Présentation
Auteur(s)
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Christian THIERY : Ingénieur au Commissariat à l’énergie atomique, Direction des applications militaires (CEA DIF) Président de la commission « contrôles industriels » de la Confédération française pour les essais non destructifs (COFREND)
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Jean Louis GERSTENMAYER : Commissariat à l’énergie atomique, Direction des applications militaires (CEA DIF)
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Lire l’articleINTRODUCTION
La tomographie par absorption de rayons X est une technique non destructive qui permet la reconstruction d’images « en coupe » d’un objet à trois dimensions.
Son principe repose sur l’analyse multidirectionnelle de l’interaction d’un faisceau de rayons X avec la matière, par enregistrement par des détecteurs du rayonnement transmis après traversée d’un objet.
Les données acquises lors de la prise de mesure (dont la durée varie d’une fraction de seconde à quelques heures selon l’installation), sont collectées suivant des orientations multiples dont le nombre et le pas sont fonction du type d’appareil et de la finesse de résolution.
À l’aide de ces données, une image numérique est calculée et reconstruite mathématiquement en niveaux de gris ou de couleurs dont chacun traduit point par point le coefficient d’atténuation local du faisceau incident. Celui-ci après calibration et étalonnage peut être traduit en échelle de densité.
La tomographie à rayons X permet donc d’accéder au cœur de la matière pour en apprécier les variations d’absorptions radiologiques et les différences de composition.
Elle permet également de localiser très finement toute hétérogénéité, singularité, vide ou inclusion présents dans un objet, ainsi que de vérifier l’assemblage et le positionnement des ensembles mécaniques complexes.
Enfin, lorsque les temps d’acquisition sont compatibles avec les vitesses de certains phénomènes physiques, la tomographie peut conduire à des mesures dynamiques pour suivre, par exemple, l’évolution d’un matériau soumis à des contraintes.
Née dans les années 1970 pour le domaine médical cette technique prometteuse a adapté aujourd’hui ses paramètres au domaine industriel dont tous les secteurs peuvent bénéficier des possibilités, que ce soit en aéronautique, dans le secteur automobile, en fonderie, dans l’industrie minière ou pétrolière ou le secteur agro-alimentaire.
La tomographie à rayons X est utilisée aussi bien en production, en phase de prototypage ou lors de la mise au point des procédés de fabrication. Les améliorations apportées à cette technique concernent aujourd’hui la haute et très haute résolution et la reconstruction tridimensionnelle.
on rappelle ici que :
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VERSIONS
- Version archivée 1 de juil. 1992 par Jacques CAZAUX, Jacques DESPUJOLS
- Version courante de déc. 2013 par Christian THIERY
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2. Outil tomographique
2.1 Historique et architecture générale
2.1.1 Naissance de la tomographie
Née officiellement en 1971 à des fins d’applications médicales, la tomographie X a beaucoup évoluée depuis, tant dans le domaine médical que dans le domaine industriel. Voir l’intérieur d’un objet pour en reconstruire la structure interne en trois dimensions, domaine d’excellence de la tomographie, apparaît être en effet un atout majeur dans la mise au point et la fabrication des pièces industrielles pour lesquelles la bonne qualité des matériaux (absence de défauts), demeure la plus sure garantie contre des faiblesses et fragilisations en fonctionnement.
HAUT DE PAGE2.1.2 Architecture d’un tomographe
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Le dispositif le plus fréquemment rencontré s’appuie sur une géométrie en éventail représentée (figure 7).
Avec un tel dispositif la résolution géométrique rg dans une direction est fonction de la dimension S de la source et de celle D d’un détecteur élémentaire dans la même direction :
![]()
( 4 )
Le grandissement géométrique M est de l’ordre de 2 quand l’échantillon se trouve à mi-distance entre la source et le détecteur.
La résolution latérale obtenue (de l’ordre d’une fraction de millimètre) résulte du compromis entre la meilleure résolution possible (celle qui tend à minimiser S et D) et la sensibilité qui conduirait, pour un temps de mesure donné, à accroître S (pour augmenter le flux incident) et D (pour accroître l’efficacité de détection de chaque détecteur). La hauteur h des détecteurs qui définit l’épaisseur des plans...
( 4 )
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