Contrôle non destructif des métaux : Conclusion

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RÉSUMÉ

Les contrôles non destructifs sont couramment employés pour vérifier l’intégrité de composants (métalliques ou non métalliques), qu'ils soient en cours de fabrication ou en service. Les secteurs les plus actifs sont ceux des infrastructures industrielles et civiles (incluant l’énergie), ainsi que l’industrie aéronautique.

Cet article propose un éclairage sur les évolutions récentes des examens de métaux par ultrasons, thermographie infrarouge, courants de Foucault et autres techniques électromagnétiques. Une attention est portée sur les particularités de ces examens liées aux propriétés des métaux : acoustiques, thermiques, électriques et magnétiques.

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Auteur(s)

Philip MEILLAND : Référent scientifique - ArcelorMittal Maizières Research (Maizières-lès-Metz, France)

INTRODUCTION

Les examens non destructifs ont pour objectif de déterminer l’intégrité de composants soit au cours de leur fabrication soit en service. Les métaux à l’état solide, principalement les alliages à base de fer, aluminium, titane, cuivre, … sont largement utilisés pour de tels composants. Leurs propriétés physiques, notamment dans les domaines de la propagation acoustique ; la conductivité thermique ; la conductivité électrique ; ainsi que leur éventuel comportement magnétique permettent d’envisager une large panoplie de techniques d’inspection. Seront abordées les techniques d’inspection par ultrasons, par thermographie infrarouge et par techniques magnétostatiques (magnétoscopie) ou électromagnétiques (dont les courants de Foucault font partie).

Cet article omet d’autres techniques (examens visuels, ressuage, imagerie par caméras ou par rayons X,…) qui font l’objet d’articles spécifiques de la collection.

Les examens non destructifs peuvent fournir des informations essentielles sur :

la présence de défauts internes, notamment à l’aide de contrôles par ultrasons ;
la présence de défauts sous-cutanés qui peuvent être détectés par ultrasons ou par thermographie infrarouge ;
la présence de défauts de surface, qui peuvent être mis en évidence par magnétoscopie, courants de Foucault, thermographie infrarouge ou ultrasons.

Cet article détaille dans un premier temps les problématiques, et présente ensuite les différentes techniques de façon succincte, en précisant comment prendre en compte les propriétés physiques des métaux. Pour finir, plusieurs cas d’application de détection de défauts sont décrits, en incluant les avancées technologiques désormais accessibles.

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MOTS-CLÉS

électromagnétisme thermographie ultrasons Métaux contrôles non destructifs courants de Foucault

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-r7001

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Besoins en contrôle non destructif des métaux

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5. Conclusion

Les métaux sont largement employés pour la fabrication d’infrastructures industrielles et de moyens de transport. Les contraintes de sécurité et de fonctionnement de ces derniers revêtent souvent un aspect critique, entraînant la nécessité de vérifier l’intégrité de nombre de composants.

Dans ce contexte, un aspect essentiel à prendre en compte lors de leur fabrication, ainsi que lors des opérations de surveillance et de maintenance est l’emploi de techniques de contrôle non destructif pour y détecter des défauts susceptibles de nuire à la tenue de la pièce en service.

Les propriétés acoustiques et électromagnétiques des métaux permettent l’emploi d’une panoplie étendue de techniques non destructives :

les ultrasons présentent une très grande variété d’applications, et permettent de trouver des défauts dans tout le volume de métal à inspecter, avec une ergonomie de lecture facilitée par l’emploi croissant de techniques d’imagerie. Leur emploi peut être contraint par la nécessité d’employer un couplant, ce qui peut, par exemple, en limiter les cadences d’inspection ;
les courants de Foucault, limités à la détection de défauts de surface permettent de trouver des défauts de très faibles dimensions sur des produits en déplacement à haute vitesse pouvant dépasser 100 m/s ;
la magnétoscopie, malgré ses contraintes liées à une inspection « en deux temps » est encore fort utilisée en raison du faible coût du matériel nécessaire à sa pratique ;
enfin, les applications de thermographie infrarouge et de flux de fuite sont réservées à des cas particuliers auxquels les autres techniques ne peuvent apporter de réponse.

Lors des deux dernières décennies, les améliorations réalisées par les électroniques et l’automatisation ont largement contribué à la réduction des coûts d’inspection par techniques non destructives. Par ailleurs, les performances croissantes des outils de simulation ont permis de renforcer la confiance dans les résultats d’inspection. Ces progrès enregistrés ont contribué à l’expansion de leurs cas d’application, avec encore de belles perspectives de croissance pour les contrôles non destructifs des composants métalliques.

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