all your tomographic data

and related files

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a numerical simulation platform

Visualization and image

processing filters

in an easy-to-tame interface

Simple yet powerful,

Voxilon is easily extendable

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Never get stuck again

Keep on working while your most

demanding computations are running,

thanks to Voxilon’s modular architecture.

Fast

Organize your projects

Instantly access your images and data

from your own secured database,

within Voxilon’s easy-to-tame interface.

Flexible Organized

Key Benefits

Swiftly get representative data

from your high resolution 3D

images

with Voxilon’s tailored algorithms

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Great Subtitle Text is Here

Fast

Key Benefits

Swiftly get representative data

from your high resolution 3D

images

with Voxilon’s tailored algorithms

State-of-the-art algorithms

15 years or research from our founding team in Geosciences Montpellier (CNRS / University of Montpellier).

Permeability (mD) Computation time

OpenFOAM 586 27 hours

DELL R820 rack server 96 cores / 1TB RAM

IFPEN lab 569-886 3 to 4 hours

IFPEN algorithm 433 ~1 hour

Voxilon 552 38 seconds

Computations made on a Berea sandstone image provided by IFPEN (269_Ftb_GW3) Hardware setup: HP Z840 workstation 32 cores / 256 GB RAM

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Fast

Key Benefits

Swiftly get representative data

from your high resolution 3D

images

with Voxilon’s tailored algorithms

HPC expertise

Our R&D team includes experts in scientific code optimization.

Academic partnerships

Our key partners include IFPEN and DMEX (University of Pau / Carnot ISIFoR).

State-of-the-art algorithms

15 years or research from our founding team in Geosciences Montpellier (CNRS / University of Montpellier).

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Flexible

Key Benefits

Never get stuck again

Keep on working while your most

demanding computations are running,

thanks to Voxilon’s modular architecture.

Possible configurations

Single Laptop

JT Tomographie 14 mai 2019

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Flexible

Key Benefits

Never get stuck again

Keep on working while your most

demanding computations are running,

thanks to Voxilon’s modular architecture.

Possible configurations

Single Workstation

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Flexible

Key Benefits

Never get stuck again

Keep on working while your most

demanding computations are running,

thanks to Voxilon’s modular architecture.

Possible configurations

Local Network

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Flexible

Key Benefits

Never get stuck again

Keep on working while your most

demanding computations are running,

thanks to Voxilon’s modular architecture.

Possible configurations

Local Network

with File Server

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Flexible

Key Benefits

Never get stuck again

Keep on working while your most

demanding computations are running,

thanks to Voxilon’s modular architecture.

Possible configurations

Local Network

with HPC Cluster

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Flexible

Key Benefits

Never get stuck again

Keep on working while your most

demanding computations are running,

thanks to Voxilon’s modular architecture.

Coming Soon

Job scheduler

Easily sort and prioritize your simulations.

Scripting

Add your own simulation codes to the platform.

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Organized

Key Benefits

Organize your projects

Instantly access your images and data

from your own secured database,

within Voxilon’s easy-to-tame interface.

Hierarchical organization

Samples, raw and processed images, results, metadata: everything in the same place.

Secured access

Access several databases over your local network. Create collections to organize your projects.

Process tracking

Voxilon keeps track of the sources, parameters, timestamps, etc. for every single process and verifies the integrity of all your files.

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Organized

Key Benefits

Organize your projects

Instantly access your images and data

from your own secured database,

within Voxilon’s easy-to-tame interface.

Coming Soon

Cross-data analysis

Analyze results from different samples in a given project.

Workflow automation

Deep learning allows to ease image processing and segmentation.

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Georessources Synthetic materials

Exploration & production Conception

Sequestration & underground storage

Development

Geothermal Control

Petrophysical characterization of geomaterials

Evaluation of storage and disposal capacities

Monitoring morphological evolution

Fracture monitoring Estimated production potential

Exploring 3D morphology Evaluation of their properties

Real 3D model construction for simulation

Data-to-Results Workflow

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Structural Properties

1mm

Porosity Connectivity Tortuosity

Pores & throats Skeleton Pore

network

• Porosities

• Connectivity

• Geometrical statistics

• Element size distribution

• Geometrical tortuosity

• Formation factor

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Page 33: Contrôle non destructif de pièces aéronautiques en CMC par ...

Dynamical Properties

Diffusion Pressure

fields Permeability • Diffusive tortuosity

• Effective diffusion

• Capillary pressure

• Absolute permeability

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Page 34: Contrôle non destructif de pièces aéronautiques en CMC par ...

Morphological characteristics Effective, Accessible porosities

Chord-length distribution

Sphere diameter distribution

Geometrical tortuosity

Formation factor

Voxilon Analyses

Dynamical properties Effective diffusion

Diffusive tortuosity

Absolute permeability (Kx, Ky, Kz)

Capillary pressure

DRP measurements Results Computation time

Effective porosity 15.8% 5 sec

Dp-max (chord-length) 91 μm 2 sec

Dp-main (maximum-balls) 38 μm

11 sec

Geometrical tortuosity 1.58 190 sec

Connected pore components 3947 networks 3 sec

Diffusivity-tortuosity 5.2 136 sec

Absolute permeability 927 mD 280 sec

Pore entry diameter from Pc curve 17 μm

448 sec

Computations made on a Fontainebleau sandstone image -5003 voxels (125 Mo) Hardware setup: Dell XP 13 laptop 4 cores/8 GB RAM

Total time: 18 min

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Characteristics Skeleton-based method

Similar method to Pore Network Modeling

Parallel computation

Focus on Absolute permeability

Rocks Image size Permeability

Computation time

Mallorca 1 Gb 14 mD 276 sec

Berea 2,5 Gb 104 mD 11 min

GD15 6 Gb 100 mD 39 min

Bentheimer 21 Gb 2270 mD 1h 45 min

Hardware setup: HP Z840 workstation 32 cores / 256 GB RAM

Sandstone pore network

Reversible pore network skeleton

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Page 36: Contrôle non destructif de pièces aéronautiques en CMC par ...

Focus on Effective diffusion

100 µm

Characteristics TDRW-based method

(Dentz, Russian, Dweik, Gouze et al.)

Parallel algorithm

Automated post-processing

Diffusion process in a sandstone pore network

Rocks Image size Diffusive tortuosity

Computation time

Mallorca 1 Gb 9 10 sec

Berea 2,5 Gb 7 10 sec

GD15 6 Gb 30 500 sec

Bentheimer 21 Gb 5 295 sec

Hardware setup: HP Z840 workstation 32 cores / 256 GB RAM

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Page 37: Contrôle non destructif de pièces aéronautiques en CMC par ...

Focus on Capillary pressure Characteristics

Drainage process modelization

Skeleton-based method

Non-wetting phase

Trapping possibility

Rocks Image size Pore entry diameter

Computation time

Mallorca 1 Gb 7 µm 296 sec

Berea 2,5 Gb 4 µm 13 min

GD15 6 Gb 5 µm 42 min

Bentheimer 21 Gb 3 µm 1h 48 min

Hardware setup: HP Z840 workstation 32 cores / 256 GB RAM

Pore diameter (µm)

Hg

sat

ura

tio

n

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Voxaya is a spin-off from the Geosciences Montpellier laboratory,

founded in 2014 and located in Montpellier, South of France.

190 k€ Subsidies

100 k€ Income

257 k€ AxLR SATT project

340 k€ Equity fundraising

About Voxaya

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First market study

Business incubators

2013

2014

2015

R&D

Numerical simulations

Software architecture

2016

First fundraising

Voxilon v1.0 release

2017

Voxilon v2.0 release

2018

First clients

Business accelerator AxLR

First recruitments

Market tests

Launch

Brief History

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Philippe Gouze Scientific Advisor, PhD

Vanessa Hébert General Manager, PhD

Olivier Rodriguez CEO, PhD

Thierry Porcher CTO

Oseo Startup Competition Montpellier (France), 2012

France Tech Transfer Invest Paris (France), 2017

i-Lab Startup Competition Final Montpellier (France), 2015

NETVA Competition Final Boston (MA, USA), Jul. 2017

SPE ATCE Startup Competition Final San Antonio (TX, USA), Oct. 2017

Valentin Planes R&D engineer

European Venture Contest Final Düsseldorf (Germany), Dec. 2017

Current Team

Loren Marc--Fahmy Marketing & Communication

Thomas Izard R&D engineer, PhD

Marie Léger R&D engineer

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Page 41: Contrôle non destructif de pièces aéronautiques en CMC par ...

Cap Omega – CS 39521 Rond-point Benjamin Franklin 34000 MONTPELLIER FRANCE

[email protected]

+33 6 32 02 74 22

www.voxaya.com