ISO 21227-1:2003
(Main)Paints and varnishes — Evaluation of defects on coated surfaces using optical imaging — Part 1: General guidance
Paints and varnishes — Evaluation of defects on coated surfaces using optical imaging — Part 1: General guidance
ISO 21227-1:2003 gives definitions for and provides guidance in the use of optical imaging systems for the quantitative characterization of defects on coated surfaces that occur after exposure in various test methods, e.g. stone chipping, weathering or cross-cut testing. One aim of ISO 21227 is to use optical imaging to reproduce the results of already existing methods for visual assessment. Additionally, optical imaging provides further information which can be used for a more detailed evaluation of coating defects. This part of ISO 21227 contains a general introduction in optical-imaging methods and definitions. The performance of individual test methods and requirements for precision are described in other parts of the standard.
Peintures et vernis — Évaluation par imagerie optique des défauts des surfaces revêtues — Partie 1: Lignes directrices générales
L'ISO 21227-1:2003 donne des définitions ainsi que des lignes directrices relatives à l'emploi de systèmes d'imagerie optique permettant de quantifier les défauts superficiels de revêtements soumis à diverses méthodes d'essai, comme par exemple le gravillonnage, l'exposition aux intempéries ou le quadrillage. L'un des objectifs de l'ISO 21227 est d'utiliser l'imagerie optique pour reproduire les résultats des méthodes d'évaluation visuelle existantes, mais également pour obtenir des informations supplémentaires permettant d'évaluer de façon plus détaillée encore les défauts des revêtements. L'ISO 21227-1:2003 contient une introduction générale aux méthodes d'imagerie optique et des définitions. Les performances des différentes méthodes et les exigences de fidélité correspondantes seront décrites dans les autres parties de l'ISO 21227.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 21227-1
First edition
2003-08-01
Paints and varnishes — Evaluation of
defects on coated surfaces using optical
imaging —
Part 1:
General guidance
Peintures et vernis — Évaluation par imagerie optique des défauts des
surfaces revêtues —
Partie 1: Lignes directrices générales
Reference number
ISO 21227-1:2003(E)
©
ISO 2003
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ISO 21227-1:2003(E)
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Published in Switzerland
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ISO 21227-1:2003(E)
Contents Page
Foreword. iv
Introduction . v
1 Scope. 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions. 1
4 Principle . 5
5 Requirements . 5
Annex A (informative) Standards for visual assessment of coating defects . 8
Bibliography . 10
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ISO 21227-1:2003(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 21227-1 was prepared by Technical Committee ISO/TC 35, Paints and varnishes, Subcommittee SC 9,
General test methods for paints and varnishes.
ISO 21227 consists of the following parts, under the general title Paints and varnishes — Evaluation of defects
on coated surfaces using optical imaging:
Part 1: General guidance
Part 2: Evaluation procedure for results of multi-impact stone-chipping test
Part 3: Evaluation procedure for delamination and corrosion around a scribe
At the time of publication of this part of ISO 21227, Parts 2 and 3 were in preparation.
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ISO 21227-1:2003(E)
Introduction
Conventional ISO test methods used for evaluating surface defects and appearance changes often utilize
pictorial standards which depict particular types of surface deterioration and require human visual evaluation.
The technology described in the various parts of this International Standard can yield more objective, accurate,
quantitative and reproducible results when compared to the human visual evaluation techniques.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 21227-1:2003(E)
Paints and varnishes — Evaluation of defects on coated
surfaces using optical imaging —
Part 1:
General guidance
1 Scope
This part of ISO 21227 gives definitions for and provides guidance in the use of optical imaging systems for
the quantitative characterization of defects on coated surfaces that occur after exposure in various test
methods, e.g. stone chipping, weathering or cross-cut testing. One aim of ISO 21227 is to use optical imaging
to reproduce the results of already existing methods for visual assessment. Additionally, optical imaging
provides further information which can be used for a more detailed evaluation of coating defects.
This part of ISO 21227 contains a general introduction in optical-imaging methods and definitions. The
performance of individual test methods and requirements for precision are described in other parts of the
standard.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
CIE Publication No. 17.4:1987, International lighting vocabulary/IEC 60050-845:1987, International
Electrotechnical Vocabulary — Lighting
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
optical imaging
method for acquiring, digitizing, processing and analysing images using optical components and computer
systems
3.2
illumination
application of light to a scene, objects or their surroundings so that they may be seen
[CIE 17.4:1987/IEC 60050-845:1987]
3.2.1
reflection illumination
illumination whereby light source and optical sensor are both arranged on the same side of the object
© ISO 2003 — All rights reserved 1
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ISO 21227-1:2003(E)
3.2.2
transmission illumination
illumination whereby light source and optical sensor are arranged on opposite sides of the object
3.2.3
bright-field illumination
method of image acquisition in which light reflected by the object and light scattered by the object are detected
by the optical sensor
3.2.4
dark-field illumination
method of image acquisition in which only light scattered by the object is detected by the optical sensor
3.2.5
directional lighting
lighting in which the light on the working plane or on an object is incident predominantly from a particular
direction
[CIE 17.4:1987/IEC 60050-845:1987]
3.2.6
diffused lighting
lighting in which the light on the working plane or on an object is not incident predominantly from a particular
direction
[CIE 17.4:1987/IEC 60050-845:1987]
3.3 Terms relating to the optical sensor
3.3.1
field of vision
area on the object surface which is acquired by the optical sensor
3.3.2
region of interest
that part of the original image which is used for image processing and image analysis
3.3.3
objective
optical system, usually consisting of one or more lenses, which is used to acquire an image of the field of
vision
3.3.4
object distance
distance between the first lens of the objective and an object which gives a sharp image
3.3.5
depth of focus
difference between the minimum and maximum object distance
3.4
image acquisition
image capture
process of creating a two-dimensional original image of an object
3.4.1
original image
digitized image taken by the image-acquisition system, without having carried out any image processing
2 © ISO 2003 — All rights reserved
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ISO 21227-1:2003(E)
3.4.2
charge-coupled device
CCD
device that uses a semi-conductive material as an optical sensor
NOTE The CCD chip is subdivided into very fine elements, each of which corresponds to a pixel of the digitized
image. The CCDs can be arranged as an array (digital camera) or in a row (line scanner).
3.4.3
scanner
device for image acquisition which uses a one-dimensional optical sensor in which CCDs are lined up in a row
NOTE The image is built up by line scanning of the surface of an object.
3.4.4
digitization
process of converting an analogue image into a digital image
NOTE The image is divided into pixels by a grid and each pixel is assigned to one grey level.
3.4.5
pixel
smallest image-forming element to which a grey level is assigned
3.4.6
resolution
number of pixels per unit length on the surface of an object
NOTE If the resolution in the X- and Y-directions is different, both values have to be reported.
3.4.7
grey level
shade of grey assigned to a pixel
NOTE The shades are usually positive integer values taken from the grey scale.
3.4.8
grey scale
series of grey levels between white and black
8
EXAMPLE The 8-bit grey scale has 2 (= 256) grey levels. Grey level 0 corresponds to black, grey level 255 (the
256th level) to white.
3.4.9
gamma
γ
γ
exponent used in the function Y = X
where
X is the input signal;
Y is the output signal;
X and Y range from 0 to 1 (0 corresponding to black, 1 to white)
3.4.10
frame grabber
device for converting an analogue video signal into an digital original image
© ISO 2003 — All rights reserved 3
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ISO 21227-1:2003(E)
3.5
image processing
software manipulation of the original image in order to prepare for subsequent image analysis
NOTE For example, image processing can be used to eliminate mistakes generated during image acquisition or to
reduce image information to the essential.
3.5.1
binary image
image in which each pixel is either 0 (black) or 1 (white)
3.5.2
gamma correction
modification of the value of gamma, which can be carried out using software or hardware
3.5.3
brightness
average grey level of a specified part of the image
3.5.4
contrast
difference between the grey levels of two specified parts of the image
3.5.5
shading correction
software method for correcting non-uniformity of the illumination of the object
3.5.6
thresholding
reduction of the number of different grey levels of an image, preferably resulting in a binary image
NOTE In order to produce a binary image, each pixel in the grey-scale image is assigned a grey level of 0 or 1,
depending whether this pixel has a grey level greater than or less than or equal to a given constant (the threshold).
3.5.7
delineation
edge detection
method of isolating and locating an optical edge in a given digital image
3.6
image analysis
reduction of the image information to a set of values which are specific to the application
3.6.1
reference panel
specified panel which has already been assessed and therefore has a known rating
NOTE It is used to check the reproducibility and repeatability of the parameter settings.
3.7
image evaluation
process of relating the set of values resulting from image analysis to one or more characteristic values via a
classification or rating scheme
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ISO 21227-1:2003(E)
4 Principle
Perception and evaluation of visual information is an outstanding ability of the human mind. ISO 21227 is
intended to imitate and in some cases to exceed this ability by use of digital optical imaging.
Before defects on a coated surface can be analysed using optical imaging, an image has to be acquired and
transformed into a digital format. An image is acquired via an image sensor such as a charge-coupled device.
In a second step, the subsequent spatial image information is digitized and processed by manipulating the
grey levels. Using image analysis, the image information is reduced to a set of values which are specific to the
application.
In the paint industry, coated panels are generally used for testing. These are exposed in accordance with a
standard test method. In order to obtain results which are comparable with these existing methods of
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 21227-1
Première édition
2003-08-01
Peintures et vernis — Évaluation par
imagerie optique des défauts des
surfaces revêtues —
Partie 1:
Lignes directrices générales
Paints and varnishes — Evaluation of defects on coated surfaces using
optical imaging —
Part 1: General guidance
Numéro de référence
ISO 21227-1:2003(F)
©
ISO 2003
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ISO 21227-1:2003(F)
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peut être imprimé ou visualisé, mais ne doit pas être modifié à moins que l'ordinateur employé à cet effet ne bénéficie d'une licence
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l'exploitation de ce fichier par les comités membres de l'ISO. Dans le cas peu probable où surviendrait un problème d'utilisation,
veuillez en informer le Secrétariat central à l'adresse donnée ci-dessous.
© ISO 2003
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Publié en Suisse
ii © ISO 2003 — Tous droits réservés
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ISO 21227-1:2003(F)
Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . v
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives. 1
3 Termes et définitions . 1
4 Principe . 5
5 Exigences. 5
Annexe A (informative) Étalons d'évaluation visuelle des défauts des revêtements. 8
Bibliographie . 10
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ISO 21227-1:2003(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 21227-1 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 35, Peintures et vernis, sous-comité SC 9,
Méthodes générales d'essais des peintures et vernis.
L'ISO 21227 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Peintures et vernis —
Évaluation par imagerie optique des défauts des surfaces revêtues:
Partie 1: Lignes directrices générales
Partie 2: Procédure d’évaluation des résultats d’essai de résistance aux impacts multiples de cailloux
Partie 3: Procédure d’évaluation du décollement et de la corrosion autour d’une rayure
Au moment de la publication de la présente partie de l’ISO 21227, les parties 2 et 3 étaient en préparation.
iv © ISO 2003 — Tous droits réservés
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ISO 21227-1:2003(F)
Introduction
Les méthodes d’essai ISO traditionnelles utilisées pour l’évaluation des défauts superficiels et des
changements d’aspect ont souvent recours à des images types qui représentent des types particuliers de
détérioration de la surface et demandent ensuite une évaluation visuelle humaine. La technologie décrite dans
les différentes parties de l’ISO 21227 permet d’obtenir des résultats quantitatifs plus objectifs, plus précis et
d’une meilleure reproductibilité comparés aux techniques visuelles humaines.
© ISO 2003 — Tous droits réservés v
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NORME INTERNATIONALE ISO 21227-1:2003(F)
Peintures et vernis — Évaluation par imagerie optique des
défauts des surfaces revêtues —
Partie 1:
Lignes directrices générales
1 Domaine d'application
La présente partie de l’ISO 21227 donne des définitions ainsi que des lignes directrices relatives à l’emploi de
systèmes d’imagerie optique permettant de quantifier les défauts superficiels de revêtements soumis à
diverses méthodes d’essai, par exemple le gravillonnage, l’exposition aux intempéries ou le quadrillage. L’un
des objectifs de l’ISO 21227 est d’utiliser l’imagerie optique pour reproduire les résultats des méthodes
d’évaluation visuelle existantes, mais également pour obtenir des informations supplémentaires permettant
d’évaluer de façon plus détaillée encore les défauts des revêtements.
La présente partie de l’ISO 21227 contient une introduction générale aux méthodes d’imagerie optique et des
définitions. Les performances des différentes méthodes et les exigences de fidélité correspondantes seront
décrites dans les autres parties de l’ISO 21227.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
Publication CIE n° 17.4:1987, Vocabulaire international de l’éclairage/CEI 60050-845:1987, Vocabulaire
Électrotechnique International — Éclairage
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1
imagerie optique
méthode permettant d’acquérir, de numériser, de traiter et d’analyser des images à l’aide de composants
optiques et de systèmes informatiques
3.2
éclairage
application de lumière à un site, à des objets ou à leur entourage pour qu’ils puissent être vus
[CIE 17.4:1987/CEI 60050-845:1987]
3.2.1
éclairage par réflexion
éclairage réalisé de façon telle que la source lumineuse et le capteur optique soient tous les deux disposés du
même côté de l’objet
© ISO 2003 — Tous droits réservés 1
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ISO 21227-1:2003(F)
3.2.2
éclairage par transmission
éclairage réalisé de façon telle que la source lumineuse et le capteur optique soient disposés de part et
d’autre de l’objet
3.2.3
éclairage sur fond clair
méthode d’acquisition de l’image permettant que la lumière réfléchie par l’objet ainsi que celle diffusée par
l’objet puissent être détectées par le capteur optique
3.2.4
éclairage sur fond noir
méthode d’acquisition de l’image permettant que seule la lumière diffusée par l’objet puisse être détectée par
le capteur optique
3.2.5
éclairage dirigé
éclairage réalisé de façon telle que la lumière atteignant le plan utile ou un objet provienne d’une direction
privilégiée
[CIE 17.4:1987/CEI 60050-845:1987]
3.2.6
éclairage diffusé
éclairage réalisé de façon telle que la lumière atteignant le plan utile ou un objet ne provienne pas d’une
direction privilégiée
[CIE 17.4:1987/CEI 60050-845:1987]
3.3 Termes relatifs à un capteur optique
3.3.1
champ de vision
zone de la surface d’un objet qui est capturée par le capteur optique
3.3.2
zone d’intérêt
partie de l’image originale qui sert au traitement et à l’analyse de cette image
3.3.3
objectif
système optique, composé principalement de une ou plusieurs lentilles, qui est utilisé pour la capture d’une
image dans le champ de vision
3.3.4
distance de réglage de l’objectif
distance entre la première lentille de l’objectif et l’objet, qui donne une image nette
3.3.5
profondeur de champ
distance entre les distances maximale et minimale de réglage de l’objectif
3.4
acquisition de l’image
capture de l’image
processus de création d’une image originale bidimensionnelle d’un objet
2 © ISO 2003 — Tous droits réservés
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ISO 21227-1:2003(F)
3.4.1
image originale
image numérisée obtenue par un système d’acquisition d’image sans traitement subsidiaire
3.4.2
dispositif à couplage de charge
CCD
appareil qui utilise comme capteur optique un matériau semi-conducteur
NOTE La puce CCD est subdivisée en éléments très fins dont chacun correspond à un pixel de l’image numérisée.
Les CCD peuvent être disposés en tableau (appareil photo numérique) ou en ligne (scanner).
3.4.3
scanner
dispositif d’acquisition d’image qui comporte un capteur optique unidimensionnel dans lequel les CDD sont
disposés en ligne
NOTE L’image est construite à partir d’un balayage linéaire de la surface de l’objet.
3.4.4
numérisation
processus de conversion d’une image analogique en image numérique
NOTE L’image est divisée en pixels par une grille et à chaque pixel est assigné un niveau de gris.
3.4.5
pixel
plus petit élément formant une image auquel est assigné un niveau de gris
3.4.6
résolution
nombre de pixels par unité de longueur de l’objet
NOTE Si la résolution est différente entre l’axe des abscisses et celui des ordonnées, les deux valeurs sont à
indiquer.
3.4.7
niveau de gris
nuance de gris associée à un pixel
NOTE Les nuances sont généralement des valeurs entières positives de l’échelle de gris.
3.4.8
échelle de gris
nombre de niveaux de gris entre le blanc et le noir
8
EXEMPLE L'échelle de gris de 8 bits a 2 (= 256) niveaux de gris. Le niveau de gris 0 correspond au noir et le
niveau de gris 255 au blanc.
3.4.9
gamma
γ
γ
exposant utilisé dans la fonction Y = X
où
X est le signal d’entrée;
Y est le signal de sortie;
X et Y sont compris entre 0 et 1 (0 correspondant au noir et 1 au blanc).
© ISO 2003 — Tous droits réservés 3
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ISO 21227-1:2003(F)
3.4.10
dispositif d’enregistrement d’image
dispositif permettant de convertir un signal vidéo analogique en image originale numérique
3.5
traitement d’image
manipulation logicielle de l’image originale de façon à permettre son traitement ultérieur
NOTE Le traitement d’image permet par exemple d’éliminer les erreurs engendrées lors de la capture ou de réduire
l’information à l’essentiel.
3.5.1
image binaire
image dans laquelle chaque pixel correspond soit à 0 (noir) soit à 1 (blanc)
3.5.2
correction gamma
modification de l’exposant gamma qui peut être effectuée à l’aide d’un logiciel ou d’un matériel
3.5.3
brillance
niveau de gris moyen d’une partie spécifiée de l’image
3.5.4
contraste
différence de niveau de gris entre deux parties spécifiées de l’image
3.5.5
correction de l’effet d’ombre
méthode logicielle de correction de la non-uniformité de l’éclairage d’un objet
3.5.6
seuillage
réduction du nombre de niveaux de gris différents d’une image pour obtenir de préférence une image binaire
NOTE Pour obtenir une image binaire, chaque pixel de l’image est affecté à un niveau de gris 0 ou 1 selon que son
niveau de gris est supérieur, inférieur ou égal à une constante donnée (le seuil).
3.5.7
délinéation
détection du bord
méthode d’isolation et de localisation du bord optique d’une image numérique donnée
3.6
analyse de l’image
réduction de l’information recueillie sur une image à un ensemble de valeurs spécifiques de l’application
3.6.1
panneau de référence
objet spécifié qui a déjà été évalué et qui possède donc une cotation connue
NOTE Ce panneau est utilisé pour vérifier la répétabilité et la reproductibilité des réglages de paramètres.
3.7
évaluation de l’image
processus de mise en relation de l’ensemble des valeurs résultant de l’analyse de l’image et d’une ou
plusieurs valeurs caractéristiques par l’intermédiaire d’un modèle de classification ou de cotation
4 © ISO 2003 — Tous droits réservés
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ISO 21227-1:2003(F)
4 Principe
La perception et l’évaluation d’une information visuelle sont des capacités remarquables de l’esprit humain.
L’ISO 21227 vise, par l’usage de l’imagerie optique numérique, à permettre d’égaler ou même, dans certains
cas, de surpasser cette capacité.
Avant de pouvoir analyser par imagerie optique les défauts d’une surface revêtue, il faut capturer l’image et la
convertir en un format numérique. L’image s’acquiert par l’intermédiaire d’un capteur du type dispositif à
couplage de charge. L’information correspondant à l’image représentée dans l’espace est, dans un second
temps, numérisée et traitée par manipulation des niveaux de gris. Après analyse de l’image, l’information
résultante est réduite à un ensemble de données qui sont spécifiques de l’application.
L’industrie des peintures utilise généralement des panneaux revêtus pour les essais. Ces panneaux sont
soumis à une méthode d’essai normalisée. Afin d’obtenir des résultats d’essai comparables à ce que donnent
les méthod
...
Questions, Comments and Discussion
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