10h30 – 10h45 : Mot de Bienvenue / Welcome – Président de la COFREND

10h45 – 11h45 : Plénière d’ouverture par / Opening Plenary by
Alain BECOULET – Directeur de l’Ingénierie de l’Organisation internationale ITER

11h45 – 12h00 : Conclusion

12h00 – 12h30 Tour inaugural de l’Exposition / Inauguration Tour of the Exhibition

13:30 MA.1.A.1
What alternatives to computed tomography for inspection of additive manufacturing parts with channels
Sylvie BITTENDIEBEL ¹ | Co-auteurs : Pascal NENNIG ¹ | Institut de Soudure ¹
Non-destructive inspection of parts with small diameter channels is a major challenge. Additive Manufacturing (AM) offers many advantages compared to the traditional subtractive manufacturing process for the manufacturing of these complex structures. Thales, Safran and ArianeGroup joined forces to find a way to inspect parts with small diameter channels by techniques other than X-ray computed tomography. LNE and Institut de Soudure (French welding institute) worked with them to identify, propose and test non-destructive techniques capable to detect flaws and cavities containing unfused powder, unique to the powder-bed fusion AM process category. This paper will present some results of this project called FA- Canalsafe®. Artificial defects created on mock-ups will be described. Some results and limitations on eddy current testing and on visual endoscopy will be discussed. Finally, some recommendations on NDT implementation will be proposed.

13:50 MA.1.A.2
Contrôle de pièces de fabrication additive par spectroscopie de résonance acoustique
Florian RAZAFINTSALAMA ¹ | Co-auteurs : Socona TRAORE ¹ – Benoit DUPONT ¹ – Fan ZHANG ¹ – Bastien BERNIER ¹ – Anh VU QUANG ¹ | CETIM ¹
La place de la fabrication additive dans les industries mécaniques n’a de cesse de s’accroitre. Mais les pièces en sortie de la fabrication additive rendent les contrôles plus difficiles que pour des pièces classiques, notamment dû à leur géométrie complexe, leur état de la matière et leur état de surface généralement rugueux. En outrepassant ces difficultés, la technique d’analyse de spectroscopie de résonance acoustique se montre être une technique non destructive prometteuse étant rapide, globale, peu coûteuse. Dans le cadre des grands projets autour de la fabrication additive menés par le CETIM, comme la plateforme AFH et le projet thématique transverse sur la fabrication additive destiné à ses cotisants mécaniciens, plusieurs cas de pièces ont été contrôlés par résonance acoustique pour étudier les possibilités et les limites de cette méthode de contrôle en termes de détection de défaut et de suivi de production. Les résultats obtenus aujourd’hui montrent que cette technique est prometteuse, car elle permet de classifier ou de trier les pièces en fonction de leur machine de fabrication, de leurs différents traitements subis, de certaines caractéristiques mécaniques, ou de la présence de défauts. Une automatisation du contrôle est tout à fait possible sur des pièces de série. Une partie de ces travaux a été réalisée dans le cadre de l’AFH en collaboration avec le LNE et SAFRAN TECH.

14:10 MA.1.A.3
Inspection de pièces en fabrication additive WAAM
Fabien LEFEVRE ¹ | Co-auteurs : Philippe WESTEEL ¹ – Alexandre NOEL ¹ | VALLOUREC RESEARCH CENTER France ¹
En tant que fabricant de solutions tubulaires pour le marché Oil & Gas, Vallourec s’intéresse aux opportunités offertes par la fabrication additive. Ce mode de production pourrait compléter les process de fabrication classiquement utilisés par le groupe. Les produits visés étant de dimensions importantes, les développements concernent majoritairement la technologie arc-fil (WAAM). Dans le développement de solutions, l’inspection des pièces est considérée comme un maillon clé. C’est dans ce cadre que le centre de recherche de Vallourec a recherché des solutions aux challenges posés par l’inspection de pièces issues de la fabrication additive. En effet, les pièces fabriquées sont de formes complexes et peuvent présenter des hétérogénéités de composition ou des états de surface gênants pour l’inspection. D’autre part, les inspections recherchées se doivent d’être compatibles avec une utilisation industrielle. Le papier présentera donc la démarche d’étude de solutions potentielles, l’évaluation de leurs performances et leur conformité avec les contraintes liées aux process, produits et implémentation industrielle. Les méthodes concernées sont la magnétoscopie pour l’inspection de surface et les ultrasons multiéléments pour le contrôle volumique. Les difficultés et solutions seront développées dans le cadre de la présentation d’un cas d’usage de production et d’inspection de pièce issue de la fabrication additive arc-fil. La présentation comportera également une ouverture sur l’utilisation des données d’inspection (dont l’imagerie ultrasonore par TFM) pour la simulation numérique de l’impact des indications détectées sur l’utilisation du produit.

14:30 MA.1.A.4
Monitoring in situ pour la fabrication additive : application au procédé L-PBF
Deborah FAUCON ¹ | Co-auteurs : Loïc DEBEUGNY ¹ – Thomas GANNE ¹ | ArianeGroup ¹
Le procédé par fusion laser sur lit de poudre (L-PBF en anglais) permet de fabriquer des pièces présentant des structures internes complexes. Cette complexité géométrique rend parfois les Contrôles Non Destructifs (CND) conventionnels pour détecter les défauts potentiellement générés, difficiles à mettre en œuvre et coûteux [1]. Pour garantir la santé matière d’une pièce et réduire les coûts liés au CND post-fabrication, les solutions de surveillance du procédé (monitoring in-situ) au cours de la fabrication ont gagné en maturité. Les méthodes thermiques et optiques sont les plus répandues sur le marché. Cependant, il n’existe aucune méthode universelle pour contrôler l’ensemble des typologies de défauts. Les méthodes acoustiques s’avèrent être une troisième voie d’étude pour compléter la surveillance du procédé [2]. Le principe de l’Emission Acoustique (EA) déjà connue pour sa sensibilité à la détection de fissures sera étudié afin d’assurer une surveillance continue du procédé. Conception, simulation, fabrication et suivi du procédé en temps réel sont aujourd’hui des thèmes clés à développer pour assurer une réduction des défauts.

14:50 MA.1.A.5
Développement de l’outil de contrôle in-situ par Courants de Foucault de pièces en cours de Fabrication par la technique L-PBF.
Romain SADDOUD ¹ | Co-Auteurs : Natalia SERGEEVA-CHOLLET ¹ – Romain SADDOUD ¹ – Michel PELLAT ² – Kévyn PERLIN ¹ | Université Paris Saclay, CEA List ¹ – CEA Liten ²
Le procédé de fabrication additive par fusion laser de lit de poudre (L-PBF) est utilisé pour la fabrication de pièces métalliques complexes. Le monitoring de procédé de fabrication reste le problème ouvert pour garantir la qualité des pièces. Les solutions industrielles existantes (caméra thermique, diode laser, pyromètre) sont limitées dans le sens où elles se limitent à la détection d’anomalies dans les paramètres d’état de la machine ou dans les couches de surface de la pièce en cours de fabrication. Le contrôle par courants de Foucault est une méthode prometteuse qui pourrait être appliquée pour l’inspection couche par couche du matériau fusionné pendant la fabrication de la pièce. Cette méthode permet de suivre l’évaluation des défauts non seulement à la surface de la dernière couche fusionnée mais aussi à l’échelle des quelques couches. Un capteur à courants de Foucault a été développé et adapté pour effectuer des mesures dans une machine L-PBF pendant la phase de fabrication (in-situ). Les performances et le potentiel de la technique en termes d’intégration robuste dans la machine et d’évaluation des défauts couche par couche ont été étudiés. Les résultats obtenus ont permis d’évaluer les limites de détection des défauts pendant la fabrication de la pièce.

13:30 MA.1.B.1
Comparaison des moyens de screening disponibles pour détecter la corrosion localisée sur tuyauteries
Christophe GIBERT ¹ | Co-auteurs : Emilien DUBOIS-CIRIEN ¹ – Florian ROUSSEAU ¹ | EDF- Direction Industrielle ¹
Pour évaluer les moyens de screening aptes à détecter des dégradations de corrosion «caverneuse» affectant les tuyauteries ferritiques revêtues de peinture protectrice en paroi externe et de néoprène en paroi interne, EDF a organisé un round robin test en 2019 auprès de différents fournisseurs de matériels END ou de prestataires de service. Les essais ont été réalisés sur un tronçon déposé d’un site nucléaire, suite à percement. Des réflecteurs simulant des dégradations de type corrosion localisée ont été rajoutés au tronçon pour évaluer les performances en détection, localisation, …. Un environnement de site (supportages, proximité de murs, …) a été recrée pour que les procédés soient évalués dans les conditions les plus réalistes possibles sur un tronçon avec peinture dégradée. Différentes techniques telles que les ondes guidées ou des méthodes électromagnétiques ont ainsi été testées. L’analyse des résultats a permis d’identifier les techniques les plus prometteuses pour répondre aux objectifs attendus de l’examen.

13:50 MA.1.B.2
Recherche d’endommagement par corrosion au droit de zones sous supportages complexes
Weina KE ¹ | Co-auteurs : Célia CHEVALLIER ¹ – Michel CENCE ¹ | ONET Technologies¹
Avec le vieillissement des installations industrielles, la recherche d’endommagements par corrosion au droit de zones inaccessibles (notamment sous supportages de tuyauterie) par les méthodes conventionnelles de CND attire de plus en plus l’attention. L’objectif principal est d’évaluer la conformité de l’épaisseur résiduelle en regard de l’épaisseur de calcul des composants contrôlés. Les solutions actuelles sont apportées principalement par des techniques d’examen ultrasonores conventionnelles, multiéléments ou EMAT, à moyenne et longue portée, telles que la technique Multibonds, la technique CHIME et les techniques d’ondes guidées, avec une incertitude significative sur la précision d’évaluation de l’extension en profondeur des zones de corrosion détectées. ONET Technologies a réalisé nombreuses prestations de contrôle de zones sous supportage de tuyauteries à géométries complexes en milieux hostiles. Plus de 10 années d’expériences sur le terrain nous ont permis de développer une solution de contrôle novatrice, intégrant notamment le développement d’un scanner motorisé dédié, l’amélioration des performances de détection et de quantification par l’utilisation combinée de différentes techniques ultrasonores, l’étude de nouveaux algorithmes d’analyse et le développement d’un outil informatique permettant d’accroitre la précision de mesure et de réduire l’impact du facteur humain. Ce nouveau produit, développé par ONET dans le cadre d’un projet de R&D subventionné par France Relance, permet une quantification et un suivi en service beaucoup plus précis de l’épaisseur résiduelle minimale des zones de corrosion détectées, sous la forme d’une profilométrie de la perte d’épaisseur en zone affectée avec ses incertitudes associées. Dans cet article nous allons présenter les résultats de nos développements.

14:10 MA.1.B.3
La TFM au service du suivi de la corrosion
Alexandre BLEUZE ¹ | Framatome Intercontrôme ¹
L’usine d’Orano La Hague met en œuvre le procédé PUREX (Plutonium Uranium Refining by Extraction) qui permet le traitement du combustible nucléaire usagé en vue de son recyclage, traitement, conditionnement et stockage. Des équipements de l’installation sont pour certains classés ESPN (Equipement Sous Pression Nucléaire). Des phénomènes de corrosion généralisée peuvent se produire sur ces équipements, occasionnant une perte de matière et donc d’épaisseur qui pourrait compromettre l’intégrité de l’assemblage permanent. Une telle corrosion n’est pas toujours détectable depuis l’intérieur de l’équipement (accessibilité limité) et l’inspection depuis l’extérieur peut être complexe de par la géométrie externe et l’accessibilité en zone 4 impossible pour un intervenant (dosimétrie et contamination), notamment au droit des soudures lorsque le bourrelet externe n’est pas arasé. Pour la mesure d’épaisseur dans ce cas particulier, ORANO La Hague propose l’utilisation d’une méthode UT multiéléments dite « adaptative » qui tient compte de la variation de géométrie du profil de la surface de sondage au droit du bourrelet externe de soudure. Il s’agit d’une version de la méthode de Focalisation en Tous Points (FTP) dite aussi « Total Focusing Method » (TFM), baptisée FTPA (Focalisation en Tout Point Adaptative) ou ATFM (Adaptative TFM). Le processus ATFM, développé par le Commissariat à l’Energie Atomique (CEA), a été implanté sur les équipements UT multiéléments GEKKO et PANTHER (distribués par Eddyfi) pour une mise en œuvre dans les conditions industrielles les plus courantes, en temps réel. Cette technique est ici appliquée avec un traducteur multiélément linéaire et une semelle conformable (ou poche à eau) déplacée perpendiculairement à l’axe de la soudure, à l’aide d’une perche motorisée. La méthode ATFM se déroule en trois étapes : • apprentissage du profil externe du composant par UT FMC (Full Matrice Capture)/TFM, • calcul ATFM tenant compte du profil externe pour imager le volume et le fond du composant, • mesure d’épaisseur le long du profil externe/interne généré et détermination de l’épaisseur résiduelle. Dans cet article, nous présentons la démarche technique de mise en œuvre, l’étude des justifications techniques, les performances et les retours d’expérience acquis lors des campagnes d’essais sur site.

14:30 MA.1.B.4
Segmented magnetostrictive collars for corrosion under pipe supports
Larbi HALLAL ¹ | Co-auteurs : Xavier DE SCHEPPER ¹ – Sean HUGHES ¹ | Eddyfi Technologies ¹
Inspection of Corrosion Under Pipe Supports (CUPS) has been an area of concern in the oil and gas industry for a long time. Corrosion degradation can take many different forms, with varying circumferential and axial extents and profiles, depending on the support type and corrosion mechanisms that originated it. Visual examination is always the first step carried out by qualified inspection companies. However, this is not always feasible to perform since pipe support corrosion is typically a hidden threat, and because lifting the pipe from the support for inspection is not ideal due to increased risk of product release. Moreover, the applicability of other NDT methods used in CUPS depends on various factors such as: pipe diameter and wall thickness, support type and dimensions, accessibility to the support and space around it, pipe surface condition, etcetera. This paper focuses on the use of novel segmented magnetostrictive collars that allow for circumferential analysis of the signal which can be related to circumferential extent of defects using both C-scan imaging and focusing, in a similar fashion to the well-established piezoelectric based guided-wave testing (GWT < 100kHz) but operating at higher frequencies (128 kHz). Moving into this frequency range provides some tangible benefits such as improved resolution, improved sensitivity (the ability to identify smaller defects), and a reduced dead zone. It also opens a whole new range of previously unavailable inspection applications such as short flange lengths, complex geometry and assessing regions close to the tool like bund and wall penetrations with limited access.

14:50 MA.1.B.5
Contrôles non destructifs par térahertz de revêtements de forte épaisseur et détection de défauts aux interfaces (corrosion, décollements, …)
Emmanuel HIDALGO ¹ | Terakalis ¹
Les Contrôles Non Destructifs (CND) usuels, tels que les ultrasons ou les rayons X, peuvent, dans certains cas, atteindre leurs limites d’utilisation. C’est le cas, par exemple, pour des composants revêtus de revêtements de protection polymères/élastomères épais, de revêtements poreux tels que les mousses d’isolation thermique ou bien encore de patches (composites, bandages) de réparation- lorsque la structure a déjà fait l’objet d’une intervention de maintenance – qui sont particulièrement atténuants pour les ultrasons. L’utilisation des rayons X, en particulier en tangentiel, rencontre un certain succès mais présente des limitations liées à la géométrie des composants à inspecter, de même qu’en raison de leur dangerosité et complexité de mise en œuvre. Ils sont par ailleurs peu sensibles aux faibles dégradations des matériaux, rendant par là-même difficile la détection précoce de certains défauts. Les ondes Terahertz sont des ondes électromagnétiques dont les propriétés sont très intéressantes pour répondre à ces problématiques et ouvrent de nouvelles possibilités pour le CND. Sans danger et ne nécessitant aucun contact avec la structure, elles possèdent la faculté de traverser aisément les matériaux non conducteurs électriques, qu’ils soient minces, épais, massifs ou poreux, y compris sous forme de multicouches. Elles sont par ailleurs très sensibles aux faibles hétérogénéités ainsi qu’à la présence d’eau et d’humidité. On les met en œuvre pour la mesure d’épaisseur et la caractérisation d’interfaces, ainsi que pour réaliser des cartographies 2D/3D afin de détecter, dimensionner et localiser des défauts, même sur des pièces de grandes dimensions. Elles permettent donc la détection de corrosion, de décollements, de fuites et plus généralement de défauts, sous et à l’intérieur des revêtements et complètent utilement les technologies de contrôle usuelles. Elles constituent par ailleurs une alternative pertinente aux CND existants pour répondre à des problématiques de contrôle non résolues. Lors de cette communication, TERAKALIS, société spécialisée en ingénierie TeraHertz, présentera les avantages et limites de la technologie THz pour la mesure de fortes épaisseurs de revêtement et la détection de défauts dans les revêtements et aux interfaces. Elle réalisera un état des lieux de ce que sont les ondes TeraHertz, des méthodes de mise en œuvre, des cas d’application et des systèmes de contrôle utilisant cette technologie.

13:30 MA.1.C.1
L’intelligence artificielle au service de la caractérisation des matériaux (traitements thermiques et contraintes résiduelles)
Naïm SAMET ¹ | Co-auteurs : Antoine VALENTIN ¹ – Quentin JULIEN – Fan ZHANG ¹ – Hélène PETITPRE ¹ | CETIM ¹
La caractérisation des matériaux par méthode non destructive est largement répandue dans l’industrie. La méthode s’appuie souvent sur l’analyse d’un signal provenant d’un capteur (ultrasons, courants de Foucault, bruit ferromagnétique ou autres), afin de mettre en évidence une caractéristique du matériau telle que la dureté superficielle, la profondeur des traitements thermiques et thermochimiques, etc. Tout d’abord, il est nécessaire d’avoir une corrélation physique entre la propriété physique et la méthode mise en œuvre. Ensuite, le signal acquis doit être enregistré dans des conditions optimales qui permettent de transcrire l’information nécessaire à la caractérisation. Mais malgré ces précautions, il arrive dans certains cas que la corrélation entre ces propriétés physiques et le signal soit difficile à établir. Cela est dû principalement à la complexité de la propriété physique recherchée et les multiples interactions avec d’autres facteurs influents qui donnent lieu à une faible corrélation entre le paramètre suivi et celle-ci. En effet, les méthodes classiques sont souvent basées sur un paramètre extrait du signal comme le RMS, le maximum ou le kurtosis par exemple, afin de corréler la propriété du matériau à ce dernier. Mais cette corrélation reste incomplète puisqu’elle ne décrit pas toute la déformation du signal en fonction de la propriété recherchée. Dans cet article, nous proposons d’utiliser une méthode multiparamètre qui permet, à partir d’un signal, d’extraire des paramètres pertinents qui décrivent correctement le signal, et de les utiliser afin de remonter à des propriétés mécaniques telles que la profondeur de cémentation ou les contraintes résiduelles. Des algorithmes de Machine Learning et/ou de Deep Learning sont utilisés, et les résultats comparés entre eux.

13:50 MA.1.C.2
Application de l’Intelligence Artificielle à la Détection Automatique des Défauts sur les Composants du Combustible Nucléaire.
Eleftherios ANAGNOSTOPOULOS ¹ – Cyrille VOILLET ² | Co-auteur : Yann KERNIN ¹ | Framatome Intercontrole ¹ – Framatome ²
Pour la fabrication du combustible nucléaire, les différentes usines et ateliers de Framatome réalisent des opérations de laminage et de traitement chimique et thermique sur des tubes en zirconium. Après les étapes de finition de ces tubes, une série de contrôles est effectuée, dont un contrôle visuel de la surface externe finale, afin de garantir la qualité et l’intégrité de ces tubes de gainage, essentielles pour la sûreté nucléaire. Aujourd’hui, ce contrôle visuel est automatisé mais nécessite un temps important pour une revue par des experts des composants rejetés par le système. Dans la perspective de minimiser le nombre des composants rejetés par le système existant tout en respectant le même niveau de détections des défauts, une étude de l’application de l’Intelligence Artificielle a été menée. Deux réseaux convolutifs d’une architecture similaire ont été développés : un pour la prise de décision de sanction du tube et un pour classifier le type de rejet. Dans cette présentation, nous exposons l’architecture des réseaux neuronaux choisis, ainsi que les performances obtenues pour un grand ensemble des données d’évaluation provenant des rejets de tubes produits. Finalement, nous mettons en perspective ces résultats en exposant le gain potentiel de productivité obtenu en utilisant ce système en production assisté par intelligence artificielle.

14:10 MA.1.C.3
Utilisation de l’Analyse en Composante Principale (ACP) pour l’amélioration de la performance de détection des indications des tubes de Générateurs de Vapeur (GV) contrôlés avec une sonde multiélément par courants de Foucault
Christian Noël ¹ | Co-auteurs : Nicolas PAUL² – Abdoulaye TARAM² | Omexom NDT P&S ¹ – EDF²
Les générateurs de vapeur (GV) des centrales nucléaires sont soumis, pendant leur fonctionnement, à diverses sollicitations pouvant entraîner des dégradations au niveau des tubes. Ces tubes sont contrôlés à chaque arrêt de tranche au moyen de sondes à courants de Foucault (CF) que l’on introduit à l’intérieur des tubes pour acquérir des signaux qui sont ensuite expertisés par des analystes. Parmi les différents types de sondes utilisés, nous avons la sonde multiélément appelée communément SMX. Cette sonde dispose de plusieurs capteurs, disposés sur l’ensemble de sa circonférence, permettant d’obtenir des informations dans la direction axiale et angulaire puis d’obtenir une image du tube en déroulé. Ces informations sont par la suite analysées afin de mettre en évidence la présence d’éventuelles dégradations. Toutefois, la discrimination de l’information relative à une dégradation peut se révéler très challengeante, surtout au droit des plaques entretoises où le signal de plaque peut entraîner de fausses alarmes (détection) ou se superposer avec le signal du défaut. Cela est donc susceptible de dégrader les performances de la sonde au droit des plaques entretoises. Afin d’améliorer la performance de la sonde SMX au droit du tube, une collaboration entre la direction industrielle et la direction recherche et développement d’EDF a permis de développer un algorithme de Machine Learning basé sur une Analyse en Composante Principale (ACP) pour la suppression des signaux résiduels de la plaque tout en améliorant la détection des indications sous plaques. L’ACP est un algorithme non-supervisé dont l’apprentissage s’effectue sur des données non étiquetées. En d’autres termes, l’algorithme apprend les données de façon automatique, puis les regroupe en fonction de leur similitude ou différence sans instruction particulière, ni intervention humaine. Cet algorithme prometteur a fait l’objet d’une étude de performances sur des données industrielles à travers une collaboration avec OMEXOM NDT E&S. Cette étude encourageante, milite en faveur de l’industrialisation de la technique. En effet, cette présentation décrit, en s’appuyant sur des exemples, les problématiques couramment rencontrées lors de la mise en œuvre de la SMX, les principes de l’approche ACP et les études de performance mettant en œuvre cette approche innovante pour la détection des indications sous plaque entretoise.

14:30 MA.1.C.4
Caractérisation de défauts par imagerie TFM multimodale en présence d’incertitudes à l’aide d’un algorithme de deep learning entraîné par simulation
Roberto MIORELLI ¹ | Co-auteurs : Sébastien ROBERT ¹ – Pierre CALMON ¹ – Stéphane LE BERRE ¹ | CEA List ¹
L’intelligence artificielle et en particulier l’apprentissage statistique (Machine Learning) ouvrent des perspectives pour l’assistance au diagnostic en contrôle non destructif pour la détection ou la caractérisation de défauts. Dans cette communication, nous présentons une étude réalisée dans le contexte du projet Européen ADVISE et qui vise à évaluer la capacité d’exploiter un algorithme de deep learning entraîné par simulation pour dimensionner des défauts de type fissure sur un cas d’étude ultrasonore. Plus particulièrement, l’étude s’attache au cas de la détection par imagerie TFM multimodale de défauts débouchants. Par cette technique il est possible, en sélectionnant le mode de coin le plus efficace, d’obtenir une image du défaut donnant accès assez directement à son orientation et sa taille. Néanmoins, ce procédé suppose une connaissance précise des paramètres entrant en données de l’algorithme d’imagerie. Cette connaissance est parfois approximative, dans un tel cas, la reconstruction se fait mal et l’image n’est plus directement interprétable par un opérateur. Nous étudions ici la capacité de l’algorithme de deep learning à pallier cette difficulté et remonter aux caractéristiques du défaut à partir d’images incorrectement reconstruites. Les performances de l’algorithme, entraîné sur une base d’images obtenues par simulation, sont testées sur un jeu de données acquises expérimentalement en reproduisant artificiellement une méconnaissance des paramètres de la pièce.

14:50 MA.1.C.5
L’IA au service des contrôle par ressuage et par magnétoscopie
Yannick MAFILLE ¹ – Patrick BOUTEILLE ¹ – Quentin JULIEN ¹ – Antoine VALENTIN ¹ | Cetim ¹
Dans le cadre de son activité collective destinée à ses cotisants mécaniciens, le CETIM a réalisé une étude de l’utilisation de l’IA (machine learning) pour une sanction automatique des contrôles par magnétoscopie fluorescente. En effet, les systèmes automatiques classiques basés sur la vision atteignent leurs limites dans le cas de fausses indications liées aux méthodes de contrôle par magnétoscopie et ressuage. Un démonstrateur nomade a été réalisé pour permettre aux industriels de découvrir et d’évaluer sur leur production, les performances de la technologie IA pour la détection automatique par Intelligence Artificielle de défauts décelés par magnétoscopie fluorescente. Cette technologie est transposable à d’autres méthodes CND comme le ressuage fluorescent. Ce démonstrateur automatisable comprend 4 modes de fonctionnement permettant d’illustrer la démarche IA appliquée aux CND : Acquisition d’images, annotation des images (Classification, détection d’objet, segmentation), entrainement d’algorithmes de Machine Learning et contrôle en temps réel. Les travaux ont été réalisés sur 4 types de pièces forgées (bielles, vilebrequins, moyeux et tulipes) mises à disposition par les industriels. Les algorithmes entrainés permettent de détecter automatiquement les défauts décelés par magnétoscopie fluorescente. L’étude a montré que l’IA est une technologie aujourd’hui accessible pouvant répondre aux besoins des industriels pour fiabiliser et automatiser les contrôles actuels. Ce démonstrateur est aujourd’hui présenté comme un assistant aux contrôleurs CND.

13:30 MA.1.D.1
Total Focusing Method (TFM) and Phase Coherence Imaging (PCI) applied to various industrial cases.
Jérôme POIRIER ¹ | Co-Auteurs : Frédéric REVERDY ¹ – Guy MAES ¹ | Eddyfi Technologies ¹
Imaging techniques based on ultrasonic Total Focusing Method (TFM) are more and more often applied to industrial applications. Adoption of the technique has been made easier with the publication of the revised ASME V and ISO 23864 and 23865 standards. TFM is an inspection technique that involves two steps: the first one is the data acquisition process called Full Matrix Capture (FMC) and the second one is the data reconstruction itself called TFM. FMC/TFM can be done in post- processing or in real-time, but it is really the latter that allowed the democratization of the technique. The FMC consists in recording all possible signals from every transmitter-receiver pair of elements in the array. By using a delay and sum beam- forming operation of the FMC, TFM is able to focus the energy at every pixel within a region of interest providing a high-resolution image. Efforts have been made to improve the productivity of the technique using various excitation modes such as Plane Wave Imaging (PWI) to reach scanning speeds comparable to standard phased-array inspections while maintaining code compliance. While TFM is based on the extraction of the amplitudes of the signals of the FMC matrix, another technique called Phase Coherence Imaging (PCI) uses the phase information from those signals. The PCI image shows high values when all the elements contribute in phase. This is the case for small diffractors that tend to send energy in all directions such as small cracks (HTHA, porosities…), tips from cracks and grain noise. At the opposite, specular echoes tend to be minimized since few elements contribute to the echo. In this presentation, we show the advantages of both techniques on various industrial cases.

13:50 MA.1.D.2
Les ultrasons multiéléments au service du contrôle des organes de roulement en maintenance ferroviaire
Bastien RICHARD¹ | Co-auteurs : David BAUBIER¹ – Stéphane CATO¹ | SNCF Voyageurs ¹
Que ce soit pour les contrôles d’organes ferroviaires en production dans les Technicentres de maintenance ou pour les expertises en laboratoire, les contrôles ultrasons réalisés à la SNCF par la technique multiélément modernisent considérablement les applications. Ils apportent un gain de temps significatif, un contrôle plus efficient, une traçabilité complète et une plus grande ergonomie pour l’opérateur. Dans le cadre de la révision des organes de roulement en Technicentre (indispensable à la remise en service pour les pièces de sécurité), plusieurs applications de contrôle ultrasons ont évolué vers cette technique ou sont en cours de mise en production : examen des pistes de roulement, santé interne des roues, recherche de fissuration de fatigue dans les axes. A ce jour, les travaux de déploiement des contrôles ultrasons multiéléments ont consisté à remplacer la technique conventionnelle en adaptant les paramétrages, l’application du traducteur, la visualisation et les modes opératoires aux spécificités propres du contrôle existant : le domaine ferroviaire bénéficie aujourd’hui pleinement des avancées de la technique ultrasons multiéléments pour réinventer l’existant. Ses atouts pourront maintenant directement être mis à disposition pour des contrôles nouveaux, notamment pour les examens volumiques. Quant aux examens surfaciques, ils s’orientent vers des développements d’examens en multiéléments par courants de Foucault.

14:10 MA.1.D.3
Conception et développement de sondes multiéléments à haut pouvoir de résolution.
Philippe DUMAS ¹ | Co-auteurs : Mikael WILM ¹  – Stéphane OSTER ¹ | Imasonic ¹
Depuis ces dernières années, le développement de nouvelles méthodes d’imageries telles que le TFM ou le PWI , ont largement contribué à développer l’utilisation des multiéléments , en permettant d’une part d’augmenter dans de nombreux cas la vitesse d’inspection,  et d’autre part d’obtenir des images plus faciles d’interprétation. Si la méthode utilisée est importante et joue un rôle essentiel sur les résultats, les performances de la sonde le sont tout autant. La standardisation croissante fait oublier qu’une sonde ne se résume pas à une fréquence, un pas et un nombre d’éléments ; de sa structure électroacoustique, qui peut être optimisée, vont dépendre ses performances. Après une présentation de l’architecture d’une sonde et de ses principaux composants, nous préciserons la notion de performances intrinsèques, en particulier l’acceptance angulaire, la sensibilité et la longueur d’impulsion, et montrerons l’influence de ces paramètres, sous forme de résultats obtenus par la simulation et de résultats applicatifs confirmant les premiers. Dans une seconde partie, ce papier présentera différentes structures électroacoustiques développées récemment par Imasonic au moyen de nouveaux matériaux, afin d’améliorer et optimiser les performances préalablement définies en fonction de la méthode d’inspection et de l’application. Pour terminer, plusieurs cas d’applications seront présentés, où ces nouvelles structures ont été mises en œuvre avec succès, apportant un réel gain, par rapport à des solutions plus classiques, notamment en termes de rapport signal à bruit.

14:30 MA.1.D.4
Imagerie ultrasonore par cohérence appliquée au contrôle de pièces industrielles
Nans LAROCHE ¹ | Co-auteurs : Ewen CARCREFF ¹ – Sylvain DEUTSCH ¹ | The Phased Array Company ¹
L’imagerie ultrasonore multiélément est aujourd’hui largement utilisée en Contrôle Non Destructif (CND). Par soucis de simplicité et de rapidité, les algorithmes de reconstruction sont généralement basés sur la technique Delay And Sum (DAS) qui consiste à retarder et sommer les signaux reçus par les transducteurs. Parmi eux, on retrouve notamment les méthodes TFM (Total Focusing Method) et PWI (Plane Wave Imaging). L’imagerie DAS permet d’exploiter naturellement la cohérence des signaux acoustiques. En effet, les échos retardés provenant d’un même réflecteur sont en phase. La somme de leur contribution dans l’image reconstruite est donc importante par rapport à une somme d’informations incohérentes (lobes de réseau, lobes secondaires, artefacts de reconstruction, bruit de mesure, interférences électroniques etc.). Néanmoins, il est possible que la reconstruction DAS n’annule pas efficacement les contributions indésirables des signaux ultrasonores. Dans ce cas, les images reconstruites sont difficilement interprétables par manque de résolution ou de contraste. De nombreux algorithmes de reconstruction visant à renforcer les contributions cohérentes de la sommation existent dans la littérature, notamment dans le domaine de l’échographie médicale. En effet, ces méthodes permettent d’améliorer la qualité des images reconstruites sans restriction de la cadence d’inspection. Nous proposons d’évaluer la pertinence et l’efficacité des méthodes d’imagerie par cohérence suivantes dans un contexte de contrôle non destructif : Imagerie par cohérence de phase PCI (Phase Coherence Imaging), Imagerie par compression non-linéaire d’amplitude (pDAS), Imagerie par cohérence de phase instantanée IPCI (Instantaneous Phase Coherence Imaging). Les techniques proposées ont l’avantage d’être rapides (proches du DAS) et de fournir des résultats facilement interprétables, permettant ainsi leur intégration dans des systèmes d’inspection temps-réel. Nous montrons que les images reconstruites par les méthodes de cohérence donnent de meilleurs résultats que le DAS sur des cas d’applications typiques du CND industriel tels que le contrôle d’aciers diffusants, la détection de fissure, ou encore la détection et la caractérisation d’endommagement à l’hydrogène de type HTHA (High temperature hydrogen attack).

14:50 MA.1.D.5
TFM : Etat de l’Art et dernières avancées
Adrien TRILLON ¹ | Co-auteur : Nathalie HEBERT ¹ | Sofranel Group ¹
L’un des paramètres importants quand on utilise le TFM pour reconstruire une image est le choix du, ou des, modes de reconstruction. Autant le choix est « simple » pour une inspection en ondes Longitudinales à 0°, type recherche de corrosion : peu de conversion de mode, parcours directs donc mode L-L. Autant il devient moins évident avec des sabots d’angle, avec parfois de multiples rebonds et d’éventuelles conversions de modes suivant l’orientation des défauts. Aujourd’hui, le TFM est donc surtout utilisé pour des contrôles à 0° en ondes L. Le choix d’un mode inapproprié peut conduire à une mauvaise interprétation, un mauvais positionnement ou encore à la non-détection d’une indication. Pour pallier ça, on utilise aujourd’hui, sur un contrôle de soudure, a minima 3 vues TFM, ce qui rend les interprétations difficiles et les acquisitions bien plus lentes. En suivant l’idée d’un industriel, Sonatest a développé un nouveau concept : le TFMi^TM qui permet de regrouper plusieurs images TFM en une seule image ; une combinaison de plusieurs modes sur une seule représentation. L’interprétation est clairement simplifiée. L’objectif de cette présentation est de re- poser les bases du TFM, encore souvent mal comprises et de présenter cette nouvelle approche, au travers d’exemples concrets de différents types de défauts dans un cordon de soudure.

13:30 MA.1.E.1
Triton FBI – Traitement d’Image de Tomographie Numérique – Fan Blade Inspection – Présentation de 10 ans de retour d’expérience de ce CND en Production.
Nicolas COCHENNEC ¹ | Co-auteurs : Antonin BRANTEGHEM ¹ – Samuel MAILLARD ¹ – Anselme CLAVIER ¹ – Pascal CENDRIER ¹ – Céline DEJOS ¹ – Jean-Philippe MICHEL ¹ | Safran Tech ¹
La mise en service du moteur LEAP a constitué un challenge pour Safran, notamment grâce à l’utilisation d’aubes fan en Composites à base de préforme tissée 3D. Le contrôle Santé Matière de ces pièces constituait un challenge additionnel pour les raisons suivantes : il s’agissait d’une pièce critique pour le moteur avec une constitution technique en rupture par rapport au moteur CFM-56 ; la Production était prévue dès le départ pour se faire sur plusieurs sites ; le programme LEAP a été soumis à une montée en cadence hors norme dans le domaine de l’Aéronautique Civile ; enfin, cette technique de Radiologie étant nouvelle, il a fallu une montée en maturité particulière et une industrialisation spécifique. En effet, c’était la 1ère industrialisation d’un contrôle tomographique RX 3D en série chez Safran. L’exposé a pour objet de présenter ce projet « Triton FBI » avec 10 ans de retour d’expérience.

13:50 MA.1.E.2
Méthodes et outil logiciel de caractérisation de la tache focale des générateurs RX de type micro et nano foyer
Marius COSTIN ¹ | Co-auteur : Anthony TOURON ¹ | Université Paris-Saclay, CEA List ¹
Les systèmes de tomographie par rayonnement X sont de plus en plus utilisés dans l’industrie pour des applications très variées, avec des besoins de caractérisation structurelle, contrôle santé matière ou pour vérifier la conformité dimensionnelle des pièces et produits finis. Pour assurer la fiabilité et la traçabilité des mesures, la qualification du tomographe est essentielle. En particulier, dans les applications nécessitant une résolution spatiale très élevée (à l’échelle micrométrique ou nanométrique), la tache focale du tube à rayons X est le facteur principal de dégradation d’image et pour cette raison, sa taille et sa forme en termes de distribution en intensité doivent être évaluées selon une méthodologie standardisée. Les normes actuelles proposent de telles méthodes de qualification pour les tubes micro-foyer ayant une taille de foyer supérieure à 5 µm mais ne sont pas adaptées aux tailles de foyer plus réduites permises par les nouvelles générations de tubes à rayons X. Dans le cadre du projet européen NanoXSpot, plusieurs méthodes pour caractériser la tache focale en termes dimension et de forme ont été proposées, pour des plages d’application plus larges que les normes actuelles. En particulier, le consortium a proposé une évolution de la norme EN 12543 (NDT) pour atteindre des limites d’application inférieures à 5 µm et jusqu’à 100 nm. Le CEA List a contribué à la définition d’une nouvelle mire de calibration avec des études d’optimisation via le logiciel de simulation CIVA RT/CT, ainsi qu’au développement d’un outil de mesure automatique des caractéristiques du point focal à partir de l’image d’une mire. Nous présenterons les principales méthodes sélectionnées par le consortium et implémentées dans l’outil logiciel développé. Nous présenterons aussi les deux étapes de validation sur des données de simulation et sur des données expérimentales, acquises sur plusieurs systèmes différents en termes de source et de détecteur.

14:10 MA.1.E.3
Radiographie numérique par comptage de photons : une solution innovante pour le contrôle de pièces de forte épaisseur
Angela PETERZOL ¹ | Co-auteurs : Olga JOULIE ¹ – Christer ULLBERG² – Mattias URECH² – Alexis RIOU¹ – Francis LANJUIN ¹ | Framatome Intercontrôle ¹ – Direct Conversion ²
Nous présentons un détecteur à comptage de photons (PCD – Photon Counting Detector) spécialement conçu pour le contrôle de pièces de forte épaisseur nécessitant l’emploi de sources à haute énergie (HE) (E > 200 keV). Le PCD HE se différencie du modèle standard par les caractéristiques suivantes : Epaisseur de la couche active du photoconducteur optimisée pour les HE, avec une efficacité de détection augmentée d’environ 30% ; ASIC (Application-Specific Integrated Circuit) complètement renouvelé permettant une sélection du seuil en énergie jusqu’à 1300 keV. La modification 2) permet de réduire le rayonnement diffusé lorsqu’on utilise des sources gamma telles que l’Iridium 192 et le Cobalt 60 ou les sources pulsées comme les accélérateurs linéaires et les bêtatrons. Le contraste-objet en résulte considérablement amélioré. La qualité d’image est comparable, voire supérieure à celle du film. Nous présentons les résultats d’évaluation des performances en termes d’IQI (Indicateur de Qualité d’Image) ISO 19232 (fil et trou), de rapport signal sur bruit et de résolution spatiale (via l’IQI duplex) conformément à la norme ISO 17636_2. Le panel d’applications possibles est très large. Nous reportons ici quelques exemples commençant par le contrôle des soudures des crayons de grappe en fabrication (qq mm d’épaisseur), jusqu’à l’examen des soudures bimétalliques du circuit primaire (environ 80mm d’épaisseur). Le comparatif PCD HE/film a été réalisé sur maquettes avec défauts artificiels et/ou réels et, en 2020, pour la première fois sur un site nucléaire.

14:30 MA.1.E.4
RaNADyn : radiographie numérique à comptage de photons pour l’inspection des soudures bimétalliques
Yann KERNIN ¹ | Co-auteurs : Angela PETERZOL ¹ – Olga JOULIE ¹ – Nezha MAMOUNI ² – Valérie KAFTANDJIAN ² – Philippe DUVAUCHELLE ² – Laurent DEMANGELLE ³ – Sébastien THIROT ³ – Jérémy PAOLETTI ³ – Boris WOLTER ³ – Pascal BRUN ¹ || Framatome Intercontrole ¹ – INSA Lyon ² – Arkadia Group ³
Le projet RaNADyn, qui a été financé par le Gouvernement dans le cadre du plan de relance, vise à développer une solution innovante de radiographie numérique par comptage des photons, avec image en temps réel et hyper–résolution « 2D augmentée », pour l’inspection en service des soudures bimétalliques (LBM) et homogènes des embouts de sécurité des cuves de réacteurs des centrales REP 900 MW et 1300 MW. Intercontrôle a co-développé un nouveau détecteur à comptage de photons (PCD – Photon Counting Detector) pour les applications à fortes épaisseurs (> 60 mm d’acier) et nécessitant donc l’utilisation de sources à Haute Energie (> 200 keV) : le PCD HE. La technologie a été validée par de nombreux essais sur maquettes et, en 2020, sur un site nucléaire en conditions réelles. Ces résultats prometteurs sont à la base du projet RaNADyn, qui vise à l’intégration du PCD HE dans un système global et industriel, permettant d’améliorer l’efficacité des processus d’inspection grâce à une meilleure traçabilité des contrôles, une réduction des temps d’inspection, tout en réduisant la dosimétrie du personnel. Le projet s’articule selon les axes suivants : Améliorer l’ergonomie du prototype du PCD HE, en le rendant plus léger et moins volumineux pour faciliter sa mise en œuvre; Développer un système robotisé, qui utilise trois PCD HE en rotation à vitesse constante autour de la tuyauterie pendant l’exposition radiographique ; Augmenter la qualité des données par : (i) la correction du flou géométrique en développant un algorithme de déconvolution, et (ii) par l’ajout, localement, d’une information 3D en appliquant une technique proche de la tomosynthèse, pour une meilleure caractérisation de défauts. Nous reportons ici les résultats à date des développements en cours, avec un accent sur l’acquisition de l’image pendant le mouvement en trajectoire circulaire, et le développement des algorithmes dédiés à la correction du flou géométrique.

14:50 MA.1.E.5
Bendable DR, le détecteur souple pour la radiologie numérique
Phil BOULANGER | Co-Auteurs : Brian White | Carestream NDT ¹
Les standards et normes de radiographie stipulent que le détecteur doit être en contact direct avec la soudure contrôlée. Jusqu’à aujourd’hui, il n’y avait que les films argentiques et les plaques photo-stimulables de CR (Computed Radiography) qui permettaient de répondre à ces normes pour les inspections de soudure dans le domaine notamment de la pétrochimie. Les techniques de contrôles prévoient une exposition double paroi simple vue, simple paroi simple vue ou panoramique. Un DDA (Digital Detector Array) souple permet d’être en contact de la soudure ou de la zone à contrôler. Un détecteur qui peut être mis en forme de manière répétable autour d’une tuyauterie par exemple, permet un gain en qualité d’image et de productivité. Pour les applications « chantiers » le détecteur doit être portable, fin, flexible, facile à mettre en place et résistant aux environnements difficiles. La taille, le poids, le type de scintillateur, le « pas de pixel » (pixel pitch), les plages de températures, la résistance aux chutes, la protection contre les infiltrations …sont également des éléments à prendre en considération. Les gains de productivités apportés par les détecteurs flexibles sont importants pour les différents milieux industriels utilisant la radiographie.

Capteurs et solutions térahertz nouvelle génération pour la métrologie et l’imagerie sans-contact
Pierre Gellie | Lytid
Lytid développe, fabrique et commercialise des solutions innovantes pour le CND industriel. Dernier développement, une nouvelle génération de RADAR. Intégrité des matériaux, détection d’inclusions, mesure d’épaisseurs, vérification de packaging, détection de corrosion derrière la peinture, densité, taux d’humidité dans la matière… En ligne ou hors ligne ; puissant, sensible, rapide et sans contact, ce RADAR a le potentiel de redéfinir votre regard sur vos processus de fabrication et de maintenance à un prix raisonnable. Lytid est le seul acteur en France à maîtriser toute la chaîne de valeur allant de la fabrication du composant, au développement de la solution. Cet atout lui permet d’offrir des systèmes toujours plus performants et plus compétitifs pour répondre au plus près à vos besoins. »

15:30 MA.2.A.1
Etude de l’impact du revêtement en acier inoxydable sur les ultrasons par simulation à l’aide d’un modèle à l’échelle du grain et comparaison expérimentale
Sharfine SHAHJAHAN ¹ | Co-auteurs : Pierre-Emile LHUILLIER ² – Bertrand CHASSIGNOLE ³ | EDF DI ¹ – EDF R&D ² – EDF UTO ³
Lors des contrôles ultrasonores sur les aciers ferritiques revêtus en acier inoxydable austénitique, un effet d’atténuation lié au revêtement est observé. Cet effet provient notamment de l’anisotropie engendrée par les orientations des dendrites du revêtement et peut in fine perturber le faisceau ultrasonore. L’impact sur les performances d’un procédé END est évalué par essais, puis retenu dans la construction du seuil de détection qui garantit la notation du défaut recherché sur ce type de composant. Dans cette étude, l’objectif est d’évaluer la validité des simulations numériques pour reproduire l’impact du revêtement à l’aide d’un modèle à l’échelle du grain, et du code aux éléments finis ATHENA 2D. Ce type d’approche peut notamment aider à évaluer l’impact induit en présence de surépaisseur de revêtement qui serait rencontrée sur site. Les cellules de diagrammes de Voronoï modélisant les dendrites sont allongées et inclinées afin de reproduire la microstructure du revêtement (sous hypothèses 2D). Les réponses ultrasonores obtenues par simulation avec plusieurs capteurs ultrasons à 4 MHz (contact / immersion) sur des trous à fond plat sont comparées à des essais expérimentaux sur une maquette revêtue pour évaluer la validité de ce type de modèle. Par ailleurs, une étude paramétrique sur plusieurs désorientations de dendrites et tailles de grains est présentée afin d’illustrer les tendances liées à ces paramètres.

15:50 MA.2.A.2
Caractérisation ultrasonore de matériaux à matrice cimentaire à différents taux de saturation en eau
Jean-François CHAIX ¹ | Co-auteurs : Cécile SAIDI-MURET ¹ – Jean-Marie HENAULT² – Thilakson RAVVENDRAN² – Vincent GARNIER ¹ | Université Aix Marseille, CNRS, LMA ¹ – EDF R&D, Prism ²
La caractérisation non destructive des ouvrages en béton est de plus en plus souvent réalisée par des méthodes ultrasonores. Si celles-ci sont utiles et performantes pour l’évaluation mécanique globale du matériau ou pour la détection et la localisation des dommages liés aux variations de géométries (défauts) et/ou de matériaux, les mesures que l’on obtient sur site sont sensibles et liées, pour le béton, aux variations du taux de saturation en eau ; ce phénomène est observé mais il est relativement peu documenté. Ce taux de saturation dépend des conditions environnementales de l’ouvrage et du taux de porosité des matrices cimentaires. Le béton est très hétérogène, il est composé d’une matrice cimentaire poreuse (plus ou moins saturées en eau), de granulats et de sable. La diffusion multiple est souvent observée pour la propagation des ondes et les mesures ultrasonores sont très perturbées notamment dans une approche industrielle in situ. Ces mesures portent souvent sur des vitesses ultrasonores ou atténuations qui vont être dépendantes du taux de saturation en eau. Cette dépendance va créer un biais dans le cadre d’une auscultation ultrasonore du béton et de l’évaluation de sa résistance mécanique. Dans cette étude, nous travaillons sur plusieurs formulations de ciment, mortier et béton pour des taux de saturation allant du béton sec au béton saturé. L’observation des ondes ultrasonores transmises dans les différents échantillons permet d’extraire différents paramètres de propagation et de diffusion en fonction de la fréquence pour différents taux de saturation en eau des échantillons. Ces données peuvent être mises en œuvre dans le cadre de la procédure d’ajustement des mesures pour améliorer le diagnostic intégrant les conditions d’humidité ambiante. De plus, dans le cadre d’une modélisation analytique ou numérique fine, aussi précise que possible, la saturation en eau du ciment peut être prise en compte pour converger vers les résultats expérimentaux.

16:10 MA.2.A.3
Développement d’un procédé automatisé pour le contrôle ultrasonore d’un matériau anisotrope hétérogène
Julien FORTINEAU ¹ | Co-auteurs : Michel FOATA ² – Bertrand CHASSIGNOLE ³ | Omexom NDT E&S ¹ – EDF DIPNN DI ² – EDF DPNT UTO ^³
Le circuit primaire des centrales nucléaires françaises comporte un grand nombre de soudures entre composants. Elles subissent en service des contraintes thermiques et mécaniques. De ce fait, la surveillance par examen non destructif (END) de ces soudures représente un enjeu majeur pour la sureté des installations. Cette présentation traite du contrôle ultrasonore d’une soudure de forte épaisseur en acier inoxydable austénitique de deux pièces en acier austéno-ferritique moulées à gros grains. L’ensemble soudure et métal de base présente une structure fortement anisotrope et hétérogène susceptible de dégrader les performances du procédé de contrôle par des phénomènes physiques qui perturbent les faisceaux ultrasonores (déviation et division des faisceaux, important bruit de structure, forte variation de l’atténuation … ). En collaboration avec EDF, Omexom NDT E&S a qualifié un procédé de contrôle par ultrasons automatisés composé de différents capteurs permettant de s’adapter aux contraintes structurelles de ces matériaux complexes. Les impacts métallurgiques induits par la structure contrôlée ont été étudiés et pris en considération dans les performances du procédé grâce notamment à une comparaison entre mesures expérimentales et par simulations avec des modèles CIVA et ATHENA. Nous présenterons dans cette étude la méthodologie retenue pour modéliser les différents matériaux dans les codes de simulation. L’impact du matériau sur les performances du procédé qualifié et sur les gestes opératoires de la procédure sera également abordé.

15:30 MA.2.B.1
Etat de l’art des architectures des cellules robotisées pour le contrôle par Ultrasons
Antoine AIGUEPERSE ¹ | Co-auteur : Wilfrid BAROCHE ² | Twin Robotics ¹ – AC&E ²
Dans beaucoup d’applications industrielles l’inspection des pièces en composite est réalisée par la méthode Through Transmission Ultrasonics (TTU) par jet d’eau. Généralement, ces méthodes sont déplacées avec des systèmes de mise en position simple (robot cartésien) ou complexe (cellule robotisée). Pour les petites pièces, des outillages spéciaux, pouvant être onéreux, sont conçus permettant de disposer les 2 traducteurs de chaque côté de la pièce. Cette méthode n’est pas aisément transposable aux pièces de grandes dimensions ou à l’inspection en petite série. L’autre solution consiste à utiliser 2 robots disposés de part et autre de la pièce à inspecter. Les 2 robots doivent être parfaitement synchronisés en position, ce qui complexifie énormément la programmation des robots. Cet article présente plusieurs cellules d’inspection TTU robotisé composées d’un robot ou de 2 robots fonctionnant en mode Leader/Follower Les architectures matérielles sont analysées et comparées. En seconde partie, une méthode de programmation pour cellule Leader/Follower est présentée à partir de l’application e-hub NDI. Ce logiciel de programmation hors ligne de robot industriel basée sur la CAO intègre des fonctions spécifiques à ce type de cellule telles que la modélisation des outils jet d’eau ou bien le couplage des robots en fonction de l’épaisseur de la pièce à contrôler. Il assiste l’opérateur de contrôle dans la création des programmes robots sans besoin d’expertise en robotique. Enfin une troisième partie expose de manière prospective les évolutions logicielles possibles dans ce domaine pour rendre le process de contrôle compatible avec l’industrie 4.0.

15:50 MA.2.B.2
Contrôle robotisé de composites en combinant la thermographie infrarouge active et les ultrasons multiéléments
Jules RECOLIN ¹ | Co-auteur : Guillaume PORS ¹ | Cetim ¹
La présentation traite du principe de fonctionnement d’un banc d’essai multi-CND destiné à inspecter automatiquement des pièces de grandes dimensions telles que des sections de pales d’éoliennes ou des pièces composites provenant du secteur nautique. Ce banc utilise deux méthodes de CND, la thermographie infrarouge active qui est une méthode globale et les ultrasons multiéléments qui est une méthode volumique localisée. En ce qui concerne le déroulement du contrôle, la thermographie vise d’abord à détecter les zones suspectes. Un traitement d’image automatisé permet de repérer la position des indications pour les communiquer au robot équipé d’un capteur ultrasons. La (ou les) zones suspectes sont ensuite scannées par ultrasons de manière à dimensionner précisément la taille des indications détectées et à les classifier (conforme/non conforme) par une sanction automatique. De cette façon, le cycle de contrôle est plus court qu’un scan ultrasons robotisé classique et offre plus de justesse dans le dimensionnement des défauts que la seule méthode par thermographie active. Ce développement a permis d’exploiter la complémentarité de deux méthodes CND (THIR et UT) et de rendre possible la communication entre deux systèmes de contrôle (THIR/UT) et un robot, ce qui constituait jusqu’alors un verrou technologique.

16:10 MA.2.B.3
Automated IBEX crawler for UT-PA inspection for in-service ferromagnetic assets
Natalia MARCIAL ALFARO ¹ | Co-auteurs : Olivier BARDOUX ² – Valentin PERRET ¹ – Miguel MARCIAL ¹ – Alexandre PASQUALI ¹ – Daniel GARY ² – Sophie WASTIAUX ² | INTACT ¹ – Air Liquide ²
In order to guarantee the safety of the gas production plants, AIR LIQUIDE conducts NDT inspections regularly closely following the assets’ maintenance plans. One high criticality asset is the PSA (Pressure Swing Adsorber), found in the last stages of the hydrogen production process, where product purification takes place. These adsorbers are pressure vessels and need to be inspected for Hydrogen Enhanced Fatigue cracks. Conventional inspection would require stopping site operation, building scaffolding for the totality of the height, which depending on design can be up to 15 meters tall and 6 meters in diameter, grinding of the inspection surface to remove the paint, conducting the inspection manually by 2 operators, and repainting once inspections are concluded. Commonly, inspection plans for these high-criticality assets outline a high inspection frequency, resulting in elevated costs associated with logistics, personnel and time and monetary resources required to plan and execute each inspection. This necessity is what drove AIR LIQUIDE R&D + INTACT to create enter a partnership and develop an automated crawler that can be deployed on in-service ferromagnetic assets for UT-PA inspection. The robot, named IBEX Crawler, is deployed at the lowest part of the vessel and controlled safely at the ground level by a single operator. It is able to change directions to accommodate the inspection of longitudinal and circular welds. It includes an encoding system that enables operators to exactly locate any indications present. The crawler’s payload includes an electronic 128 elements UT-PA board controlled by fiber optics, laser tracking and machine vision camera. The inspection results are analyzed by 3D reconstruction and managed by mechanical integrity assessments proprietary technology, calculating the stability of the found indications and using fracture mechanics and FFS to estimate the residual lifetime of the indications and in consequence, the interval between inspections to develop a more accurate maintenance plan. Today INTACT’s IBEX crawlers travel worldwide between Air Liquide sites to ensure the integrity of the assets.

15:30 MA.2.C.1
Le verdissement des produits de ressuage
Alain CARTAILLAC MORETTI ¹ | BabbCo ¹
Les challenges modernes dans l’utilisation des CND non instrumentaux comme le ressuage ou la magnétoscopie , gravitent autour de la réduction des déchets, de la pollution, des aspects Hygiène et sécurité et du coût global. Des pictogramme H&S comme ‘SGH08’ doivent disparaître, une simplification de la gestion du traitement des déchets doit s’opérer. Les consommables proposés doivent également s’inscrire dans des démarches de dérisquage pour une disponibilité mondiale notamment pour le secteur aéronautique, éclaté en termes de sites de productions. Les consommables ‘biodégradables’ apportent des solutions en ressuage comme en magnétoscopie ; il est utile pour les décideurs de connaitre, au-delà de l’appellation, ce qu’est un produit annoncé comme tel et comment aborder la problématique de la réduction des traitements des effluents, poste coûteux et non productif. Les tests et normes utiles pour décrire, mesurer, et réglementer la biodégradation sont diverses, le secteur du CND utilise la norme ISO9888, test OCDE 302b (Organisation de coopération et de développement économiques) qui s’applique aux matières dissoutes dans l’eau, comme les effluents de ressuage ( après le rinçage de l’excès de pénétrant directement lavable à l’eau) et non aux produits purs. Cela se limite aux pénétrants non à post-émulsion et sans base pétrole : la base des produits biodégradable est ainsi aqueuse ou à tensioactifs synthétiques solubles. Les pénétrants à pré-émulsion sont exclus. L’absence de distillat pétrolier s’émulsionnant au rinçage est bénéfique aux mentions de la Fiche de Données de Sécurité avec la disparition du pictogramme SGH08 ‘danger pour la santé’ et mentions de dangers associées. Le remplacement du pétrole se fait par des bases aqueuses ou de synthèse. Les bases aqueuses ne rendent pas forcément le pénétrant moins cher car l’eau étant un mauvais agent capillaire, il faut fortement la ‘doper’ pour que le pénétrant soit efficace et résiste au sur-lavage lors du rinçage… à l’eau ! D’autres problématiques de mouillabilité et de rétractation des pénétrants biodégradables peuvent exister comme des rétractations et/ou des refus de mouillage ; l’utilisation de pénétrants biodégradables nécessite des préparations de surface plus poussées qu’avec des pénétrants classiques ce qui est un désavantage. L’avantage se situe au niveau des rejets, le principe de biodégradation est le fractionnement des chaines moléculaires du pénétrant – essentiellement composés de carbone & hydrogène – par des bactéries qui se nourrissent par oxydation, jusqu’aux niveaux CO2 & H2O. Ces bactéries vivent dans l’eau et sont utilisées dans les stations d’épurations publiques (STEP) : l’industriel peut demander l’autorisation ou la convention de rejet. Il ne faut évidemment pas rejeter en pleine nature : ça ne fonctionnera pas ! Les chiffres et unités permettant d’évaluer la biodégradabilité sont la Demande Chimique en Oxygène (DCO, représentant la totalité de la matière organique oxydable), la Demande Biologique en Oxygène en 5 jours DBO5 qui représente la capacité des bactéries à dégrader rapidement les produits qui leur sont présentés, et la dégradation de la majorité de l’effluent en 7 jours ainsi que de sa quasi- totalité en moins de 28 jours. Selon le niveau de charge supportée (débit maximum, résultats de dépollution, capacité en Equivalent Habitant versus la charge entrante) la STEP peut délivrer une convention ou une autorisation de rejet, qui sera surveillée.

15:50 MA.2.C.2 
GREEN NDT – La magnétoscopie et le ressuage durables
Quentin CELLIER ¹ | Co-auteur : Pantelis SAVIDIS ² | Bergeret-Jeannet ¹ – PFINDER ²
Durable signifie intégrer la sécurité au travail, l’écologie et l’amélioration de la rentabilité dans un process. GREEN NDT est un moyen durable de CND pour la magnétoscopie et le ressuage. Les messages standards et pictogrammes sur les étiquettes d’identification et fiches de données de sécurité attirent l’attention sur les dangers relatifs aux substances chimiques des produits. Les développements les plus récents de produits non-labellisés, améliorent la sécurité au travail et réduisent le risque de danger tout en maintenant et même améliorant l’applicabilité. Les eaux usées sont produites lors du nettoyage du pénétrant pendant le contrôle. Si un produit biodégradable est utilisé et que l’eau n’a pas été contaminée lors du contrôle, elle peut être évacuée dans les égouts sans pré-traitement. Il en découle des économies substantielles d’investissement et de coûts d’opération. Les différentes propriétés des produits influent sur le process de contrôle et ses coûts afférents. Il est important de s’assurer d’avoir une solution dont les coûts sont optimisés avec les bons produits.

16:10 MA.2.C.3
De l’émergence à l’industrialisation des courants de Foucault en maintenance ferroviaire sur le matériel roulant
Jean-Charles GHIELMINI ¹ – Eric KEMPF ¹ | SNCF voyageurs ¹
A l’occasion des opérations de maintenance à mi-vie des TGV deux niveaux, les structures aluminium sont examinées par ressuage pour rechercher des fissures de fatigue qui peuvent impacter le maintien en service des rames. Cette méthode conventionnelle exige, au préalable, l’emploi d’un procédé de décapage maîtrisé et qualifié pour ne pas altérer la surface des zones soumises au contrôle mais aussi l’utilisation de produits chimiques. Ces contraintes techniques ont conduit les experts END de l’Ingénierie du Matériel de la SNCF à étudier l’utilisation de méthodes de contrôle alternatives. Les premiers travaux concernant l’utilisation de la méthode ACFM ne permettaient pas de répondre pleinement aux exigences de la maintenance ferroviaire pour cette application. Ainsi, les experts ont poursuivi leurs investigations en étudiant la méthode de contrôle par courants de Foucault. Les essais de laboratoire et en situation de production associés au développement de sondes spécifiques ont donné des résultats concluants à la hauteur des attentes et prescriptions techniques définies. Avec son industrialisation, cette méthode innovante permet à la maintenance du matériel ferroviaire d’entrer dans une nouvelle ère. La suppression des opérations de décapage et de l’utilisation des produits chimiques, la réduction du temps de contrôle, la détection de défauts sous-jacents, la digitalisation des essais ou encore l’amélioration du confort des agents utilisateurs, sont des gains significatifs qui traduisent un réel saut de performance.

15:50 MA.2.D.2
Contrôle de congés par sondes ultrasons T/R montées sur poche à eau
Clément DESSERT | Framatome Intercontrole
L’usine de Framatome Saint-Marcel réalise un contrôle en fin de fabrication, d’absence de défaut sous-revêtement non- débouchant sur les arrondis de tubulure G & H situés à la sortie de la cuve. Le contrôle historique était effectué au moyen d’une sonde à ultrasons tandem 50/70° montée sur différents sabots usinés à la morphologie de la pièce afin de s’adapter aux rayons de courbures évolutifs. Cet examen nécessite d’être optimisé afin de réduire les contraintes opérationnelles quant au plaquage du traducteur et aux multiples changements de sabots pour épouser la forme de la zone d’examen. INTERCONTROLE a été mandaté pour mettre au point un système permettant de réduire les contraintes opérationnelles en gardant la technologie tandem. La solution retenue est un procédé de contrôle par sonde tandem spécifique, montée sur poche à eau conformable présentant des pions d’aide au déplacement de la sonde, qui s’adapte aux rayons de courbures évolutifs. L’équipement de contrôle intègre également un tripode avec un berceau visant à recevoir la sonde, afin de guider le contrôleur pour réaliser aisément l’inspection à 360° de la tubulure. Ce système ergonomique et simple d’utilisation permet de garder la méthode de contrôle tandem 50/70° en améliorant la reproductibilité tout en assurant la maitrise de la sensibilité de contrôle des arrondis de tubulure G&H.

16:10 MA.2.D.3
Imagerie 3D MIMO-RSO par capteurs à ondes millimétriques en cascade
Seif Eddine HAMDI ¹ | Co-auteurs : Jean-Christophe KNEIP ¹ – Jean-Marie JOUVARD ¹ | IUT Chalon sur Saône ¹
Le couplage de capteurs à ondes millimétriques en cascade à entrées multiples et sorties multiples (MIMO) avec l’imagerie radar à synthèse d’ouverture (RSO) permettra des solutions rentables et évolutives pour une variété d’applications en contrôle non-destructif. Dans ce papier, un système d’imagerie MIMO-RSO tridimensionnel (3D) utilisant des capteurs à ondes millimétriques en cascade est mis en œuvre. Les verrous liés à l’intégration de capteurs à ondes millimétriques en cascade dans les systèmes d’imagerie MIMO-RSO à haute résolution sont discutés. Les outils de traitement du signal tels que la reconstruction d’images multistatiques en champ proche adaptées aux grandes ouvertures MIMO, l’étalonnage de réseaux multicanaux, l’échantillonnage spatial et la résolution d’image dans le contexte de l’imagerie 3D MIMO-RSO sont présentés. Le prototype robotisé du système d’imagerie 3-D MIMO-RSO, ainsi que divers résultats d’application pour l’évaluation non-destructive de structures métalliques sont décrits en détail.

15:30 MA.2.E.1
L’emploi de la méthode TFM au MinArm
Jean-Christophe SIRGUE ¹ | Co-auteur : Laetitia MINIER ¹ | MinArm/DGA DT/ DGA Techniques aéronautiques ¹
Dans le cadre de son activité de soutien aux différentes entités du Ministère des Armées, le service Contrôle Non destructif du centre Techniques Aéronautiques de la DGA apporte son expertise sur les méthodes d’inspections actuelles et futures. Depuis 2020, nous utilisons la méthode ultrasons TFM pour de nombreuses applications de détection et caractérisation de dommages telles que : Détection et caractérisation de dommage sur des soudures en Té dans le domaine Naval avec comparatif résultat ToFD présentation des résultats en TFM modes LL, TT, TTT en comparaison des ultrasons ToFD; Suivi de l’évolution de la propagation de fissure en temps réel pour des essais de fatigue, TFM méthode LL; Évaluation du profil en profondeur de fissures observées en magnétoscopie sur un vilebrequin moteur (domaine naval); Détection de fissures dans les fonds de filets d’un corps de régulateur hydraulique sur aéronef; Elément en aluminium d’épaisseur 2,7mm, réalisation d’une cartographie à 360°, TFM mode LL; sensibilité de détection équivalente à une entaille Electro Erosion  de longueur 5 mm et de profondeur 0.5mm; Caractérisation d’une fissure radiale détectée en CFHF rototest dans un alésage de longueur 40mm, matériau = aluminium. Réalisation d’une inspection L0° // à l’axe alésage à partir de la face accessible, mise en évidence de l’apport de la diffraction pour ce type de détection, démonstration de la méthode sur une série d’éprouvettes de calibration comportant une fissure réelle et comparaison avec une équivalence sur entaille électro-érodée, méthode LL. Lors de cette présentation nous souhaitons partager notre expérience sur des applications de contrôles par ultrasons méthode TFM, au travers d’exemples choisis parmi ceux cités ci-dessus

16:10 MA.2.E.3
Comparaison des solutions de vision industrielle sur des pièces forgées
Marine BONNEMASON ¹ | Co-auteurs : Guillaume PORS ¹ – Patrick BOUTIELLE¹ | Cetim ¹
Dans le cadre de son activité collective destinée à ses cotisants mécaniciens, le CETIM a été sollicité pour réaliser une étude comparative sur les différentes solutions de vision industrielle. En effet, ce secteur est en pleine expansion aujourd’hui et de nombreuses solutions technologiques et logicielles peuvent être proposées par une multitude d’intégrateurs en France et dans le monde. L’objectif de l’étude présentée est de définir deux cas d’application présentant des besoins différents pouvant être traités par des systèmes de vision, puis de lancer plusieurs études de faisabilité chez différents intégrateurs ou offreurs de solutions. Ainsi besoins, pièces, typologies, et dimensions de défauts sont définis pour pouvoir comparer de manière objective différentes technologies ou modes opératoires. Les cas d’application sélectionnés par le CETIM ont été traités à l’aide de systèmes de vision avec traitement d’image classique et traitement évolué de type Intelligence Artificielle, ou de systèmes utilisant un laser. Au-delà de la comparaison technique de performances de chaque technologie, une analyse a aussi été réalisée sur les modes opératoires proposés (positionnement caméra, type d’éclairage utilisé, paramétrage des acquisitions, possibilités d’automatisation…). L’étude menée sur un an compile les résultats de tous les industriels contactés et des essais réalisés par le CETIM. Elle a permis de mettre en évidence une ou plusieurs stratégies de contrôle pertinentes sur les cas d’application. Ces stratégies et capacités d’adaptation à des cas de détection de défaut de surface ou géométrique générique sont ensuite discutées.

1 – CAPTEURS MULTIPHYSIQUES MINIATURISES ET INTEGRES POUR CONTROLES ET ANALYSES DE STRUCTURES – Eliott BRUN | Insa-lyon – CmPhy

2 – ULTRASONIC THROUGH-TRANSMISSION METHOD: CHARACTERIZATION AND DETECTION OF THE ELECTROMAGNETIC DISTURBANCES CAUSED BY PULSE EXCITATION OBSERVED IN COMBINED COMPRESSION AND SHEAR WAVE MEASUREMENTS OF CEMENT PASTE – Jakob HARDEN | Graz University of Technology

3 – ETUDE ET SIMULATION 3D DE LA PROPAGATION DES ULTRASONS DANS LES ACIERS AUSTENOFERRITIQUES MOULES – Zakaria AGHENZOUR ¹ | Co-auteurs : Nicolas LEYMARIE ² – Pierre-Emile LHUILLIER ¹ | EDF R&D ¹ – Université Paris-Saclay, CEA LIST ²

4 – CONTRÔLE DE FISSURES FERMEES PAR LA MODULATION THERMIQUE D’ONDES ULTRASONORES – Arthur PERRIN² | Co-auteurs : Cédric Payan ¹ – Cécile Gueudré ¹ – Marie Aude Ploix ¹ – Gilles Corneloup ¹ – Patrick Recolin ² | Aix Marseille Univ, CNRS, LMA ¹ – Naval Group ²

5 – TECHNIQUE D’IMAGERIE PAR RAYONS X EN CONTRASTE DE PHASE POUR DU CONTROLE DE MATERIAUX COMPOSITE – Laureen GUITARD ¹­² | Co-auteurs : J. Primot ¹­ – A. Stolidi ² – A.Jarnac ³ | CEA Saclay ¹ – ONERA, DOTA ² – ONERA, DPHY ³

6 – CAPTEURS A MAGNETORESISTANCE GEANTE POUR LE CONTROLE NON DESTRUCTIF IN-SITU DE LA FABRICATION ADDITIVE PAR L-PBF – W. BENMESSAOUD ^{1 2} | Co-auteurs : C. FERMON ¹ – M. PANNETIER-LECOEUR ² – N. SERGEEVA-CHOLLET ² – A. SOLIGNAC¹ | SPEC, CEA, CNRS, Université Paris Saclay, CEA Saclay ¹ – CEA LIST, Université Paris Saclay, CEA Saclay ²

7 – INCERTITUDE DE MESURE DIMENSIONNELLE EN TOMOGRAPHIE A RAYONS X- APPLICATIONS SUR DES PIECES FINIES ISSUES DE LA FABRICATION ADDITIVE – Malik ENNIAFA ¹ | Co-auteurs : Sébastien BZUCHACZ ¹ – Valérie KAFTANDJIAN² – Anne-Françoise OBATON ³ | CETIM ¹ – LVA/INSA de Lyon ² – LNE ³

8 – ETUDE NUMERIQUE ET EXPERIMENTALE D’UN SYSTEME DE CONTROLE SANTE INTEGRE DANS UN COMPOSITE AERONAUTIQUE POUR LA DETECTION DE DEFAUTS PAR ONDES GUIDEES – Nina KERGOSIEN ¹ ² ³ | Co-auteurs : Ludovic GAVERINA ¹ – Guillemette RIBAY ² – Florence SAFFAR ¹ – Pierre BAUCHENE ¹ – Olivier MESNIL² – Olivier BAREILLE ³ | ONERA¹ – CEA ² – Ecole Centrale Lyon ³

9 – TRANSDUCTEURS PIEZOELECTRIQUES FLEXIBLES ORGANIQUES POUR L’EVALUATION NON DESTRUCTIVE – Ewen RAOUL ¹² | Co-auteurs : Damien THUAU ¹ – Samuel RODRIGUEZ ² – Isabelle DUFOUR ¹ – Anissa MEZIANE ² – Fan ZHANG ³ | IMS (Laboratoire de l’Intégration du Matériau aux Systèmes) ¹ – I2M (Institut de mécanique et d’ingénierie) ² – Cetim ³

10 – INSPECTION DES EFFETS DE LA CORROSION SUR LES CONDUITES CBAT PAR DES METHODES ULTRASONORES – Thilakson RAVEENDRAN ¹ ² ³ | Co-auteurs : Jean-Marie HENAULT ¹ – Arnaud RECOQUILLAY ² – Denis VAUTRIN ¹ – Guy D’URSO ¹ -Vincent GARNIER ³ – Jean MAILHE ³ – Philippe BISARAH ¹ – Alexandre BOULE ¹ – Jean François CHAIX ³ | EDF ¹ – CEA List ² – LMA ³

11 – MODELISATION SEMI-ANALYTIQUE AVANCEE DE L’INSPECTION ULTRASONORE DE STRUCTURES EN BETON – Nouhayla KHALID ¹ | Co-auteurs : Michel DARMON ¹ – Jean-François CHAIX ² | CEA List ¹ – UNIVERSITE D’AIX MARSEILLE – LMA ²

12 – AUSCULTATION DES CABLES DE PRECONTRAINTE EXTERIEURE DES OUVRAGES D’ART – Jonas APARICIO | ENPC

13 – CONVOLUTIONAL SPARSE CODING ET DICTIONARY LEARNING POUR LA RECONSTRUCTION TOMOGRAPHIQUE PAR RAYONS X POUR LE CONTROLE DE PIECES DE FABRICATION ADDITIVE – Victor BUSSY ¹ | Co-auteurs : Caroline VIENNE ¹ –  Julie ESCODA ¹ – Valérie Kaftandjian ² | Université Paris Saclay ¹ – Laboratoire de Vibrations et Acoustique, INSA Lyon ²

14 – CARACTERISATION D’UN CHAMP DE TEMPERATURE PAR ULTRASONS. APPLICATION A LA FABRICATION ADDITIVE PAR FUSION SUR LIT DE POUDRE – Marie PALLA ¹ | Florian LE BOURDAIS ¹ – Jean-Paul GARANDET ² | CEA List Disc ¹ – CEA Liten dtnm ²

15 – SOLVEUR NUMERIQUE GENERIQUE POUR LA MODELISATION DE L’INFLUENCE DES CONTRAINTES MECANIQUES SUR LA PROPAGATION DES ONDES GUIDEES POUR LES APPLICATIONS SHM – André LUIZ DALMORA ^1,2,3 | Co-auteurs : Alexandre IMPERIALE ¹ – Philippe MOIREAU ^2,3 – Sébastien IMPERIALE ^2,3 | Université Paris-Saclay, CEA List ¹ – Inria, Project-Team MΞDISIM, Inria Saclay-Île-de-France ² – LMS, Ecole Polytechnique, CNRS, Institut Polytechnique de Paris ³

16 – TRANSDUCTEURS A ULTRASONS NOYES POUR L’EVALUATION DU BETON – Rouba HARIRI ¹ | Co-auteurs : Odile ABRAHAM ¹ – Vincent GARNIER² – Jean-François CHAIX ³ | Université Gustave Eiffel ¹ – LMA ² – Aix Marseille University ³

17 – TRANSMISSION DE FAISCEAUX ULTRASONORES EN INCIDENCE NORMALE A TRAVERS UNE PLAQUE. APPLICATION A L’EVALUATION NON DESTRUCTIVE DES PROPRIETES COHESIVES DES ASSEMBLAGES COLLES – Victor GAYOUX ¹ | Co-auteurs : Mathieu RENIER ¹ – Michel CASTAINGS ¹ – Fan ZHANG² – Cyrille DALLA-ZUANNA² | Institut de mécanique et d’ingénierie ¹ – CETIM ²

18 – APPROCHES DEEP LEARNING A PARTIR DE DONNEES SIMULEES POUR LA TOMOGRAPHIE INDUSTRIELLE RAPIDE – Romain VO ¹ | Co-auteurs : Julie ESCODA ¹ – Etienne DECENCIERE ² – Caroline VIENNE ¹ | Université Paris Saclay, CEA List ¹ – Mines Paris, Université PSL, CMM ²

19 – ÉVALUATION NON DESTRUCTIVE PAR ACOUSTIQUE NON LINEAIRE ET ÉMISSION ACOUSTIQUE DE L’ENDOMMAGEMENT DES MATERIAUX ET DES STRUCTURES : APPLICATION A UN MATERIAU COMPOSITE BIOSOURCE, MATRICE POLYMERE RECYCLABLE RENFORCEE PAR DES FIBRES DE LIN – Othmane ACHOUHAM ¹ | Co-auteurs : Charfeddine MECHRI ¹² – Rachid EL GUERJOUMAn ¹ – Zeineb KESENTINI ¹ – Najah HAMAMED ¹ – Sami Allagui ¹ – Abderrahim EL MAHI ¹ | LABORATOIRE D’ACOUSTIQUE DE L’UNIVERSITE DU MANS LAUM  UMR CNRS 6613 ¹ –  CENTRE DE TRANSFERT DE TECHNOLOGIE DU MANS ²

20 – LOCALISATION DES ENDOMMAGEMENTS DANS LES STRUCTURES COMPOSITES A L’AIDE DES METHODES SANS ETATS DE REFERENCE EXPERIMENTAUX – Cédric NZOUATCHOUA ¹ ² ³ | Co-auteurs : Mourad BENTAHAR ¹ – Silvio MONTRESOR ¹ – Nicolas COLIN ² – Vincent LE CAM ³ – Camille TROTTIER ² – Nicolas TERRIEN ² | Université du Mans, LAUM¹ – IRT Jules Verne ² – Université Gustave Eiffel ³

21 – GENERATION ET PROPAGATION D’ONDES DE LAMB DANS LES STRUCTURES MULTIPLAQUES – APPORT DU RETOURNEMENT TEMPOREL POUR LE CONTROLE NON DESTRUCTIF PAR ULTRASONS DES CUVES DE REACTEURS DE GENERATION IV – Jean-Christophe VALLEE ¹ ² | Co-auteurs : Jean-François CHAIX ¹ – Marie-Aude PLOIX ¹ – Matthieu CAVARO ¹ | Université Aix Marseille ¹ – CEA Cadarache ²

22 – DEVELOPPEMENT D’UNE METHODE DE CONTROLE NON DESTRUCTIF ULTRASONORE PAR ACOUSTIQUE NON LINEAIRE POUR L’IDENTIFICATION DES ZONES ENDOMMAGEES AU CŒUR DE BLOCS EN BETON – Silva KLAYNE ¹ ² – Garnier VINCENT ² – Payan CEDRIC ² – Durville BENOIT ¹ – Cantrel LAURENT ¹ – Morin SANDRINE ¹ – Marlot DAVID ³ – Delvart PIERRE ³ | INSTITUT DE RADIOPROTECTION ET DE SURETE NUCLEAIRE (IRSN) ¹ – LMA UMR7031, AMU, CNRS ² – MISTRAS-EUROSONIC ³

Digitalisation du flux de travail à l’aide de Drive NDT et DTect X (DÜRR NDT)
Gilles STEVENS – Hugo PUMARES | Dürr NDT
Le logiciel DRIVE NDT vise à améliorer l’efficacité et la gestion des données dans l’industrie CND en fournissant un flux de travail cohérent et complet pour tous les processus, et une plate-forme centrale pour organiser et contrôler le flux de travail complet des travaux CND. Il répondra aux besoins de toutes les parties prenantes de l’industrie CND et fournira une plateforme pour une coordination et une gestion transparente de tous les processus CND pour l’entreprise.

8:30 ME.1.A.1
Monitoring en ligne par fluorescence X des procédés de fabrication additive métallique
Adrien STOLIDI ¹ | Co-auteurs : Anthony TOURON ¹ – Loïc TOULEMONDE ¹ – Audrey GARDAHAUT ¹ – Jean-Paul GARANDET ² | Université Paris-Saclay, CEA List ¹ – Université Grenoble Alpes, CEA Liten²
La spectrométrie par fluorescence X à dispersion d’énergie (ED-XRF) est couramment utilisée depuis plusieurs dizaines d’années pour de l’analyse d’éléments chimiques. Le principe est d’illuminer un échantillon avec une source ionisante telle qu’un tube à rayons X et de mesurer le spectre réémis par l’échantillon qui inclut des raies d’énergie caractéristiques induites par le réarrangement des cortèges d’électrons. Par étalonnage, cette méthode permet d’identifier les éléments présents dans l’échantillon mais aussi d’en quantifier les proportions. Il apparaît intéressant de tester le potentiel de cette technique de caractérisation sans contact et non-destructive dans le cas des procédés de fabrication additive métallique et notamment pour des besoins de monitoring en Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) et Laser Powder Bed Fusion (LPBF). Dans ce contexte, le CEA List développe des méthodes et des dispositifs pour suivre pendant la fabrication des variations non-désirées des paramètres machines (vitesse buse, gaz d’inertage, puissance laser, …) afin de garantir au mieux la maitrise du procédé et de répondre à des exigences de contrôle qualité. Dans cette communication, nous présentons des approches de monitoring en ligne par ED-XRF et leur application à différents cas d’étude. Un premier résultat concerne des mesures effectuées sur des échantillons possédant une gradation de la composition chimique de l’alliage, produite par méthode WAAM dans le cadre du projet européen Grade2XL (Grant Agreement No 862017). L’influence de la rugosité de la pièce sur la mesure est notamment abordée. Un second résultat présenté, produit via la plateforme Additive Factory Hub, se focalise cette fois-ci sur du monitoring ED-XRF de fumées induites durant un procédé LPBF. Une méthode d’étalonnage par simulation Monte Carlo permet d’estimer la proportion de Nickel et de Chrome s’étant évaporée pour deux puissances laser considérées.

8:50 ME.1.A.2
Inspection par UT TFM de pièces en fabrication additive de type DED
Francisco CARRASCO ¹ | Co-auteur : Marc Grimal ¹ | Airbus Group¹
L’utilisation de l’impression 3D permet de réaliser des économies de matière première lors de la fabrication de pièces aéronautiques, notamment de certains éléments du mât moteur. La technique dite DED (Direct Energy Deposition) investiguée chez Airbus pour ce type de pièces massives effectue un dépôt de fil de titane par faisceaux d’électrons. Les défauts pouvant être générés par ce procédé sont typiquement des manques de fusion et des porosités. Du fait de la taille des défauts recherchés, de leurs positions et orientations dans la pièce, la technique de CND mise au point utilise les ultrasons multiéléments en mode Full Matrix Capture (FMC) avec une reconstruction en Total Focusing Method (TFM). L’utilisation du logiciel de simulation CIVA, complétée par des essais expérimentaux, a permis de définir les caractéristiques du capteur ultrasonore multiélément optimal ainsi que la configuration de contrôle. Le lancement en fabrication série des éléments du mât réacteur, utilisant ces techniques de fabrication et d’inspection, demande d’automatiser et de robotiser les inspections NDT. Le passage du contact vers l’immersion apporte certains avantages mais aussi de nouvelles limitations de contrôle, liées par exemple à la zone morte ou aux tolérances de positionnement de la sonde. Les solutions envisagées pour répondre à cette problématique d’automatisation seront présentées ainsi que les résultats d’analyse associés.

9:10 ME.1.A.3
Mise en œuvre de méthodes de contrôle non destructif et de monitoring en ligne sur des pièces de grandes dimensions fabriquées en technologie WAAM.
Audrey GARDAHAUT ¹ | Co-auteurs : Alexandre CHARAU ¹ – Florian LE BOURDAIS ¹ – Adrien STOLIDI ¹ – Natalia SERGEEVA-CHOLLET ¹ | Université Paris-Saclay, CEA List ¹
Grade2XL est un projet européen financé dans le cadre du programme H2020 et regroupant 21 partenaires académiques ou industriels. Démarré en mars 2020 pour une durée de 4 ans, il a pour objectif la réalisation de pièces de très grandes dimensions, à l’aide du procédé WAAM, tout en maîtrisant parfaitement le processus de fabrication. Dans ce contexte de mise en œuvre de nouveaux procédés et de réalisation de nouvelles pièces, le contrôle au cours de la fabrication et l’inspection des structures finies est d’une grande importance. C’est dans ce cadre que le CEA List s’investit dans ce projet. Des méthodes telles que la méthode de spectroscopie par résonance ultrasonore (RUS) pour l’évaluation des constantes élastiques ou des méthodes plus conventionnelles de contrôle par ultrasons multiéléments (UT-PA) ou courants de Foucault (CF) pour la détection de défauts sont mises en œuvre et optimisées avec pour objectif de contrôler les pièces finies. Un second axe est dédié aux développements de méthodes de monitoring en ligne, telles que la vibrométrie laser ou la Fluorescence X, afin d’acquérir des informations structurelles au cours de la fabrication des pièces, mais également de détecter l’apparition d’événements anormaux et de les relier à une éventuelle apparition de défauts générés lors du procédé WAAM. Cette communication s’attache à présenter l’intérêt des méthodes envisagées pour le contrôle de pièces WAAM de grandes dimensions et à discuter des premiers résultats obtenus dans le cadre de ce projet européen. Ce projet est financé par le programme de recherche et d’innovation Horizon H2020 de l’Union Européen sous le Grant Agreement No 862017.

8:30 ME.1.B.1
Système de contrôle de soudures de géométries complexes entièrement automatisé et robotisé.
Yannick CAULIER ¹ | Framatome Intercontrôle ¹
L’inspection volumique de soudures nécessite d’adapter les positions et orientations des transducteurs ultrasonores à la géométrie réelle de la pièce. Il est ainsi primordial de connaître les profils 3D de la région entourant la soudure au préalable de son inspection. Une inspection automatisée à l’aide de robots ainsi que le couplage de l’inspection ultrasonore avec un système de scan dimensionnel deviennent alors indispensables, ceci afin de pouvoir inspecter le plus grand nombre possible de géométries de composants. Nous présentons un système de contrôle de soudures de géométries complexes entièrement automatisé et robotisé. Celui-ci met en œuvre un robot 6 axes couplé à deux systèmes de scans 3D et à un transducteur ultrasonore. Le premier scan 3D permet d’appréhender les possibles différences entre les données d’entrée (CAO et plans) et l’environnement réel, et ainsi d’éviter toute collision, mais aussi d’adapter les trajectoires du robot aux conditions réelles. Les profils 3D de la soudure et des zones environnantes sont déterminés grâce au deuxième scan 3D. Enfin, l’inspection volumique est réalisée par un transducteur ultrasonore dont les positions et orientations ont été adaptées à la surface réelle sur la base des données 3D. Un changeur d’outil permet d’automatiser l’inspection. Toutes les données 3D (dimensionnelles et ultrasonores) sont exprimées dans un même repère, grâce au recalage de l’ensemble des composants. L’utilisation d’un logiciel de robotique permet de déterminer de manière simple et rapide les trajectoires à appliquer aux différents capteurs et ainsi de prendre en compte dans le logiciel de simulation ultrasonore CIVA les profils 3D réels de la soudure. L’inspection de soudures à géométries complexes est illustrée par différents cas d’inspection en CNPE.

8:50 ME.1.B.2
Un robot à bras articulé pour l’inspection CND des réservoirs de stockage: inspection visuelle à distance et contrôle par ultrasons
Mohamed ABDOU IBRO ¹ | Co-auteurs : Martijn CUYX ¹ | Vincotte ¹
Afin de garantir la sûreté des sites industriels (pétrochimique, nucléaire,…), des inspections de leurs infrastructures sont réalisées régulièrement. Le contrôle non destructif (CND) de ces infrastructures est souvent problématique car elles peuvent être situées dans des environnements dangereux ou difficiles d’accès. Afin d’améliorer l’accessibilité, la fiabilité, la sécurité et les coûts des inspections, des applications robotiques ont été développées. Dans cet article, une nouvelle technique d’inspection à distance utilisant un robot à bras articulé a été utilisée pour l’inspection visuelle à distance et la mesure d’épaisseur par ultrasons de réservoirs de stockage. Le robot, conçu pour les applications à longue portée dans des espaces confinés, utilise le LIDAR et un logiciel de simulation de robot pour créer un environnement 3D en temps réel afin de cartographier et naviguer en toute sécurité dans son environnement. Le robot fournit une plateforme stable pour une caméra de haute résolution avec zoom optique x30 pour l’inspection visuelle à distance et des sondes à ultrasons pour la mesure d’épaisseur.

9:10 ME.1.B.3
Procédé ultrasonore multiéléments en immersion robotisé pour l’inspection de composant avec des irrégularités de surface 3D
David ROUE ¹ | Co-auteurs : Ekaterina IAKOVLEVA ¹ – Thomas DESREZ ¹ – Allain ILANITH² – Etienne MARTIN² – Frédéric REVERDY ³ | Université Paris Saclay, CEA LIST ¹ – EDF ² – EDDYFI Technologies ³
Les performances d’un procédé ultrasonore peuvent être rapidement dégradées lorsque le composant à inspecter présente un état de surface variable (vague de meulage, bourrelet de soudure). Si cette surface irrégulière est connue, un procédé de contrôle basé sur la technologie des multiéléments est en capacité de garantir le maintien des performances de détection et de caractérisation obtenues sur une surface régulière. Suite aux nombreux travaux déjà menés par le CEA pour traiter des variations de surface dans une seule direction (effet 2D), EDF a sollicité le CEA pour réaliser une étude sur la faisabilité d’un procédé ultrasonore multiélément robotisé en immersion permettant de s’affranchir de variations d’état de surface dans les deux directions (effet 3D). Cette communication présente ce nouveau procédé fondé sur l’utilisation d’un traducteur à découpe matricielle de 256 éléments. A l’issue d’une première acquisition FMC, la surface 3D du composant est extraite des images TFM. Puis, à partir de cette surface reconstruite, des faisceaux ultrasonores focalisés cohérents sont calculés par le logiciel CIVA. Les lois de retard associées sont ensuite stockées puis appliquées en temps réel par l’électronique de contrôle lors d’une seconde acquisition. Pour réaliser l’ensemble de ces acquisitions robotisées, de nombreux développements logiciel (CIVA, Acquire) ont été réalisés en collaboration avec la société Eddyfi.

8:30 ME.1.C.1
Implémentation de méthodes IA pour le contrôle radiographique sur ligne de production
Jean-Robert PHILIPPE ¹ | CyXplus ¹
CyXplus intègre l’IA à des fins de diagnostic sur radiographie, ce qui permet d’une part d’étendre le champ de diagnostic par rayons X et d’autre part de simplifier considérablement les solutions de contrôle sur lignes de production. Validée dans plusieurs domaines d’activité (pneumatiques, pharmaceutique, aéronautique…) , l’intégration de l’IA dans nos algorithmes permet de garantir un diagnostic qualité sur ligne de production. Le gain obtenu est assez substantiel dans les cas où, par exemple, il permet de s’affranchir d’une acquisition tomographique, pourtant nécessaire avec une méthode classique, et de simplifier ainsi le dispositif d’acquisition en supprimant la phase de rotation du produit, et de réduire l’acquisition à une fraction de seconde, avec un diagnostic instantané, au moyen d’un modèle préalablement paramétré sur un panel représentatif du produit. Ce diagnostic est alors possible sur la radio où le défaut est invisible à l’œil, même l’œil expert… De plus, les routines IA mises au point permettent de s’affranchir complètement des problématiques de robustesse habituellement rencontrées sur les méthodes de contrôle classique, puisqu’elles s’adaptent à différents aléas intrinsèques au produit ou au dispositif d’acquisition : Aléas d’émission de la source RX, variance intra-classe d’un produit qui peut-être d’une amplitude non forcément définie (sur les produits d’apparence textile, par exemple…). Nos algorithmes IA développés couvrent les besoins industriels en CND sur images radiographiques aussi bien pour des problématiques de segmentation, que de classification. Pour l’apprentissage, ces algorithmes nécessitent le recueil d’un ensemble assez représentatif de radiographies de pièces acceptables et de pièces non acceptables, et ce dernier ensemble est dans la plupart des cas beaucoup plus laborieux à constituer que le premier, étant donné que le produit industriel défectueux reste un évènement rare. Pour pallier cette difficulté, CyXplus a mis au point des méthodes de réalité augmentée qui permettent d’enrichir virtuellement la base de données à partir de la typologie du défaut recherché. Cela sert notamment dans les projets à problématique de segmentation, où le défaut doit être labellisé alors que son historique sur ligne de production est quasi inexistant, pour constituer une base d’apprentissage représentative. Dans les projets à problématique de classification (diagnostic bon/mauvais) avec pénurie de la base d’apprentissage en produits défectueux, une approche similaire à celle décrite ci-dessus est mise en œuvre. Aussi, une approche non supervisée est à l’étude.

8:50 ME.1.C.2
Contrôle télévisuel avec Intelligence Artificielle
Eleftherios ANAGNOSTOPOULOS ¹ | Co-auteur : Yann KERNIN ¹ | Framatome Intercontrôle ¹
Assurer l’intégrité du circuit primaire sur les centrales nucléaires est crucial compte tenu des pressions et des températures extrêmes auxquelles sont exposés pendant leur fonctionnement les Réacteurs à Eau Pressurisée (REP). La mise en œuvre de Contrôle Non Destructif (CND) sur de tels environnements est difficile et complexe. L’accès limité aux composants, l’exposition au rayonnement et les conditions d’éclairage, pour ne mentionner que quelques exemples, rendent délicate l’acquisition des données par les travailleurs du nucléaire et leur interprétation par les analystes. L’assistance automatique sur les systèmes d’acquisition et d’analyse peut aider à surmonter ces difficultés grâce à l’envoi d’alertes en temps réel en cas de présence d’anomalies. Cet article présente l’application de l’Intelligence Artificielle et de la Détection d’Objet pour faciliter les examens Télévisuels (ETV) des Pénétrations de Fond de Cuve (PFC). Cette approche est basée sur l’utilisation d’un réseau de neurones convolutionnel (Convolutional Neural Network / CNN) combinée à la méthode d’apprentissage par transfert (Transfer Learning) afin de limiter le temps d’entrainement nécessaire et sur l’utilisation des techniques d’augmentation des données (Data Augmentation) pour réduire la taille de la base des données d’apprentissage. Le CNN proposé présente d’excellentes performances pour la détection automatique des défauts de surface (fissures, rayures, porosités) sur des environnements très bruités et avec des conditions d’illumination variables. Ces performances, couplées à la capacité de localiser et caractériser le défaut, démontrent l’avantage des CNN par rapport aux méthodes de traitement d’image traditionnelles pour les applications en CND. Dans cette étude, différents choix d’hyper-paramètres du modèle sont discutés et les performances de notre réseau de neurones sont comparées à d’autres algorithmes de détection automatique.

9:10 ME.1.C.3
Défloutage de projections tomographiques industrielles hautes énergies à l’aide d’un réseau de neurones convolutifs
Maëva MAULIN ¹ ² | Co-auteurs : Nicolas ESTRE ² – David TISSEUR ² – Grégoire KESSEDJIAN ² – Alix SARDET  ² – Emmanuel PAYAN ² – Daniel ECK ² | CyXplus ¹ – CEA Cadarache ²
La fabrication additive, métallique en particulier, est en plein essor dans de nombreuses industries et permet la production de pièces de plus en plus complexes. Cependant, les éléments ainsi produits peuvent présenter des défauts comme des anomalies d’impression, de la rétention de poudre ou encore des fissurations. La tomographie par transmission haute résolution reste la méthode de contrôle non destructive de référence pour contrôler l’intégrité de ces pièces. Pour mettre en place ces méthodes, les tubes à rayons X sont les sources de photons les plus courantes, mais leurs énergies maximales, entre 450 et 600 keV, limitent leur utilisation à l’inspection de pièces ayant des épaisseurs d’acier inférieures à environ 50 mm. Pour l’inspection de pièces plus massives, la tomographie haute énergie avec un accélérateur linéaire d’électrons devient alors une solution incontournable. Le Laboratoire de Mesures Nucléaires du CEA IRESNE dispose d’un tomographe haute énergie situé sur le centre de Cadarache. Afin de mettre en œuvre une chaîne d’inspection précise de pièces fortement absorbantes, par exemple issues de la fabrication additive, le laboratoire a souhaité améliorer la qualité des projections acquises, notamment en termes de résolution spatiale, via la mise en place de post-traitements numériques. En imagerie, les méthodes numériques classiques pour le défloutage des projections sont basées sur l’utilisation d’algorithmes de déconvolution. Dans notre cas de figure, ces derniers démontrent de bonnes performances de défloutage, mais au détriment de la création d’artefacts et d’une certaine amplification du bruit. Afin d’essayer de dépasser ces performances et ces limites, une approche de post-traitement novatrice a été étudiée : la déconvolution de flou par réseaux de neurones convolutifs. Pour ce faire, un jeu de données d’images d’apprentissage a été généré par simulation dans le but d’être le plus représentatif possible des données réelles. Un réseau de neurones convolutifs, basé sur la structure du réseau SRCNN (Super-Resolution Convolutional Neural Network), a ensuite été adapté, entraîné et évalué. Chaque hyperparamètre du réseau a alors été spécialement optimisé. Enfin, ce réseau a été validé sur des tomographies à 9 MeV d’objets réels afin d’évaluer les performances finales obtenues, mais aussi comprendre les limitations de ce type d’approche. Le réseau de neurones convolutifs ainsi optimisé démontre de bonnes performances de défloutage tout en limitant l’amplification du bruit.

8:30 ME.1.D.1
Evaluation du taux de porosité dans les composites par méthodes ultrasonores en tête de clou
Camille TROTTIER ¹ | Co-auteurs : Antoine FIANT ¹ – Nicolas TERRIEN ¹ | IRT Jules Verne ¹
L’évaluation de la porosité dans les matériaux composites par méthode ultrasonores se fait classiquement par la mesure de l’atténuation de l’écho de fond. Cette méthode a démontré depuis longtemps ses performances et est aujourd’hui largement industrialisée. Cependant, il existe de nombreux cas d’usages où l’écho de fond n’est pas mesurable et rend donc l’utilisation de cette méthode impossible, comme en tête de clou des raidisseurs. Une idée pour pallier ce problème est d’exploiter les phénomènes de rétrodiffusion dont les caractéristiques sont liées à la structure du milieu de propagation. Ainsi, le bruit rétrodiffusé lors d’acquisition est dépendant des hétérogénéités du milieu. La nouvelle méthode que nous présentons ici, exploite des acquisitions FMC réalisées à l’aide d’une sonde multiélément. Le traitement du bruit présent sur ces acquisitions permet de mettre en évidence la structure du matériau ainsi que la présence de porosité. La mise en œuvre de ce nouveau procédé a été évaluée sur des plaques modèles dont les taux de porosité sont connus et comparée à des essais ultrasonores classiques. Une application sur pièce représentative est également présentée.

8:50 ME.1.D.2
Quantifying porosity and its effect on the detectability of other features using matrix array ultrasonic testing
Ricardo FERNANDEZ ¹ | Co-auteur : Amanda TO ¹ | Dolphitech ¹
Distributed microporosity remains an important issue for composite manufacture. Even if the overall porosity content remains below a threshold that causes a significant reduction in mechanical performance, its presence can mask the detection of other subsurface features and more critical defects such as disbonds and delaminations. In this study, we use dolphitech’s dolphicam2, a matrix array ultrasonic testing platform, to assess this. CFRP panels of varying porosity levels were manufactured with flaws to demonstrate the variation in their detectability. With its live C-scans and on-board statistical analysis, the dolphicam2 produced both detailed images and numerical data to support this investigation.

9:10 ME.1.D.3
Mesure térahertz de faibles épaisseurs et détection de défauts aux interfaces
Sabri BEN KHEMIS ¹ | Terakalis ¹
Guidée par une recherche continue de performance de production, de qualité de fabrication et de réduction des coûts, l’industrie utilise de manière croissante de nouveaux revêtements techniques, hybrides, multifonctionnels, assurant des fonctions critiques (anticorrosion, protection contre les impacts de foudre, blindage, furtivité…). Ces revêtements sont souvent conçus pour optimiser des propriétés thermiques, électromagnétiques, électriques, mais aussi acoustiques ou mécaniques. Leur complexité peut être plus ou moins importante avec la possibilité d’ajouter des fonctions supplémentaires selon leur cadre d’utilisation, comme par exemple l’utilisation en conditions extrêmes. L’aptitude des technologies THz pour la mesure d’épaisseur de revêtements a déjà été démontrée dans de nombreuses publications et en environnement industriel. Les gammes de mesure, la précision ainsi que la cadence d’acquisition et de traitement sont compatibles avec une grande partie des applications industrielles. Le capteur développé par Terakalis est rapide, sans contact et adapté au travail sur des pièces avec des surfaces complexes et de grandes dimensions. Il permet de déterminer l’épaisseur de chaque couche d’un revêtement multicouche et offre des avantages significatifs par rapport aux techniques existantes. Il est par exemple possible de : Mesurer des épaisseurs multicouches très fines (à partir de 10µm), sur tous types de substrats (métalliques, composites, céramiques…), de manière rapide pour des cartographies, Détecter des départs de corrosion sur substrat métallique sous le revêtement, Détecter des défauts de cohésions entre le revêtement et le substrat (délaminations), Mesurer les épaisseurs de revêtements même humides (gain de temps, détection plus rapide d’éventuels défauts). Cette technologie représente une rupture majeure pour le contrôle de la qualité et des processus dans l’application de peinture et offre des avantages économiques et environnementaux. Lors de cette communication, TERAKALIS, société spécialisée en fabrication d’équipements THz, présentera le principe des ondes TeraHertz, les principales méthodes de mesure, un état de la maturité des systèmes THz actuels avec leurs performances et limites pour la mesure de faibles épaisseurs et la détection de défauts dans les revêtements fins (<1mm) et aux interfaces. Elle s’appuiera sur des cas applicatifs en guise d’illustration.

8h30
Plénière d’ouverture : Point sur la structuration de la filière Française de SHM – COPIL SHM@COFREND

8h30
Conférence plénière invité : Le SHM appliqué au domaine ferroviaire
Eric KEMPF ¹ – Jean-Pierre GIELEN ¹ – David IZERABLE ² – Gabriel PAPAIZ GARBINI ² | SNCF Voyageurs ¹ – SNCF Réseau ²
La maintenance préventive du matériel roulant et des infrastructures ferroviaires est programmée en fonction du service assuré, sur la base d’unités de trafic, de cycles, de temps ou de parcours kilométriques. Les plans de maintenance regroupent des activités systématiques ou conditionnelles qui tiennent compte de la conception des systèmes, des objectifs de sécurité et de qualité, du retour d’expérience et des lois d’usure et de dégradation. Le groupe SNCF développe depuis plusieurs années des solutions de surveillance en continu et de maintenance prédictive, qui s’apparentent au Structural Health Maintenance (SHM). SNCF Voyageurs a ainsi mis en œuvre le télédiagnostic et la maintenance prédictive sur certains matériels roulants, où les nombreux capteurs embarqués permettent de surveiller en temps réel le comportement de nombreuses fonctions comme la climatisation, le frein ou les portes d’accès. Les essieux TGV font également l’objet d’une surveillance en continu de leur température de fonctionnement, et des bancs de maintenance acoustique détectent les défauts internes aux roulements de boites d’essieux. Dans le cadre des opérations de révision, de nombreuses zones de structures des TGV 2 niveaux sont inspectées pour réaliser des essais non destructifs et rechercher des fissures. Certaines de ces zones étant uniquement accessibles lors de ces lourdes opérations de maintenance, SNCF Voyageurs met en place des patchs équipés de fibre optique dans ces zones stratégiques afin de fournir un bilan de santé de la structure des TGV 2 niveaux, sans démontage et sans décapage durant toute la durée de vie des rames. Cette solution permet de déclencher et planifier si besoin des réparations des zones sous surveillance. Le projet SURFO de SNCF Réseau vise quant à lui à utiliser les 25000 km de fibre optique télécom déjà déployés le long de la plupart des voies ferrées, comme capteur de vibration pour la surveillance en continu du réseau et ses installations. Un système d’acquisition de données 24H/24 et des algorithmes de traitement du signal identifient des évènements d’intérêt, comme une rupture de rail ou la chute de rochers, et les localisent au mètre près afin de déclencher une intervention ou action de maintenance. 

Poster 1 : CAPTEURS MULTIPHYSIQUES MINIATURISES ET INTEGRES POUR CONTROLES ET ANALYSES DE STRUCTURES
Eliott BRUN | Insa-lyon – CmPhy
Aujourd’hui, les méthodes et équipements de contrôles non-destructifs se présentent généralement sous forme de capteurs de mesures destinés à être utilisés manuellement par des opérateurs sur sites et sont destinées principalement à la recherche de défauts du type fissures, porosités, inclusions, manques de matière, en sortie de production ou bien en maintenance, pour contrôler l’apparition de défauts après un certain nombre de cycles de fonctionnement. Cette thèse, qui fait partie du projet CMICA initié par la société CMPHy, a pour but le prototypage de micro-capteurs ultrasons et courants de Foucault pouvant à la fois permettre leur utilisation de façon conventionnelle (manuel par un opérateur) et en tant qu’outils de monitoring, d’analyses et de suivi de structures, laissés à demeure voire intégrés directement au cours de la phase de fabrication de la pièce, pour des contrôles en zones confinées ou environnements dangereux. L’objectif est de pouvoir se passer d’un contrôle manuel lorsque celui-ci n’est pas possible. Par exemple, lorsque les pièces à tester ne sont pas ou difficilement accessibles pour un opérateur, afin de diminuer le coût de certaines opérations de maintenances dans les cas des zones confinées, ils permettraient de préserver la santé des opérateurs dans le cas de pièces à contrôler en environnements dangereux. La miniaturisation de ces capteurs passe par l’utilisation de l’impression, les deux technologies retenues étant compatibles avec ce type de fabrication : – Courants de Foucault : impression de bobines planaires en encre conductrice et isolation de la pièce et du capteur en encre diélectrique – Ultrasons : impression de particules piézoélectriques noyées dans une encre diélectrique et impression d’électrodes de polarisation en encre conductrice. L’impression nous permet d’obtenir une grande flexibilité d’implantation des capteurs et un encombrement minimal (l’épaisseur des capteurs ne dépasse pas 100µm) Les domaines d’application visés sont les transports et l’énergie avec des entreprises qui ont manifesté un réel intérêt pour le projet : la SNCF pour le contrôle des éléments roulants des rames de TGV, dont l’accès nécessite le démontage de nombreuses pièce et l’immobilisation de la rame pendant le temps des tests, EDF et Framatome pour le contrôle de corrosion de tuyauterie de systèmes hydrauliques en centrales nucléaires, l’ANDRA pour le stockage nucléaire. Ce projet bénéficie d’un financement Rapid DGA avec des applications militaires d’instrumentation et de contrôle pour la propulsion missile et spatiale.

Poster 2 : ULTRASONIC THROUGH-TRANSMISSION METHOD: CHARACTERIZATION AND DETECTION OF THE ELECTROMAGNETIC DISTURBANCES CAUSED BY PULSE EXCITATION OBSERVED IN COMBINED COMPRESSION AND SHEAR WAVE MEASUREMENTS OF CEMENT PASTE
Jakob HARDEN | Graz University of Technology
In the past, the determination of the mechanical properties, especially of viscoelastic materials, using the ultrasonic pulse transmission method based on piezo-electric elements has established itself as a widespread test technique. The associated digital data acquisition enables an almost continuous acquisition of signal data, which can map changes in material properties well. This method is particularly valuable for cement paste in the early stage, where changes in material properties are most noticeable due to the underlying chemical processes. However, the quasi-continuous acquisition of signal data provides extensive signal series and large amounts of data that make automated signal analysis indispensable. Signal interference due to electromechanical side effects affects numerical analysis and limits performance. One observable side effect is the mapping of the electromagnetic field into the signal caused by high-voltage pulse excitation of the piezo-electric elements. When the amplitudes of compression or shear waves are small compared to those of electromagnetic interference, this side effect may disrupt automated signal analysis. This work describes a wavelet analysis approach which allows for narrowing down the time range in which electromagnetic interference occurs. That enables the targeted consideration of this disturbance in subsequent automated signal analysis. A notable feature is the targeted use of the disturbance characteristics for the wavelet design. First, electromagnetic interference became characterized qualitatively and quantitatively. For this purpose, signal data were used from ultrasonic pulse transmission experiments using the FreshCon device. Primarily, cement pastes with different water-cement ratios at early stages were tested. Second, an analysis procedure was designed based on the characteristic properties of the disturbance and tested on the experimental data. Analysis results show that the time range in which the electromagnetic interference occurs is widely independent of the sample material. Comparative tests with water and air confirmed that observation. The results also do not show significant differences between compression and shear wave measurements. Furthermore, the amplitude distribution of the disturbance appears to consist of a superimposition of several damped oscillations, which depend, among other things, on the device settings of the pulse generator. This circumstance was taken into account in particular in the wavelet design. The presented approach seems suitable for delimiting the time range in which the disturbance occurs. Furthermore, it turned out that the use of device settings and the characteristics of interference stabilizes the analysis procedure. Since that, adaptation for different test devices seems to be necessary.

Poster 3 : ETUDE ET SIMULATION 3D DE LA PROPAGATION DES ULTRASONS DANS LES ACIERS AUSTENOFERRITIQUES MOULES
Zakaria AGHENZOUR ¹ | Co-auteurs : Nicolas LEYMARIE ² – Pierre-Emile LHUILLIER ¹ | EDF R&D¹ – Université Paris-Saclay, CEA LIST²
Certains composants essentiels du circuit primaire principal (CPP) des centrales du parc nucléaire français sont constitués d’aciers inoxydables austénoferritiques qui, par leur mode de fabrication, présentent des structures métallurgiques à très gros grains avec une grande complexité microstructurale. Ces aciers sont en effet des matériaux polycristallins biphasiques présentant plusieurs échelles morphologiques et de complexité très différente. Ces caractéristiques pénalisent fortement la réalisation des examens non-destructifs (END) par ultrasons (UT) qui restent néanmoins une solution de référence pour la détection et le dimensionnement des défauts dans ces composants. Dans ces structures à grains très grossiers, les ondes ultrasonores subissent une diffusion aux joints de grains conduisant à de fortes atténuations et à des échos de bruit de structure altérant le contrôle. La modélisation de ces phénomènes à l’aide d’outils de simulation numérique 3D en utilisant une description fine de la microstructure permet de mieux comprendre les multiples interactions onde/microstructure et de quantifier l’influence des caractéristiques microstructurales sur les performances des END. L’objectif de cette communication est de montrer des résultats de simulations numériques appliquées à des microstructures austénoferritiques représentatives. Grâce à l’utilisation et au développement de codes numériques, des microstructures virtuelles de ces aciers duplex peuvent être générées avec différents niveaux de complexité dans des volumes élémentaires représentatifs (VER). La représentativité de ces microstructures virtuelles a été validée à différentes échelles en confrontation avec des caractérisations métallurgiques EBSD. Ces descriptions VER sont ensuite utilisées pour définir le milieu de propagation dans les deux solveurs éléments-finis 3D d’EDF R&D (A3D-CND) et du CEA LIST (plugin Microstruct de CIVA) afin d’observer le comportement du faisceau ultrasonore à différentes fréquences et analyser l’impact des microstructures étudiées.

Poster 4 : CONTRÔLE DE FISSURES FERMEES PAR LA MODULATION THERMIQUE D’ONDES ULTRASONORES
Arthur PERRIN² | Co-auteurs : Cédric Payan ¹ – Cécile Gueudré ¹ – Marie Aude Ploix ¹ – Gilles Corneloup ¹ – Patrick Recolin ² | Aix Marseille Univ, CNRS, LMA ¹ – Naval Group ²
Les mesures ultrasonores sont communément utilisées pour le dimensionnement de défauts. A cause de la potentielle fermeture partielle des fissures, le signal ultrasonore peut se comporter différemment et par conséquent la taille de fissure être sous-estimée. Pour résoudre ce problème, des méthodes dédiées comme l’acoustique non-linéaire ont été développées. Ces méthodes donnent de meilleurs résultats en termes de détection et de dimensionnement de ces défauts que les méthodes ultrasonores linéaires. Une autre façon d’améliorer le dimensionnement des fissures fermées est de les ouvrir mécaniquement en utilisant la dilatation thermique du matériau. En refroidissant la face opposée aux fissures, l’échantillon fléchit, ce qui crée une contrainte d’ouverture et réduit la fermeture. Les performances des méthodes linéaires sont alors significativement améliorées. Cette méthode d’ouverture peut aussi être utilisée avec les méthodes non-linéaires. Cependant, à cause de la géométrie de la pièce inspectée, la surface opposée à la fissure peut ne pas être toujours accessible. Pour résoudre ce problème, le refroidissement de la surface fissurée est nécessaire. Dans cet article, le mécanisme d’ouverture est expliqué et des preuves expérimentales de son effet sont données. De plus, la répétabilité du protocole ainsi que son impact significatif sur l’ouverture de la fissure sont démontrés. En soulignant la sous-estimation de la taille des fissures, cette méthode pourrait être utile dans la prédiction du nombre de cycles d’utilisation restant de composant industriels.

Poster 5 : TECHNIQUE D’IMAGERIE PAR RAYONS X EN CONTRASTE DE PHASE POUR DU CONTROLE DE MATERIAUX COMPOSITE
Laureen GUITARD ¹­² | Co-auteurs : J. Primot ¹­ – A. Stolidi ² – A.Jarnac ³ | CEA Saclay ¹ – ONERA, DOTA ² – ONERA, DPHY ³
De nos jours, les fibres de carbone en polymère renforcées (CFRP) sont de plus en plus utilisées dans l’aéronautique. Quand elles sont foudroyées, des défauts complexes peuvent apparaître dans leurs structures et avoir des répercussions sur leur durée de vie. L’objectif est donc de réduire ces défauts en les comprenant. Pour ce faire, nous développons une approche alliant foudroiement contrôlé en laboratoire et contrôle non destructif. De nombreuses solutions de CND peuvent être utilisées. Parmi elles, les rayons X permettent une inspection de volume à haute résolution. Cependant, le carbone, peu atténuant, apporte peu de contraste sur l’image. Pour pallier cela, une approche est d’utiliser la phase de l’onde, modifiée par l’échantillon, afin de compléter l’information d’atténuation et d’enrichir ainsi la caractérisation. Ce travail présente une technique d’imagerie de phase en rayons X adaptée sur banc de laboratoire. Une application présentée ici sont des CFRP foudroyés. Plusieurs techniques utilisant la phase des rayons X existent dont certaines déjà utilisées pour l’étude des composites. Parmi elles, on compte la libre propagation ou notamment les approches par multi-grilles. Ici nous développons un banc d’imagerie à haute résolution composé d’un tube micro-foyer, un détecteur haute résolution et une unique grille régulière 2D permettant la mesure de la phase des rayons X. C’est la méthode d’interférométrie à décalage multilatéral (IDML). Les échantillons investigués sont des plaques de CFRP avec des fibres orientées à +45°/-45°, ils sont soumis à un foudroiement contrôlé (courant 3kA). Complémentairement aux images d’absorption, les images de phase vont souligner des défauts dus au transport de courant par les fibres de carbone. Des traitements spécifiques permettent une meilleure sensibilité à l’orientation des fibres du matériau. Pour étoffer nos résultats en laboratoire, en particulier la présence d’artefacts, nous les comparons à des mesures sur synchrotron mais aussi à des images de référence de fantômes dimensionnés en laboratoire de manière précise avec des défauts maîtrisés. Pour conclure, la technique que nous proposons possède des avantages techniques permettant une meilleure caractérisation de CFRP foudroyés. Elle permet aussi une meilleure accessibilité à l’imagerie par rayons X en contraste de phase qui pourra se poursuivre par le développement d’un banc en tomographie. Ainsi une étude paramétrique des foudroiements sur CFRP pourra être faite afin de nourrir des modèles numériques de foudroiement. A ce stade, d’autres applications dans le domaine agroalimentaire ou de la fabrication additive biosourcée sont identifiés.

Poster 6 : CAPTEURS A MAGNETORESISTANCE GEANTE POUR LE CONTROLE NON DESTRUCTIF IN-SITU DE LA FABRICATION ADDITIVE PAR L-PBF
W. BENMESSAOUD ^{1 2} | Co-auteurs : C. FERMON ¹ – M. PANNETIER-LECOEUR ² – N. SERGEEVA-CHOLLET ² – A. SOLIGNAC¹ | SPEC, CEA, CNRS, Université Paris Saclay, CEA Saclay ¹ – CEA LIST, Université Paris Saclay, CEA Saclay ²
Les capteurs à magnétorésistance géante (GMR) sont d’excellents candidats pour les applications de contrôle non destructif (CND). En effet, leur sensibilité de l’ordre du nT/√Hz permet la détection de faibles variations de champ. A basse fréquence, ils sont plus performants que les bobines inductives communément utilisées et possèdent une sensibilité indépendante de la fréquence. De plus, grâce à leurs dimensions micrométriques, ils sont intégrables en tant que récepteurs dans le capteur courants de Foucault (CF) pour la détection de très petits défauts surfaciques avec une résolution de l’ordre de la centaine de microns, et dans le cas des pièces métalliques L-PBF (Laser – Power Bed Fusion). Des défauts de fusion type porosités pourront être détectés. Les sondes développées sont composées de capteurs GMR afin de mesurer les composantes X, Y et Z des champs générés par la pièce métallique en réponse au champ émis par une bobine d’excitation. Les GMRs sont sensibles de façon unidirectionnelle et planaire. Ainsi, en disposant les capteurs à 0°, 90° et en les surélevant grâce à un support, nous pouvons mesurer les 3 composantes du champ de réaction. Les sondes développées sont intégrables au niveau du racleur pour agir sur le chemin retour et réaliser un contrôle couche par couche et sur la largeur des capteurs (environ 1 mm). Les performances et les caractéristiques des sondes seront présentées. Des simulations avec le logiciel CIVA ont permis d’optimiser la configuration du dispositif émetteur-récepteur en vue d’une intégration dans les conditions réelles de mesure. Les premiers tests au sein de la machine de fabrication seront présentés. Le but sera de mettre en évidence les performances de la sonde CF pour le contrôle in-situ de la fabrication additive par le procédé L-PBF.

Poster 7 : INCERTITUDE DE MESURE DIMENSIONNELLE EN TOMOGRAPHIE A RAYONS X- APPLICATIONS SUR DES PIECES FINIES ISSUES DE LA FABRICATION ADDITIVE
Malik ENNIAFA ¹ | Co-auteurs : Sébastien BZUCHACZ ¹ – Valérie KAFTANDJIAN² – Anne-Françoise OBATON ³ | CETIM ¹ – LVA/INSA de Lyon ² – LNE ³
La tomographie à rayons X permet de réaliser des contrôles santé matière et dimensionnels de pièces issues de fabrication additive. Elle peut être assimilée à un numériseur 3D, incluant l’intérieur du matériau. Les performances obtenues dépendent de certaines propriétés de la pièce scannée, en particulier de son matériau et de ses dimensions. La détermination des incertitudes de mesure s’en trouve complexifiée et difficilement généralisable. À ce titre, une thèse a été démarrée en 2022 dans le cadre de la plateforme AFH. Elle a pour objectif d’identifier les principaux facteurs influençant les performances du contrôle par tomographie et d’établir une méthode permettant d’évaluer les incertitudes de mesure d’un processus complet de mesure, incluant notamment la phase d’extraction de la surface, étape indispensable pour réaliser des mesures dimensionnelles. Cette phase, souvent négligée ou simplifiée dans les publications sur le sujet, influence en réalité fortement les performances du contrôle. Plusieurs méthodes et stratégies d’extraction de surface (segmentation du volume puis affinement de la position des points de la surface) sont aujourd’hui disponibles et ne mènent pas toutes aux mêmes résultats. Les travaux de cette thèse visent à évaluer l’influence de ces différentes méthodes sur les incertitudes dimensionnelles, que ce soit pour mesurer des caractéristiques géométriques de la pièce contrôlée ou les dimensions de défauts de santé matière. Le présent article propose d’expliciter la démarche complète de la thèse et de fournir un avancement des travaux, incluant les premiers résultats obtenus sur l’influence des paramètres. Cette thèse CIFRE s’inscrit dans le contexte de la plateforme AFH, pilotée par le Cetim en collaboration INSA de Lyon, LNE, ENSAM Lille et SAFRAN TECH.

Poster 8 : ETUDE NUMERIQUE ET EXPERIMENTALE D’UN SYSTEME DE CONTROLE SANTE INTEGRE DANS UN COMPOSITE AERONAUTIQUE POUR LA DETECTION DE DEFAUTS PAR ONDES GUIDEES
Nina KERGOSIEN ¹ ² ³ | Co-auteurs : Ludovic GAVERINA ¹ – Guillemette RIBAY ² – Florence SAFFAR ¹ – Pierre BAUCHENE ¹ – Olivier MESNIL² – Olivier BAREILLE ³ | ONERA¹ – CEA ² – Ecole Centrale Lyon ³
Afin de vérifier l’intégrité des aéronefs, ceux-ci sont inspectés grâce à des méthodes de contrôle non-destructif (CND). L’utilisation de systèmes de contrôle santé intégré (SHM) permet d’optimiser la maintenance car ils donnent la possibilité de suivre l’état des structures en temps réel ou de contrôler ponctuellement des pièces difficiles d’accès par les méthodes de CND courantes. Les matériaux composites, utilisés de manière croissante pour la fabrication des aéronefs, offrent de par leur méthode d’élaboration, la possibilité d’intégrer un système SHM à cœur du matériau. L’instrumentation à cœur de systèmes SHM présente plusieurs avantages comme la protection des transducteurs face à l’environnement, la résolution des difficultés engendrées par le collage de l’instrumentation en surface, et une information à cœur pendant toute la durée de vie de la pièce. Cette thèse s’intéresse à l’évaluation de la capacité d’un transducteur à émettre et recevoir des ondes ultrasonores lorsqu’il est inséré dans un composite stratifié de type aéronautique. Il s’agit d’élaborer des plaques en optimisant l’intégration d’un système SHM à cœur, d’évaluer les performances de l’instrumentation intégrée et de comprendre la physique mise en jeu par l’intégration pour la création d’un modèle simplifié de transduction ultrasonore intégrée. Les travaux débutent par une étude visant à préserver l’intégrité d’un PZT intégré dans un composite, avec l’optimisation des connexions du transducteur intégré, qui est une source d’endommagement du transducteur. L’intégrité du transducteur intégré est contrôlée par radiographie X et permet de retenir une méthode de connexion adaptée. La capacité du PZT intégré à émettre des ondes de Lamb est validée grâce à des mesures en vibrométrie laser mettant en évidence les déplacements hors plan générés. Afin d’analyser les phénomènes physiques en jeu et de réaliser des études paramétriques, l’émission ultrasonore par un PZT en surface ou intégré est simulée par éléments finis. Ces simulations et les analyses associées sont complétées par un modèle simplifié de l’émission par un PZT intégré basé sur les éléments finis spectraux. L’objectif est de réaliser des études temporelles complètes sur géométrie 3D avec un temps de calcul optimal. Enfin, les performances de l’utilisation du système SHM intégré pour la détection de défauts sont discutées. Les longueurs d’ondes, ainsi que les amplitudes des déplacements hors plan obtenus expérimentalement sont en accord avec les prévisions des modèles. Il est montré également que l’amplitude du mode antisymétrique normal et radial est d’autant plus grande que l’actionneur est positionné sur les plis extérieurs du composite.

Poster 9 : TRANSDUCTEURS PIEZOELECTRIQUES FLEXIBLES ORGANIQUES POUR L’EVALUATION NON DESTRUCTIVE
Ewen RAOUL ¹² | Co-auteurs : Damien THUAU ¹ – Samuel RODRIGUEZ ² – Isabelle DUFOUR ¹ – Anissa MEZIANE ² – Fan ZHANG ³ | IMS (Laboratoire de l’Intégration du Matériau aux Systèmes) ¹ – I2M (Institut de mécanique et d’ingénierie) ² – Cetim ³
Une des limites actuelles de l’imagerie et du SHM ultrasonore concerne l’adaptabilité des transducteurs permettant la prise en compte de la complexité géométrique de la structure inspectée. Le P(VDF-TrFE) est un polymère aux propriétés piézoélectriques donnant la possibilité d’imprimer par sérigraphie une nouvelle génération de transducteurs ultrasonores. Souples et d’une épaisseur de quelques micromètres, ils peuvent s’intégrer aux structures courbes pour offrir un contrôle in situ. Leur procédé de fabrication permet des géométries complexes de surfaces actives qui influencent directement l’information acoustique émise ou reçue par le transducteur. La performance de ces capteurs est ici évaluée pour la génération et la réception d’ondes guidées dans des plaques. Cette évaluation expérimentale est notamment réalisée par des mesures du champ de déplacement tridimensionnel généré par ces transducteurs à l’aide d’une sonde Laser (LDV). En parallèle, un modèle numérique éléments finis intégrant la piézoélectricité est développé. Les résultats numériques sont confrontés aux résultats expérimentaux de manière quantitative. Un modèle numérique performant est en effet un élément nécessaire à l’optimisation de la forme des capteurs pour laquelle le procédé de fabrication offre beaucoup de liberté.

Poster 10 : INSPECTION DES EFFETS DE LA CORROSION SUR LES CONDUITES CBAT PAR DES METHODES ULTRASONORES
Thilakson RAVEENDRAN ¹ ² ³ | Co-auteurs : Jean-Marie HENAULT ¹ – Arnaud RECOQUILLAY ² – Denis VAUTRIN ¹ – Guy D’URSO ¹ -Vincent GARNIER ³ – Jean MAILHE ³ – Philippe BISARAH ¹ – Alexandre BOULE ¹ – Jean François CHAIX ³ | EDF ¹ – CEA List ² – LMA ³
Les Conduites en Béton à Ame Tôle (CBAT) sont présentes dans les centrales nucléaires françaises. Ces conduites possèdent une structure multi-couche : une couche interne en béton d’une épaisseur centimétrique, une couche en acier d’une épaisseur millimétrique et une couche en béton armé d’une épaisseur centimétrique. L’âme tôle en acier enserrée dans ces deux couches de béton assure l’étanchéité de la conduite et participe à la tenue mécanique de la structure. Les CBAT situées en bord de mer subissent une corrosion de la partie en acier causée par les chlorures présents dans l’eau de mer qu’elles transportent. L’étude concerne les CBAT situées en galeries, dont l’extérieur est accessible. Aujourd’hui, le diagnostic de corrosion se fait par des mesures électrochimiques opérées par l’extérieur de la conduite. Elles permettent d’estimer qualitativement les zones où il y a de la corrosion à l’extrados de l’âme tôle. Pour répondre au besoin industriel, nous souhaitons développer une méthode de contrôle adaptée avec pour objectifs d’inspecter la conduite depuis l’extérieur, en fonctionnement, pour estimer l’épaisseur résiduelle d’âme-tôle avec une incertitude de 100 µm et pour détecter, localiser et quantifier les zones de percements qui ont un diamètre supérieur à 1 cm. Les ondes ultrasonores de volume et les ondes ultrasonores guidées sont étudiées, dans une démarche allant du laboratoire au terrain, afin de répondre à ces deux objectifs. Les résultats expérimentaux sont comparés aux résultats numériques obtenus avec des outils de simulation comme CIVA® ou COMSOL®. Ensuite, les techniques prometteuses sont testées sur des structures réelles. Pour les techniques en ondes de volume, un signal haute fréquence est nécessaire pour estimer l’état de l’âme tôle d’épaisseur millimétrique, mais au-delà de 1 MHz, le bruit de structure généré par la multidiffusion dans le béton est prédominant et cela compromet la mesure. Pour augmenter le rapport signal sur bruit, des techniques de compression d’impulsion sont utilisées. En particulier, à partir d’une excitation de type Chirp, la détection, la localisation et la quantification d’un percement de 1 cm de diamètre dans un assemblage modèle béton/acier/béton ont été réalisées expérimentalement. Pour les techniques par ondes guidées, dans un premier temps, des simulations ont permis de mettre en évidence des modes plus sensibles à la perte d’épaisseur d’acier qu’à des variations possibles des propriétés du béton dues à sa potentielle variabilité, à sa composition hétérogène ou à la présence d’armatures. A partir d’un dispositif expérimental adapté, les premières mesures montrent qu’il est possible de mesurer ces modes dans des cas simplifiés. Des maquettes plus représentatives sont en cours de réalisation pour proposer une étude de sensibilité vis-à-vis de l’épaisseur résiduelle de l’âme-tôle d’acier.

Poster 11 : MODELISATION SEMI-ANALYTIQUE AVANCEE DE L’INSPECTION ULTRASONORE DE STRUCTURES EN BETON
Nouhayla KHALID ¹ | Co-auteurs : Michel DARMON ¹ – Jean-François CHAIX ² | CEA List ¹ – UNIVERSITE D’AIX MARSEILLE – LMA ²
La simulation du contrôle non destructif (CND) par ultrasons joue un rôle important dans les évaluations et contrôles des structures en béton. Le béton est un milieu composite : la présence d’hétérogénéités conduit à la dispersion et à l’atténuation des ondes ultrasonores. Cela a un effet important sur le contrôle. Par conséquent, il est important de modéliser avec précision l’atténuation des ondes due à la diffusion par les différents composants présents dans le béton (granulats, porosités, microfissures…). Les méthodes ultrasonores classiquement utilisées reposent sur l’étude de l’onde cohérente caractérisée par sa vitesse et son atténuation. Cette onde peut être simulée à l’aide de modèles numériques ou analytiques. Les modèles numériques sont plus performants mais très couteux dans le cas 3D, et le besoin de mettre en place une simulation rapide de contrôles conduit à une nécessité d’améliorer les modèles analytiques 3D simplifiés. Ces derniers considèrent une distribution uniforme de granulats dans une matrice de ciment mais le champ ultrasonore total dépend fortement des positions des obstacles. Notre étude porte sur la fonction de corrélation qui décrit la distribution de ces positions. La simplification de cette fonction qui suppose l’uniformité de la distribution peut conduire à des erreurs dans l’estimation de l’atténuation. En guise d’amélioration des modèles analytiques, on cherche à les adapter à une fonction de corrélation plus réaliste. Le travail présenté dans cette communication vise à établir un modèle analytique 2D et 3D amélioré pour la diffusion multiple, intégrant une fonction de corrélation plus réaliste entre les diffuseurs. Une comparaison entre le modèle analytique dans sa version 2D et le code éléments finis ONDO développé par le CEA List sera présentée. La validation au cas 2D permet l’emploi de fonctions de corrélation similaires pour le cas 3D.

Poster 12 : AUSCULTATION DES CABLES DE PRECONTRAINTE EXTERIEURE DES OUVRAGES D’ART
Jonas APARICIO | ENPC
La précontrainte extérieure est une technique de construction utilisée dans de très nombreux ponts pour alléger leur structure et plus récemment pour faire de la réparation. La précontrainte extérieure consiste à induire une compression dans le béton avec des câbles d’acier tendus. Cette compression vient compenser les tractions générées par les charges permanente et de fonctionnement auquel le béton même armé résiste mal. Ces câbles sont constitués de fils d’acier toronnés. Pour protéger l’acier des câbles, ces torons d’acier sont placés dans une gaine plastique qui était injectée au coulis de ciment jusque dans les années 2000. Or ce système de protection ne permet pas de protéger le câble en cas de défaillance de la gaine ou du coulis. Une défaillance peut entraîner la corrosion des câbles qui aura pour conséquence la rupture de fils jusqu’à rupture totale du câble. Cette rupture dégage une énergie considérable et est un risque pour la sécurité de la structure et d’éventuels opérateurs présents sur le site. Aussi, il est très important de pouvoir détecter d’éventuels défauts du câble avant rupture brutale pour permettre la réparation ou la dépose contrôlée. Les travaux de thèse se divisent en trois axes : Le premier est d’améliorer la compréhension de l’endommagement. L’instrumentation d’une campagne d’essais de ruptures contrôlées de câbles de précontrainte par rupture fil par fil a permis d’améliorer l’état des connaissances sur l’évolution de la perte de tension d’un câble suivant l’endommagement, d’obtenir une estimation de la longueur affectée par la découpe et la répartition des contraintes au sein du câble après rupture. Suit la détection globale de l’état du câble. À l’aide de résolution de problème inverse et de méthode statistique sur la réponse modale. En utilisant les données issues des essais de découpe et des données obtenues sur ouvrage. Le troisième axe est la détection locale de l’endommagement. Les travaux de thèse ont porté sur l’adaptation de la méthode radar aux spécificités de la géométrie et des défauts de la précontrainte extérieure. Pour cela plusieurs essais de plus en plus spécifiques ont été réalisés et un nouveau dispositif émetteur-récepteur a été développé dans le cadre d’un partenariat.

Poster 13 : CONVOLUTIONAL SPARSE CODING ET DICTIONARY LEARNING POUR LA RECONSTRUCTION TOMOGRAPHIQUE PAR RAYONS X POUR LE CONTROLE DE PIECES DE FABRICATION ADDITIVE
Victor BUSSY ¹ | Co-auteurs : Caroline VIENNE ¹ –  Julie ESCODA ¹ – Valérie Kaftandjian ² | Université Paris Saclay ¹ – Laboratoire de Vibrations et Acoustique, INSA Lyon ²
L’avènement de la fabrication additive et l’évolution de l’industrie moderne requièrent des techniques de contrôle toujours plus poussées. Aujourd’hui, la tomographie par rayons X est un outil largement utilisé pour l’inspection et la reconstruction d’image en trois dimensions. Cependant, des ressources numériques de plus en plus conséquentes sont nécessaires pour atteindre les attentes de l’industrie. La stratégie ‘patch-based’ qui utilise des petites portions de l’image, aussi appelées ‘blocks‘ en 3D, permet de décrire une image volumique immense en une somme de blocks et ainsi réduire la demande en ressources numériques. De nombreuses méthodes utilisant des patchs ont été adaptées à la tomographie ces dernières années : NLM [1], BM4D [2], et notamment les dictionnaires redondants [3]. Ces derniers ont connu un large succès grâce à leurs nombreuses applications, mais ne sont toujours pas présents en tomographie 3D industrielle, notamment à cause d’un temps de calcul souvent trop long et des artefacts dus à l’agrégation des patchs. En effet, chaque patch de l’image est traité indépendamment et souvent pour chacun une « basis pursuit » doit être appliquée, ce qui rend le traitement très long. De surcroît, pour bien décrire l’image, les patchs doivent se superposer, ce qui augmente encore leur nombre. Afin de remédier à ces limitations, le « convolutional sparse coding »propose un nouveau formalisme dans lequel la continuité de l’image est prise en compte[4]. Cette propriété permet en outre d’utiliser des opérateurs de plus petites tailles. Le convolutional sparse coding propose donc une solution aux problèmes de ressources numériques, vitesse de calcul et de qualité de reconstruction. Dans cet article, nous montrerons comment les algorithmes et méthodes qui furent développés pour les dictionnaires redondants peuvent être adaptés au convolutional sparse coding. Nous montrerons diverses applications et exemples de cette technique dans le cadre du contrôle industriel. Bibliographie [1] Gabriel Peyré, Sébastien Bougleux, and Laurent Cohen. 2008. Non-local Regularization of Inverse Problems. In Proceedings of the 10th European Conference on Computer Vision: Part III (ECCV ’08). Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 57–68. https://doi.org/10.1007/978-3-540-88690-7_5 [2] Maggioni M, Katkovnik V, Egiazarian K, Foi A. Nonlocal transform-domain filter for volumetric data denoising and reconstruction. IEEE Trans Image Process. 2013;22(1):119-133. doi:10.1109/TIP.2012.2210725 [3] Xu Q, Yu H, Mou X, Zhang L, Hsieh J, Wang G. Low-dose X- rayCT reconstruction via dictionary learning. IEEE Trans Med Imaging. 2012;31(9):1682-1697. doi:10.1109/TMI.2012.2195669 [4] C. Garcia-Cardona and B. Wohlberg, « Convolutional Dictionary Learning: A Comparative Review and New Algorithms, » in IEEE Transactions on Computational Imaging, vol. 4, no. 3, pp. 366-381, Sept. 2018, doi: 10.1109/TCI.2018.2840334.

Poster 14 : CARACTERISATION D’UN CHAMP DE TEMPERATURE PAR ULTRASONS. APPLICATION A LA FABRICATION ADDITIVE PAR FUSION SUR LIT DE POUDRE
Marie PALLA ¹ | Florian LE BOURDAIS ¹ – Jean-Paul GARANDET ² | CEA List Disc ¹ – CEA Liten dtnm ²
Les procédés de fabrication additive par fusion laser sur lit de poudre (FLLP) permettent aujourd’hui de fabriquer des composants métalliques à géométrie complexe, aux propriétés performantes. Parmi les différents paramètres impliqués dans le procédé, la température joue un rôle fondamental, car elle contrôle la fusion de la poudre, la solidification et la formation de la microstructure à partir du bain liquide. Différentes techniques existent pour mesurer la température à la surface d’une pièce, comme l’utilisation de pyromètres, ou de caméra infrarouge. Cependant, le champ de température interne est impossible à estimer par ces méthodes conventionnelles. L’objectif de nos travaux est d’étudier l’évolution d’un champ de température d’un objet en cours de construction, en proposant une technique de suivi in situ, basée sur la sensibilité des ondes élastiques à la température du milieu de propagation. Un dispositif expérimental a été développé afin de corréler des mesures de temps de vol en impulsion-écho pendant l’élaboration d’une pièce cylindrique avec des mesures ponctuelles de température. Dans cette communication, nous décrirons la technique ultrasonore proposée et nous exposerons les résultats expérimentaux obtenus. En vue de la caractérisation du champ de température à partir de mesures de temps de vol, une méthode inverse issue de la littérature a été étudiée. Un modèle direct thermique a été développé pour adapter cette méthode à notre contexte de fabrication additive. L’évolution thermique macroscopique du cylindre et l’ajout de matière sont modélisés par éléments finis. Le modèle et la confrontation de ses résultats aux données expérimentales seront présentés.

Poster 15 : SOLVEUR NUMERIQUE GENERIQUE POUR LA MODELISATION DE L’INFLUENCE DES CONTRAINTES MECANIQUES SUR LA PROPAGATION DES ONDES GUIDEES POUR LES APPLICATIONS SHM
André LUIZ DALMORA ^1,2,3 | Co-auteurs : Alexandre IMPERIALE ¹ – Philippe MOIREAU ^2,3 – Sébastien IMPERIALE ^2,3 | Université Paris-Saclay, CEA List ¹ – Inria, Project-Team MΞDISIM, Inria Saclay-Île-de-France ² – LMS, Ecole Polytechnique, CNRS, Institut Polytechnique de Paris ³
Dans les applications industrielles de pointe, l’évaluation de l’intégrité des structures est un aspect important des exigences de sécurité. Cependant, l’application des méthodes classiques d’évaluation non destructive (END) peut être coûteuse et entraîne généralement des interruptions d’activité. Pour surmonter ces inconvénients, le Structural Health Monitoring (SHM) propose d’utiliser des capteurs et des unités de traitement du signal in situ. Les ondes ultrasonores guidées constituent l’un des moyens de mettre en œuvre les systèmes SHM. Elles peuvent être utilisées pour évaluer les caractéristiques internes du matériau, telles que ses propriétés et ses défauts. Les performances d’une solution SHM sont affectées par les conditions opérationnelles et en particulier les contraintes mécaniques et il est donc important d’en prédire l’influence pour l’interprétation des signaux ou la démonstration de performance et la conception des systèmes. Un exemple typique est celui des charges opérationnelles induisant de grandes déformations et par conséquent, des contraintes internes qui entraînent des changements dans la propagation des ondes. Dans ce contexte, il est important que les efforts de modélisation de la propagation des ondes prennent en compte ces phénomènes. L’objectif de notre travail est de proposer un modèle, et les méthodes numériques correspondantes, pour la propagation élastique des ondes dans un milieu précontraint. Comme les structures considérées sont généralement minces, nous utilisons une formulation de coque pour la mécanique non linéaire pour résoudre le problème statique, représentant les effets du chargement de la structure. Le déplacement calculé est ensuite transmis à la méthode des éléments finis spectraux (SFEM) pour résoudre le problème élastodynamique linéarisé dans le domaine temporel, représentant la propagation des ondes. Au-delà de la modélisation directe, nous visons à utiliser ces outils dans les boucles d’inversion pour la reconstruction de la contrainte mécanique à partir de mesures ultrasonores avec capteurs traditionnels. Le modèle s’applique de la même façon à des configurations SHM ou à des configurations d’END et il a pour vocation d’enrichir la plateforme CIVA.

Poster 16 : TRANSDUCTEURS A ULTRASONS NOYES POUR L’EVALUATION DU BETON
Rouba HARIRI ¹ | Co-auteurs : Odile ABRAHAM ¹ – Vincent GARNIER² – Jean-François CHAIX ³ | Université Gustave Eiffel ¹ – LMA ² – Aix Marseille University ³
Les méthodes ultrasonores présentent un potentiel intéressant parmi les méthodes d’Evaluation Non Destructives (END) des matériaux complexes comme le béton. Elles permettent d’évaluer les modifications des propriétés élastiques du béton via une mesure sensible des variations de la vitesse de propagation des ondes. Le projet ANR-ScaNING offre un cadre expérimental pour obtenir les paramètres de durabilité du béton en combinant plusieurs méthodes END développées par six partenaires. Dans cet article, l’utilisation de techniques de propagation d’ondes ultrasonores fondées sur des transducteurs noyés dans du béton, fabriqués sur la base d’éléments piézo-électriques, est présentée. Ces transducteurs sont utilisés comme émetteurs et récepteurs pour les mesures de vitesse de propagation des ondes de compression dans différents échantillons de béton afin de valider leur efficacité. L’objectif de cette étude est de concevoir la chaine de mesure pour effectuer un suivi en temps réel de l’évolution des gradients de teneur en eau dans le béton. La fabrication du transducteur, ainsi que la procédure d’enrobage sont présentées dans cet article. Des paramètres d’influence génèrent des incertitudes dans la mesure de la vitesse. Ces paramètres sont, d’une part liés aux propriétés physiques des transducteurs et à la chaîne de mesure électronique, et d’autre part liés directement à la nature du matériau, en particulier aux hétérogénéités dans le béton. En outre, la détermination du temps de vol de l’onde de compression dépend de ces paramètres et s’ajoute à la sensibilité de la mesure. Différentes méthodes pour détecter la première arrivée de l’onde et mesurer avec précision son temps de vol sont présentées. Selon les critères utilisés, les valeurs de la vitesse des ondes sont significativement différentes par rapport à la précision requise pour suivre des variations des propriétés du béton comme le taux de saturation. Des mesures de répétabilité et de reproductibilité sont réalisées pour évaluer et quantifier ces incertitudes. A plus long terme, l’objectif est de suivre l’évolution du gradient de saturation dans les structures en béton. L’ensemble de mesure à embarquer est composé de 16 traducteurs piézoélectriques pour suivre des gradients de propriétés de béton dont le taux de saturation.

Poster 17 : TRANSMISSION DE FAISCEAUX ULTRASONORES EN INCIDENCE NORMALE A TRAVERS UNE PLAQUE. APPLICATION A L’EVALUATION NON DESTRUCTIVE DES PROPRIETES COHESIVES DES ASSEMBLAGES COLLES
Victor GAYOUX ¹ | Co-auteurs : Mathieu RENIER ¹ – Michel CASTAINGS ¹ – Fan ZHANG² – Cyrille DALLA-ZUANNA² | Institut de mécanique et d’ingénierie ¹ – CETIM ²
L’évaluation non destructive des propriétés viscoélastiques peut être réalisée par spectroscopie ultrasonore. On peut notamment citer la technique développée par Castaings et al. [1]. La méthode est basée sur la mesure des coefficients de transmission des ultrasons sous différents angles d’incidence à travers l’échantillon immergé. Les modules viscoélastiques sont estimés via la résolution d’un problème inverse, dont la fonctionnelle est calculée sous l’hypothèse d’ondes planes. Dans le cas d’un matériau multicouche, cette technique permet d’estimer les modules viscoélastiques d’une couche si les propriétés des autres couches sont connues. Afin de satisfaire l’hypothèse d’onde plane, il est nécessaire d’utiliser des transducteurs de grande dimension devant la longueur d’onde ce qui implique des surfaces auscultées de taille assez élevée. L’objectif de ce travail est d’étendre cette méthode à l’utilisation de petits transducteurs afin d’atteindre une évaluation plus locale. Pour ce faire, un modèle prenant en compte les effets de diffraction liés à la dimension finie des transducteurs est utilisé. Du fait de la diffraction, il peut exister une sensibilité du spectre du signal transmis au module de cisaillement malgré le fait que la direction principale de propagation est normale à la plaque. Ainsi, le recours à des transducteurs de petite dimension permet de s’affranchir du balayage angulaire requis en onde plane pour accéder à l’information requise pour caractériser le matériau. Il a également été mis en évidence que si l’on résout le problème inverse non seulement avec le module, mais également avec la phase du spectre transmis, il est possible d’intégrer l’évaluation de l’épaisseur de la couche caractérisée. La méthode est appliquée sur des matériaux monocouches élastiques et viscoélastiques puis sur des assemblages collés présentant différents degrés de réticulation. [1] M. Castaings, B. Hosten and T. Kundu, Inversion of ultrasonic, plane-wave transmission data in composite plates to infer viscoelastic material properties, NDT&E International 33.6 :377-392, 2000.

Poster 18 : APPROCHES DEEP LEARNING A PARTIR DE DONNEES SIMULEES POUR LA TOMOGRAPHIE INDUSTRIELLE RAPIDE
Romain VO ¹ | Co-auteurs : Julie ESCODA ¹ – Etienne DECENCIERE ² – Caroline VIENNE ¹ | Université Paris Saclay, CEA List ¹ – Mines Paris, Université PSL, CMM ²
La tomographie par rayons X (X-Ray CT) est une technologie de plus en plus utilisée dans de nombreux domaines industriels pour sa capacité unique à contrôler à la fois l’intégrité et la conformité dimensionnelle des pièces et à visualiser sa structure interne. C’est un outil qui permet d’obtenir une reconstruction volumique précise et hautement résolue d’un échantillon, peu importe sa géométrie et sa complexité. Cependant, les temps d’acquisition importants, constituent un frein au déploiement de cette technique pour les essais non destructifs ainsi que pour le contrôle en ligne. En effet, la reconstruction précise à l’aide de l’approche analytique rapide de rétroprojection filtrée (FDK) nécessite un nombre de projections radiographiques important. La réduction du nombre de projections, couplée au développement d’algorithmes de reconstruction plus performants, constitue l’un des principaux enjeux associés à cette technologie. De manière classique, les algorithmes itératifs permettent de se placer en dessous du critère d’échantillonnage de Shannon et d’obtenir des reconstructions de bonne qualité à partir d’un nombre de vues réduit, mais au prix d’un temps de calcul élevé. Plus récemment, les méthodes par apprentissage profond (Deep learning), après avoir été largement déployées dans le domaine de la vision par ordinateur, ont démontré leur potentiel pour la reconstruction tomographique dans le domaine médical. Nous présentons dans ce travail le potentiel de ces approches dans le contexte de la reconstruction tomographique à partir de peu de vues pour le contrôle non destructif. En particulier, nous avons développé plusieurs stratégies d’apprentissage, avec d’une part des approches se concentrant sur l’enrichissement des mesures effectuées (pré-traitement), et d’autre part des approches se concentrant sur l’amélioration de la reconstruction basse qualité obtenue à partir d’un nombre de vues réduit (post-traitement). Ces deux types d’approches sont testées sur données simulées à partir du module radiographique de CIVA ainsi que sur un jeu de données réelles. Les résultats de reconstruction obtenus à partir de 50 projections (1024 x1024 pixels) sont comparés au volume de référence correspondant à une reconstruction FDK sur 720 vues. Nous étudions plusieurs configurations simulées et montrons qu’un modèle entraîné à partir de données sans défaut est capable de généraliser la reconstruction sur données avec défauts.

Poster 19 : ÉVALUATION NON DESTRUCTIVE PAR ACOUSTIQUE NON LINEAIRE ET ÉMISSION ACOUSTIQUE DE L’ENDOMMAGEMENT DES MATERIAUX ET DES STRUCTURES : APPLICATION A UN MATERIAU COMPOSITE BIOSOURCE, MATRICE POLYMERE RECYCLABLE RENFORCEE PAR DES FIBRES DE LIN
Othmane ACHOUHAM ¹ | Co-auteurs : Charfeddine MECHRI ¹² – Rachid EL GUERJOUMAn ¹ – Zeineb KESENTINI ¹ – Najah HAMAMED ¹ – Sami Allagui ¹ – Abderrahim EL MAHI ¹ | LABORATOIRE D’ACOUSTIQUE DE L’UNIVERSITE DU MANS LAUM  UMR CNRS 6613 ¹ –  CENTRE DE TRANSFERT DE TECHNOLOGIE DU MANS ²
La caractérisation et le contrôle de l’intégrité et de l’état de santé des matériaux et des structures, tant industrielles dans les domaines notamment de l’énergie (nucléaire, renouvelable,…), du transport (aéronautique, naval, automobile,…), que celles relevant du domaine publique (ponts, mâts d’éclairage publique, …) est un enjeu majeur pour garantir leur tenue mécanique, afin d’assurer des conditions de fonctionnement optimales et de sécurité maximales le plus longtemps possible tout en réduisant les coûts de leur entretien. Ces exigences se font de plus en plus prégnantes du fait de l’augmentation de la durée d’utilisation des matériaux et des structures et des attentes environnementales accrues de la part des citoyens. Assurer cette caractérisation et ce contrôle de manière non destructive, fiable et sensible aux endommagements précoces est un enjeu industriel, économique et sociétal important. Dans ce travail, nous explorons une nouvelle méthode non destructive acoustique non linéaire en résonance des matériaux hétérogènes endommagés instrumentés par capteurs piézoélectriques, à travers le décalage de la fréquence de résonance et la variation du facteur de qualité Q en fonction de l’amplitude d’excitation appliquée par palier en cycle charge-décharge. Le matériau considéré est un composite composé d’une matrice polymère thermoplastique recyclable renforcée par des fibres végétales de lin. Le comportement acoustique non linéaire hystérétique du matériau est caractérisé à l’état intact,  puis en endommageant progressivement le matériau en flexion à trois points. Nous observons que le décalage de la fréquence de résonance et la diminution du facteur de qualité Q, observés en fonction de l’amplitude d’excitation appliquée croissante, dépend du niveau d’endommagement induit. Nous observons également que ces variations en fonction de la tension d’excitation appliquée ne suivent pas le même chemin pour le niveau d’excitation décroissant, ce qui donne lieu à une boucle d’hystérésis qui dépend du niveau endommagement. Parallèlement, l’endommagement a été suivi par émission acoustique. Le niveau d’endommagement ainsi quantifié est clairement corrélé au comportement acoustique non linéaire observé. Ce travail montre la pertinence de cette nouvelle approche très sensible notamment aux endommagement précoces, indétectables par les méthodes classiques, pour le contrôle non destructif et la surveillance de la santé des structures (SHM) par capteurs acoustiques intégrés.

Poster 20 : LOCALISATION DES ENDOMMAGEMENTS DANS LES STRUCTURES COMPOSITES A L’AIDE DES METHODES SANS ETATS DE REFERENCE EXPERIMENTAUX
Cédric NZOUATCHOUA ¹ ² ³ | Co-auteurs : Mourad BENTAHAR ¹ – Silvio MONTRESOR ¹ – Nicolas COLIN ² – Vincent LE CAM ³ – Camille TROTTIER ² – Nicolas TERRIEN ² | Université du Mans, LAUM¹ – IRT Jules Verne ² – Université Gustave Eiffel ³
Ce travail s’intéresse à la localisation par ondes de Lamb des endommagements au sein de différentes structures composites impactées. Les méthodes de localisation présentées s’appuient sur l’utilisation d’un réseau de transducteurs piézoélectriques permettant la génération et la réception des ondes de Lamb suite à leur interaction avec les zones défectueuses. En l’absence d’un état de référence expérimental où les plaques sont saines, la présente contribution présente des méthodes où seules les mesures à l’état courant ou endommagé sont prises en compte. Les signaux de l’état de référence sont construits, soit à partir d’un modèle de simulation numérique équivalent, utilisant les constantes élastiques matérielles de la structure, soit par construction analytique à partir d’un modèle de propagation des ondes de Lamb. Une fois les signaux de l’état de référence établis, on montre qu’il est possible dans les deux cas, d’obtenir l’imagerie des défauts dans les plaques à partir de l’algorithme delay-and-sum.

Poster 21 : GENERATION ET PROPAGATION D’ONDES DE LAMB DANS LES STRUCTURES MULTIPLAQUES – APPORT DU RETOURNEMENT TEMPOREL POUR LE CONTROLE NON DESTRUCTIF PAR ULTRASONS DES CUVES DE REACTEURS DE GENERATION IV
Jean-Christophe VALLEE ¹ ² | Co-auteurs : Jean-François CHAIX ¹ – Marie-Aude PLOIX ¹ – Matthieu CAVARO ¹ | Université Aix Marseille ¹ – CEA Cadarache ²
Les méthodes ultrasonores se sont avérées particulièrement pertinentes dans le cadre de l’inspection et de la surveillance des réacteurs rapides refroidis au sodium (SFR), en raison de l’opacité et de la propriété oxydante du sodium liquide, qui empêchent l’inspection optique et l’immersion des transducteurs ultrasonores traditionnels. Ainsi, il a été démontré précédemment que le contrôle non destructif depuis l’extérieur de la cuve principale nous permet de générer et de propager des ondes guidées dans une structure en couches (plaques d’acier parallèles) immergée dans des liquides. Ces ondes guidées immergées, appelées ondes de Lamb de fuite, ont été largement étudiées dans la littérature et appliquées à la détection de défauts dans les structures en plaques. Les ondes de Lamb sont dites « fuyantes » en raison de la rémission des ondes de volume dans le fluide environnant. Cependant, les techniques d’imagerie classiques basées sur le temps de vol des ondes sont limités par la dispersion de ces ondes. De plus, elles n’utilisent pas l’information de la conversion de mode qui peut se produire lors de la réflexion sur un défaut, comme les fissures. Parmi plusieurs méthodes d’imagerie utilisant le retournement temporel, la méthode de l’énergie topologique est alors introduite. Cette dernière ne nécessite la résolution numérique que de deux problèmes : le problème direct, où la source expérimentale est générée dans la structure saine correspondante et le problème adjoint, où la source est la différence inversée dans le temps entre le champ ultrasonore mesuré sur les transducteurs du milieu inspecté et le milieu de référence. Cette source inversée dans le temps peut être interprétée comme la signature retournée temporellement des défauts. La méthode de l’énergie topologique a été préférée dans ce travail car elle implique moins de simulations et est plus versatile en ce qui concerne la géométrie complexe de deux plaques parallèles immergées. La version temporelle de cette méthode a pu être appliquée en générant un mode A1 à 2,496 MHz.mm, afin de localiser avec précision deux types de défauts : une fissure traversante (représentée par le bord de la plaque) et une entaille de profondeur égale à la moitié de l’épaisseur de la plaque inspectée. Enfin, la méthode de l’énergie topologique fréquentielle a été appliqué à un système multiplaque. L’introduction de la notion de taches topologiques a permis de discriminer les images principales des images secondaires des défauts recherchés. Finalement, ce travail montre pour la première fois la possibilité de détecter et localiser des défauts de géométrie simple dans une plaque masquée par une autre plaque grâce au retournement temporel. De plus, la méthode de l’Energie Topologique fréquentielle utilisée dans cette thèse permet une imagerie de la structure multiplaque en quasi-temps réel.

Poster 22 : DEVELOPPEMENT D’UNE METHODE DE CONTROLE NON DESTRUCTIF ULTRASONORE PAR ACOUSTIQUE NON LINEAIRE POUR L’IDENTIFICATION DES ZONES ENDOMMAGEES AU CŒUR DE BLOCS EN BETON
Silva KLAYNE ¹ ² – Garnier VINCENT ² – Payan CEDRIC ² – Durville BENOIT ¹ – Cantrel LAURENT ¹ – Morin SANDRINE ¹ – Marlot DAVID ³ – Delvart PIERRE ³ | INSTITUT DE RADIOPROTECTION ET DE SURETE NUCLEAIRE (IRSN) ¹ – LMA UMR7031, AMU, CNRS ² – MISTRAS-EUROSONIC ³
Le béton est l’un des matériaux de construction les plus utilisés dans le monde. Considérant qu’il s’agit d’un matériau hétérogène, de nature complexe et qui évolue tout au long de sa vie utile, il est possible que ce matériau présente des défauts capables d’affecter sa durabilité, notamment en ce qui concerne ses propriétés mécaniques. La dégradation du béton peut être liée à diverses causes, par exemple les pathologies de gonflement interne, dont la principale conséquence est une fissuration excessive du matériau. En tenant compte de cette problématique, au cours des dernières années, plusieurs techniques de contrôle non destructif ont été développées pour des applications en génie civil et notamment pour l’étude, la caractérisation et le diagnostic de structures en béton, comme les techniques basées sur l’acoustique non linéaire. L’acoustique non-linéaire (ANL) s’appuie sur les phénomènes non linéaires des matériaux. Elle s’est montrée prometteuse pour la détection des contacts imparfaits présents dans le milieu, tels que les microfissures. Dans certaines études, les techniques basées sur l’ANL se sont avérées efficaces pour détecter les endommagements causés par des pathologies de gonflement interne, notamment la réaction alcali-silice [1]. Pour le cas de l’endommagement thermique, l’ANL a montré une sensibilité dix fois supérieure par rapport à d’autres techniques [2]. Visant une détection précoce des potentiels défauts présents « à cœur » des pièces en béton, l’institut de radioprotection et sûreté nucléaire (IRSN) et le laboratoire de mécanique et d’acoustique d’Aix-Marseille Université (LMA/AMU) en collaboration avec MISTRAS Group, ont développé une méthode basée sur l’acoustique non linéaire [3], capable d’identifier les zones endommagées à l’intérieur des structures en béton, avant que les dommages ne soient observés à la surface des structures. Dans ce cadre, et en se basant sur les études précédentes, ce travail a pour objectif de décrire l’application d’une méthode d’interaction entre des ondes propagatives de basse fréquence, appelées onde-pompe, et ondes de plus haute fréquence, nommées onde-sonde se propageant de façon colinéaire, pour détecter une zone endommagée. Ce travail est appliqué sur un bloc de taille moyenne (40x40x70cm³) avant de transposer la méthode à un bloc de grande taille (2x2x1m³).

Omexom NDT face aux défis de demain
Anne-Marie ROY | Omexom NDT
Omexom NDT Engineering & Services développe et qualifie des procédés automatisés en Examens et Contrôles Non Destructifs pour les exploiter en prestations de service dans le domaine du Nucléaire. Depuis plus de 50 ans, l’entreprise intervient sur l’ensemble des centrales nucléaire françaises, au cœur des installations. Elle met également en œuvre son expertise au service de clients dans le monde entier, pour inspecter équipements neufs ou en fonctionnement. C’est un leader dans ses activités. Face aux nouveaux défis, Omexom a fait évoluer son organisation pour mieux répondre aux attentes des marchés de demain. Omexom exposera comment l’innovation et la R&D sont au cœur de ce programme par des évolutions techniques. L’amélioration des performances est un axe fort pour chaque méthode : Par exemple en visuel avec des performances, qui permettent maintenant de réaliser du mesurage de précision ; Ou dans des solutions techniques associant la complémentarité de multiméthodes ; Ou encore en développant des solutions d’analyse par l’Intelligence Artificielle, avec pour objectif à terme de qualifier ces procédés. En parallèle, Omexom travaille aussi sur un axe plus réglementaire, afin de préparer l’avenir, avec l’ISO 19443 et la Certification 9712. Sans oublier l’humain et grâce à ses équipes de techniciens et d’ingénieurs hautement qualifiés, Omexom NDT Engineering & Services est et sera toujours à la pointe de la technologie. La formation continue de ses collaborateurs est un point essentiel.

11:00 ME.2.A.1
CND sur RSDV des centrales REP 900MW, étude de faisabilité et essais de développement avant mise en œuvre industrielle
Alexandre BLEUZE ¹ | Co-auteurs : Julien POISSON ¹ Rémi ART ²– Julien BELIJAR³ | Framatome Intercontrôle IBN-F ¹ – Framatome Jeumont IBJ ² – EDF/UTO DOM/SING ³ 
Les pompes primaires des centrales REP 900 MWe, de type 93 D, possèdent une zone singulière entre la volute et le diffuseur, au niveau de la soudure, propice à l’amorçage et la propagation d’une fissure de fatigue en racine. En raison des facteurs d’usage et d’amorçage élevés, une surveillance par contrôle ultrasonore et le développement d’un procédé de réparation de la soudure ont été engagés par EDF. Ce dernier marché a été confié dans sa réalisation à Framatome JEUMONT (IBJ) pour les parties usinages, mesures dimensionnelles, soudage et les phases END/CND à Framatome INTERCONTROLE (IBN-F). La problématique traitée dans ce sujet est celle du contrôle des soudures austénitiques, anisotropes et hétérogènes par ultrasons. Elle est renforcée par le fait que le métal de base de part et d’autre de la soudure est en acier austéno-ferritique moulé. Dans cet article, nous présentons les essais de faisabilité et de développement qui ont été réalisés dans le but de démontrer les performances du procédé CND par UT destiné à la requalification de la soudure après réparation. Nous présentons en particulier les éléments techniques déterminants dans le choix des sondes UT multiéléments, des maquettes et du porteur, dans leur contexte industriel. Les performances obtenues sont discutées et étayées par des simulations recourant aux éléments finis (ATHENA2D et OnScale) réalisées dans la cadre de la R&D en support au projet. Ces éléments mettent en évidence les phénomènes de déviation de faisceau inhérents à la structure dendritique de la soudure, d’autant plus marqués qu’elle est dissymétrique de par son mode d’élaboration dit en « corniche ».

11:20 ME.2.A.2
Système de contrôle novateur basé sur la technique UT TOFD
Michel CENCE ¹ | Co-auteurs : Célia CHEVALLIER ¹ – Weina KE ¹ | ONET Technologies ¹
Du fait de ses nombreux avantages en termes de facilité de mise en œuvre, de vitesse d’examen, de performances de détection et de caractérisation des indications, la technique de contrôle TOFD (Time of Flight Diffraction) est de plus en plus utilisée dans le cadre des examens non destructifs de fabrication et de suivi en service d’assemblages soudés. Cependant, certaines limitations inhérentes à son principe de mise en œuvre (notamment en termes d’imprécision de localisation des indications en profondeur et par rapport à l’axe de la soudure) font que cette technique est généralement associée à un examen UT conventionnel ou multiéléments complémentaire impactant de manière significative la durée et le coût des contrôles. Dans le cadre d’un projet de R&D subventionné par France Relance, ONET Technologies a fait face au défi et a développé un principe de mise en œuvre et d’analyse de la technique TOFD permettant de s’affranchir de ces limitations de localisation des indications en optimisant les durées d’examen. La solution présentée intègre une électronique d’acquisition dédiée, un principe de mise en œuvre novateur et un logiciel d’analyse permettant la localisation des indications basé sur des algorithmes développés par notre service CND R&D. Dans cet article, nous présenterons la solution d’inspection TOFD novatrice développée par ONET Technologies et quelques exemples d’acquisitions permettant de juger de l’apport de ce principe en termes d’amélioration des performances de localisation et de caractérisation des indications.

11:40 ME.2.A.3
Traducteurs pour contrôle TOFD haute température
Jean-François SAILLANT ¹ | Co-auteurs : Paul ANTUNES ² – Adrien LANRY ² | Framatome Intercontrôle ¹ – Framatome ²
Framatome fabrique des composants industriels soudés de grande valeur et soumis à des conditions de service difficiles. Ces composants nécessitent un contrôle approfondi afin de garantir un soudage de qualité, sans indications inacceptables. La maitrise des procédés de soudage est complexe et la réduction ou l’élimination des défauts est un objectif clé. L’inspection est effectuée une fois le soudage terminé et, en cas de présence de défauts, une procédure de réparation doit être mise en œuvre. Une réparation de la soudure a un fort impact sur le planning de l’intervention et, par conséquent, sur les coûts finaux. Une réparation implique de réaliser des opérations supplémentaires telles que la préparation des surfaces à réparer, le préchauffage du composant, la réparation par soudage, et cela peut monopoliser l’équipe sur site pendant plusieurs jours supplémentaires. Une technologie capable d’inspecter le joint soudé au fur et à mesure de sa réalisation serait très intéressante par une meilleure connaissance de la santé du métal déposé durant le cycle de soudage. Cela permettrait la mise en place de mesures préventives ou correctives au plus tôt dans le processus de fabrication et ainsi, réduire les impacts de non qualité. Cependant, cela nécessite le déploiement de moyens d’inspection pouvant résister aux températures élevées en surface lors des opérations de soudage. Framatome a développé une technologie de traducteur haute température, permettant de réaliser une inspection TOFD lors des différentes étapes du soudage. Cette publication va présenter les grandes lignes de la conception de ces capteurs ainsi qu’un exemple de performance. On présentera notamment des résultats obtenus sur une maquette de joint soudé sortie de four, sur laquelle on a pu obtenir des images de scans TOFD manuel comparables à température ambiante et à 215°C, permettant de détecter les indications présentes dans le cordon de soudure. Ces premiers résultats ouvrent des perspectives intéressantes pour l’optimisation du planning des composants soudés ainsi que la réduction des risques projet.

12:00 ME.2.A.4
Contrôle par Thermographie Infrarouge pendant le process de soudage
Sébastien SAINT-YVES ¹ | Co-auteurs : Jules RECOLIN ¹ – Guillaume PORS ¹ | Cetim ¹
L’assemblage de pièces métalliques par les procédés de soudage nécessite la réalisation de contrôles post-production afin de s’assurer de l’intégrité des cordons de soudure. La mise en place d’un contrôle « In process » capable d’adapter ou d’arrêter le procédé lors d’une dérive de celui-ci permettrait d’obtenir un gain au niveau de l’immobilisation des pièces, d’améliorer la qualité des assemblages, et de fiabiliser davantage les procédés de soudage. Les phénomènes thermiques rencontrés lors du soudage rendent le suivi du flux radiatif en cours de procédé pertinent. La thermographie infrarouge passive, est une méthode d’essai non destructif qui consiste à recueillir, via une caméra thermique, le flux radiatif émis naturellement par le corps étudié. L’image obtenue, appelée thermogramme, peut alors révéler une variation anormale du flux radiatif et mettre en évidence une indication de discontinuité. Cette variation peut dépendre de deux phénomènes physiques : un phénomène optique et un phénomène thermique. L’application de cette technologie au cas des soudures pendant le process n’est pas courante. La présente étude a été réalisée sur 3 cas d’applications différents, des résultats encourageants ont été obtenus. Différentes configurations (caméra, objectif, filtre, réglages de paramètres thermographiques) de contrôles ont permis d’obtenir des thermogrammes exploitables du bain de fusion, de la zone de solidification et/ou du début du refroidissement. La plupart des discontinuités créées ont pu être mises en évidence, que celles-ci soient arrondies ou linéaires, débouchantes ou sous- jacentes. Les essais réalisés sur différents matériaux, différentes configurations de chanfrein et avec différents procédés de soudage ont permis de mettre en évidence plusieurs typologies d’indications particulièrement recherchées dans les procédés de soudage. La nature de l’image obtenue est fonction des caractéristiques des discontinuités générées (géométrie, nature, position, …). Une analyse d’image (ou de séquences vidéo) doit être mise en œuvre au regard des types de discontinuités recherchées. Les données, seules ou combinées, ont d’ores et déjà été identifiées comme de bons indicateurs sur la qualité du joint soudé.

11:00 ME.2.B.1
Fiabilisation des contrôles ultrasons manuels : le matériel a un rôle à jouer dans l’amélioration du facteur humain
Olivier CASSIER ¹ | Sofranel Group ¹
Malgré l’émergence et le développement des technologies multiéléments, TFM et PWI, le contrôle Ultrasons manuel avec des traducteurs conventionnels n’est pas mort et celui-ci garde encore une place prépondérante tant au niveau du nombre d’appareils en opération que du nombre d’opérateurs certifiés. La question de la fiabilisation de ces contrôles reste donc d’actualité et parmi les différents facteurs influents, le matériel, outre ses performances techniques, a un rôle à jouer au travers de la simplification de son interface homme-machine et de l’aide à l’interprétation qu’il doit fournir à l’opérateur. Le propos de cette communication est de présenter une approche originale et novatrice permettant de proposer aujourd’hui aux opérateurs des équipements allant dans ce sens. Les deux axes majeurs développés sont, d’une part la simplification de l’interface Homme-machine et sa personnalisation pour s’adapter au niveau de compétence opérateur souhaité, et d’autre part l’aide à l’interprétation en fournissant un outil graphique permettant de visualiser le faisceau acoustique dans la pièce, en personnalisant la pièce par l’intégration de fichier CAO dans l’équipement de contrôle. Alors que cela fait presque 2 ans que ces nouveautés sont apparues sur certains équipements, on constate un accroissement de compétences des utilisateurs sous l’effet de deux phénomènes : Une meilleure compréhension des phénomènes physiques avec la simulation graphique qui permet un apprentissage plus rapide et plus efficace ; Une meilleure concentration des opérateurs sur leur métier et leur contrôle, n’étant plus perturbés par une interface inutilement compliquée, par un vocabulaire non adapté ou par une multitude de paramètres non exploités. Même si le matériel est souvent jugé peu influent sur la fiabilité du contrôle, car le choix du client reste trop souvent limité à des comparaisons de performances techniques somme toute très voisines, l’objet de cette communication est de démontrer que celui-ci peut contribuer de façon importante à une approche innovante et pédagogique permettant de réduire les fausses détections et améliorer du même coup le facteur opérationnel humain.

11:20 ME.2.B.2
Système d’assistance à l’opérateur pour les contrôles non destructif UT manuels
Michel CARDOSO ¹ | Co-auteurs : Florence GRASSIN ¹ – Vincent SAINT-MARTIN ¹ – Pierre CALMON ¹ – François CARTIER ¹ – Vincent BERGEAUD ¹ | CEA List ¹
Nous proposons d’utiliser les technologies numériques pour assister les opérateurs de contrôle non destructif (CND), de simplifier l’acquisition des données, de faciliter leur analyse et d’améliorer la fiabilité et la traçabilité des contrôles. Dans cette optique, CEA List a développé une technologie d’inspection manuelle qui combine le suivi des gestes de l’opérateur, des outils de réalité augmentée (AR) et d’autres outils de visualisation. Cette technologie s’appuie sur une plateforme qui synchronise le suivi de la position de la sonde, l’acquisition et la visualisation des données NDE. La première mise en œuvre présentée ici concerne l’inspection manuelle par ultrasons multiélément (PAUT). Le système connecte un système d’acquisition ultrasonore, des caméras de suivi de position optique, une chaîne de traitement des données en temps réel et des lunettes AR. Dans cette communication, nous décrivons la technologie et une première mise en œuvre. Nous montrons comment celle-ci permet une meilleure visualisation en temps réel des images PAUT à travers des lunettes AR tout en fournissant des métadonnées d’inspection pour évaluer la couverture de la zone inspectée. Nous discutons également des performances et des perspectives offertes par cette technique.

11:40 ME.2.B.3
Analyse semi-automatique de données ultrasonores sur plaques laminées
Cédric BERTRAND¹ | Co-auteur : Philippe MARRIER² | Testia ¹ – Constellium ²
Dans le but de réduire le temps d’analyse des contrôles par ultrasons de plaques laminées en alliage d’aluminium de grandes dimensions, TESTIA a proposé une solution de post-traitement de données sur-mesure pour CONSTELLIUM. Les opérateurs CND travaillent à présent dans un environnement contrôlé et répétable qui les déleste de la gestion de la mise en forme des données d’entrées, de la gestion des coordonnées des défauts décelés ou du rapport final créé pour les laisser se concentrer sur leur métier : la détection d’indications. Le logiciel Ultis / NDTkit UT offre la possibilité d’être personnalisé en y ajoutant des fonctionnalités spécifiques (plugins) pour ses clients et c’est au travers d’un nouveau plugin que Constellium a pu bénéficier d’une solution sur-mesure pour traiter ses acquisitions, de l’ouverture des cartographies jusqu’à l’archivage des résultats.

12:00 ME.2.B.4
Monitoring d’un examen ultrasonore manuel par le suivi de la mise en œuvre et l’utilisation d’un outil de tracking du traducteur pour le suivi du geste de l’opérateur et de la couverture de zone
Sylvie BITTENDIEBEL ¹ | Co-auteurs : Michel CARDOSO ² – Thomas DESREZ ² | Institut de Soudure ¹ – CEA List ²
Lors d’une inspection manuelle par ultrasons, un certain nombre de paramètres de mise en œuvre influents sur la qualité et la performance finale de l’examen ne sont généralement pas enregistrés. La conformité du contrôle avec la procédure ou, plus tard, une analyse de la conformité de l’inspection ne peut alors être réalisée. Dans le cadre du projet ANR FOEHN, un dispositif de suivi optique du traducteur associé à l’enregistrement des signaux a été développé par le CEA et utilisé par l’Institut de Soudure (IS) notamment pour évaluer les facteurs humains et leur influence durant une inspection. Durant le contrôle, les données peuvent être traitées et analysées en temps réel. Etant enregistrées, elles peuvent ensuite être exploitées dans un mode « Replay », et l’opérateur ou le formateur peut voir sur le même écran le déplacement du traducteur ultrasonore dans l’espace d’inspection ainsi que l’image des signaux ultrasons enregistrée de manière synchrone depuis le système d’inspection. Après une première étude des facteurs conduisant à des réglages différents du poste ultrasonore, le système a permis de monitorer finement la trajectoire du traducteur lors d’inspections sur des blocs de géométrie connues, dans des conditions normales de contrôle puis dans des conditions dégradées. Ces données ont permis d’isoler certains facteurs humains en fonction de leur origine et d’en quantifier les effets de manière indépendante.

11:00 ME.2.C.1
NOVI-SIM, un logiciel de simulation COMPLET pour la radiographie et la tomographie à rayons X
Dajla NEFFATI-KOCHAT ¹ | Co-auteurs : Barbara FAYARD ¹ – Sofiane TERZI ¹ – Duy NGUYEN ¹ | NOVITOM ¹
Les contrôles par rayons X, en radiographie (RT) ou tomographie (CT), sont utilisés de plus en plus couramment dans l’industrie, à plusieurs échelles (du sub-micron au millimètre) et sur tous types de pièces et de matériaux : métalliques, céramiques, composites… La RT permet un contrôle de détection rapide de défauts en 2D tandis que le contrôle CT, qui nécessite plus de temps d’acquisition, permet de localiser et caractériser précisément les défauts en 3D. Pour ces 2 types de contrôles, la précision dépend fortement de la qualité d’image. Cette dernière est liée aux paramètres d’acquisition : type d’anode, tension du tube RX, détecteur, grossissement, temps de pose… à la géométrie et la nature de la pièce contrôlée, à son orientation lors du contrôle. Par son expérience, l’opérateur va fixer les paramètres d’acquisition afin d’optimiser la qualité d’image tout en respectant des contraintes de temps d’acquisition, mais il ne lui est pas possible de savoir si la configuration choisie est optimale. Afin de quantifier et d’optimiser les conditions de contrôle, un outil de simulation capable de reproduire avec précision une acquisition par RT ou par CT présente de nombreux avantages. Il permet de tester à l’avance plusieurs paramètres d’acquisition, d’estimer les limites de détection de défauts dans une configuration choisie, de former facilement les opérateurs ou de générer rapidement et à moindre coût de larges bases de données nécessaires à l’entrainement de réseaux de neurones [1]. Le logiciel que nous avons développé, Novi-Sim, est un logiciel de simulation complet de contrôle par rayons X avec une interface utilisateur simple et intuitive. Il est basé sur un modèle hybride couplant simulation Monte-Carlo pour la précision des résultats et calculs analytiques pour la rapidité d’exécution. Il génère une simulation RT en moins d’une seconde et une reconstruction CT complète en quelques minutes. Il inclut plusieurs types d’anode de tubes à rayons X, la simulation du contraste d’absorption, du rayonnement diffusé et du contraste de phase. De plus, l’intégration des spectres quantitatifs des sources de rayons X et de toutes les interactions, le long du trajet des rayons X jusqu’à la détection finale, permet d’introduire un bruit réaliste sur les radiographies finales et de produire des données quantitatives précises. Les résultats obtenus par Novi-Sim ont été confrontés à des résultats de référence obtenus par simulations Monte-Carlo et à des résultats obtenus sur différents équipements RX pour 3 types de matériaux : PMMA, aluminium et inconel. Dans tous les cas, l’accord mesuré entre les radiographies est supérieur à 95%. Nous présenterons ces résultats ainsi que les principaux éléments du modèle physique développé. Ce projet a reçu le soutien de la BPI dans le cadre du financement partiel du projet PIA : 3D-NEXCT. [1] A. Autret et al., X-ray tomography simulation software for generating deep learning training databases – application to artifact correction, ICTMS 2022.

11:20 ME.2.C.2
Identification de matériaux par tomodensitométrie haute-énergie dans des objets bétonnés
Nicolas ESTRE ¹ | Co-auteurs : Alix SARDET ¹ – Emmanuel PAYAN ¹ – Frédéric MOUTET ¹ -Daniel ECK ¹ – Marteen VAN GEET² – Roberto GAGGIANO² | CEA Iresne ¹ – ONDRAF/NIRAS ²
L’identification des matériaux présents dans des objets volumineux comme des colis de déchets nucléaires nécessite la plupart du temps soit une opération destructive (carottage, découpe) pour les colis bétonnés, soit une intervention humaine (tri, inventaire) sur des colis de faible activité dont le déchet n’est pas bloqué. Dans le cadre de ses activités de R&D sur la gestion des colis de déchets, l’ONDRAF/NIRAS (Belgique) a sollicité le CEA (Institut IRESNE) pour évaluer les performances et les limites de détection et d’identification de matériaux dans des colis bétonnés étalons de 400 L/ 900 kg. La technique mise en œuvre est la tomographie par transmission au moyen un accélérateur linéaire dont l’énergie est réglable de 9 à 21 MeV (avec un maximum de dose à 15 MeV). Des essais ont ainsi été réalisés sur cinq fantômes spécialement conçus par l’ONDRAF/NIRAS pour refléter la gamme de matériaux devant être identifiés (plexiglas, cellulose, bois, métal, eau, huile, filtres, déchets compactés, etc). Les premières séries de mesure ont consisté en des tomographies demi-champ Cone-Beam (3D) afin d’avoir une vue globale des colis et de leur contenu. La diffusion Compton étant majoritaire à ces énergies, il n’a pas été possible, à cause du rayonnement diffusé parasite, de réaliser une calibration en densité. Une deuxième série de mesures et post-traitements a alors visé à comprendre les perturbations observées afin de les corriger et obtenir la meilleure précision possible sur la densité à l’aide d’une géométrie collimatée Fan-Beam (2D). Enfin, l’effet d’énergie du faisceau (9 ou 15 MeV) a été abordé en réalisant plusieurs tomographies à chaque énergie. Les précisions obtenues sur la densité évaluée sont de l’ordre du pourcent pour la majorité des matériaux, la sensibilité variant suivant leur nature. Par exemple, l’eau et l’huile contenues dans un même récipient sont distinguées autant par la valeur de leur densité que par leur stratification alors même que la nature des métaux sera plus difficile à extraire à cause du durcissement de spectre. Dans les colis de déchets pré- compactés par une presse hydraulique puis noyés dans un béton, les matériaux solides et les objets restent pour la plupart identifiables. La tomographie 3D et la tomodensitométrie 2D apparaissent donc comme des examens efficaces pour identifier des matériaux contenus dans des objets volumineux et lourds comme des colis de déchets nucléaires.

11:40 ME.2.C.3
Utilisation d’un accélérateur de particules pour la radiographie des ouvrages du génie civil en béton précontraint
Léa MONANGE ¹ | Co-auteurs : David BUSSON ¹ – Florent PLASSARD ¹ | CEREMA ¹
La gammagraphie permet actuellement de réaliser des CND sur les ouvrages du génie civil en béton précontraint. Elle est utilisée pour déterminer l’état d’injection des gaines de précontrainte. Les contraintes liées à l’utilisation de sources scellées deviennent de plus en plus nombreuses et complexes à mettre en œuvre. Elles concernent principalement le stockage et le transport de matières dangereuses (matière radioactive). Or, seules les méthodes ionisantes apportent aujourd’hui des résultats suffisamment fiables et déterministes pour investiguer de fortes épaisseurs de béton. Pour éviter l’utilisation de rayonnement Gamma, nous cherchons à mettre en œuvre une méthode de radiographie à l’aide d’un accélérateur de particules. L’appareil n’est pas soumis aux règles de radioprotection lorsqu’il n’est pas sous tension. Un accélérateur de particules a déjà été utilisé pour ce même usage dans les années 80 par le Laboratoire des Ponts et Chaussées de Blois. Ce matériel a permis l’auscultation de divers ouvrages entre 1985 et 1995. La faisabilité de cette méthode est donc démontrée. L’étude que nous menons aujourd’hui valorise nos expériences passées au vu des accélérateurs de particules disponibles sur le marché actuel, déjà opérationnels ou plus expérimentaux. Les critères tels que l’ergonomie, la mise en œuvre, la radioprotection, la robustesse de l’appareil ou encore la maintenance nécessaire, nous permettent de déterminer la solution la plus adéquate pour une application en génie civil sur les ouvrages d’art.

12:00 ME.2.C.4
Monitoring en ligne adaptatif par des méthodes RX avec fusion de données simulées
Marius COSTIN ¹ | Co-auteurs : Victor BUSSY ¹ – Julie ESCODA ¹ | Université Paris-Saclay, CEA List ¹
Le contrôle de qualité intégré aux lignes de production est un enjeu important pour des pièces devant respecter des normes et plus généralement pour des raisons de fiabilité et durabilité. CEA List travaille activement sur des méthodes innovatrices avec différentes techniques, incluant l’imagerie par rayons X. Dans ce contexte, pour améliorer les performances et pour pouvoir s’adapter à une grande variabilité d’applications, nous utilisons des méthodes qui combinent des données générées par des outils de simulation et les données expérimentales. Nous présenterons deux applications via des dispositifs d’inspection récemment développés, qui utilisent ce type d’approche pour les étapes d’analyse et de sanction. Le premier est un prototype de radiographie numérique fonctionnant en mode défilement, avec l’objectif d’inspecter des sous- ensembles ou des produits électroniques imprimés sur des supports rigides ou flexibles. Le deuxième dispositif est une cabine de tomographie par rayons X permettant une analyse à la fois en 2D et en 3D, sur les radiographies et sur le volume reconstruit respectivement. L’inspection à un double objectif : l’identification de défauts et la vérification de la conformité dimensionnelle. L’utilisation des données de simulation permet en particulier une meilleure adaptabilité à des nouvelles géométries de pièces.

11:00 ME.2.D.1
Acoustique non linéaire en CND : principe, état de l’art, bénéfices attendus
Henri WALASZEK ¹ | Co-auteur : Mourad BENTAHAR ¹ | Université du MANS LAUM ¹
On regroupe sous le nom d’acoustique non-linéaire différentes techniques qui consistent à analyser la réponse ultrasonore des matériaux lorsqu’ils sont soumis à des niveaux d’excitation, le plus souvent élevés. L’analyse peut être effectuée dans le domaine fréquentiel (ex. analyse d’harmoniques supérieures) ainsi que dans le domaine temporel (ex. analyse du temps de vol ou de la phase du signal). L’avantage de cette approche peut consister dans la possibilité d’analyser un composant dans sa globalité et de pouvoir effectuer une analyse plus fine une fois les zones endommagées identifiées. Ceci peut être intéressant quand par exemple, le composant sondé présente un endommagement diffus, non détectable par échographie. Cette présentation évoquera les différentes méthodes acoustiques non linéaires globales et/ou locales telles analyse d’harmonique ou en résonance ainsi que les paramètres acoustiques mis en jeu.  Seront également présentées les applications des différentes méthodes en termes de santé matière, endommagement, vieillissement/fatigue en lien avec les caractéristiques mécaniques. Ainsi, nous discuterons le degré de non-linéarité des matériaux étudiés et les moyens de sollicitation dynamique nécessaires en liaison avec les équipements disponibles permettant de mettre en œuvre ces méthodes. L’intérêt et le positionnement des différentes méthodes et technologies dans le paysage CND et dans le cadre de l’émergence de nouveaux procédés, tels que la fabrication additive, seront également discutés. Enfin, un classement méthodes/paramètres recherchés/matériau investigué sera présenté pour donner un aperçu global des méthodologies d’analyse acoustique non linéaire. Tous ces éléments font actuellement l’objet d’échanges au sein du GT « méthodes acoustiques non linéaires » de la COFREND.

11:20 ME.2.D.2
Contrôle des structures de Génie Civil en béton : de la surface au cœur
Vincent GARNIER ¹ | Co-auteurs : Odile ABRAHAM ² – Pierre DELVART ³ – Sandrine MORIN ⁴ – Jean-François CHAIX ¹ – Klayne DOS SANTOS SILVA ⁴ – Hariri ROUBA ² – David MARLOT ³ – Benoit DURVILLE ⁴ – Cédric PAYAN ¹ | LMA CNRS AMU ¹ – UGE Bougenais ² – Mistras Eurosonic ³ – IRSN ⁴
Les études récentes et en cours sur les Essais Non Destructifs par ultrasons ont pour but d’estimer les endommagements de bétons en fonction de la profondeur des structures de Génie Civil. En effet, les techniques ultrasonores usuelles ont connu des développements récents avec les ensembles multiéléments pour détecter des défauts, mais elles ne permettent d’estimer que des vitesses moyennes des ondes dans des structures de génie civil. Pourtant la connaissance du béton en fonction de la profondeur est importante pour prédire les risques d’endommagement lié au vieillissement spécifique du béton de peau, au transport d’éléments agressifs et pathogènes et aux possibilités de réaction gonflante à cœur. Afin de caractériser le béton dont les caractéristiques physiques et mécaniques peuvent varier en fonction de la profondeur, nous proposons une approche fondée sur plusieurs techniques complémentaires : l’acoustique linéaire avec les ondes de surface et les ondes de volume et l’acoustique non linéaire pour des évaluations à cœur. Les ondes de surfaces ont déjà montré leur intérêt dans le cadre de plusieurs projets [1,2,3]. Elles permettent, à travers des modèles de conversion calibrables en fonction du matériau, de caractériser le béton sur une épaisseur allant jusqu’à 5 cm. Les ondes de volume sont générées ici par des ensembles de capteurs noyés dans les structures de béton. Ce principe mis en œuvre dans le projet scaning [4] permet de remonter à des informations couche par couche. Par exemple, les gradients de teneur en eau, de propriétés mécaniques et d’endommagement peuvent être accessibles. Enfin, l’acoustique non linéaire est la solution pour le suivi des réactions gonflantes différées, développée à travers le consortium Concrete. Elle permet de détecter des défauts à cœur dès l’apparition de faibles variations de propriétés du béton [5]. Ces techniques peuvent être mises en œuvre dans le cadre de suivi en temps réel (SHM). Elles détermineront l’évolution des propriétés hydromécaniques du béton qui peuvent être introduites dans des modèles de durabilité et de fiabilité. Leurs exploitations potentielles dans le cadre de l’imagerie en 3D et dans le vieillissement du béton de structure sont décrites.

11:40 ME.2.D.3
Imagerie de fissures dans le béton à l’aide de l’interférométrie non linéaire de la coda ultrasonore
Odile ABRAHAM ¹ | Co-auteurs : Shilin QU ¹ – Benoit HILLOULIN² –  Jacqueline SALIBA ³  Mehdi SBARTAI ³ – Vincent TOURNAT ⁴ | GERS-GeoEND, Univ Gustave Eiffel ¹ – Nantes Université, École Centrale Nantes, CNRS ² – 2M, Bordeaux ³ – Laboratoire d’Acoustique de l’Université du Mans ⁴
L’imagerie de fissures dans des matériaux très hétérogènes tels que le béton est un enjeu majeur de la surveillance de l’état des structures. La plupart des méthodes d’imagerie de fissures basées sur les ondes ultrasonores balistiques sont en effet inopérantes en raison de la diffusion des ondes par les granulats lorsque la fissure est de petite taille et/ou fermée. Les techniques plus récentes fondées sur l’acoustique non linéaire peuvent être également limitées par cette hétérogénéité. Ce travail présente une nouvelle méthode d’imagerie (INCWI) basée sur l’interférométrie non linéaire de la coda qui repose sur une analyse spatiale moyenne de deux observables non linéaires liés à la phase et à la forme d’onde des signaux. Cette méthode d’évaluation non destructive de type pompe-sonde est utilisée pour localiser les fissures générées dans une poutre en béton. Les fissures sont obtenues par une série de chargements en flexion trois points. Les mesures INCWI sont effectuées après chaque niveau de chargement, en phases pré-pic et post-pic, une fois la poutre déchargée. L’algorithme d’imagerie est décrit et appliqué à chaque étape de l’endommagement de la poutre. En phase post-pic, la taille des fissures varie de 10 cm à 15 cm de longueur et de 25 μm à 200 μm d’ouverture et les résultats INCWI sont comparés à des mesures en émission acoustique et des observations au microscope.

12:00 ME.2.D.4
Combinaison des méthodes non linéaires de type pompe-sonde avec le retournement temporel : une approche pour la localisation des défauts de contacts et des fissures
Omar Bouchakour Co-auteurs : Nikolay SMAGIN ¹ – Lynda CHEHAMI ¹ | Univ. Polytechnique Hauts-De-France, CNRS, Univ. Lille, UMR 8520 – IEMN – Institut d’Electronique de Microélectronique et de Nanotechnologie ¹
Les méthodes non-linéaires en contrôle non destructif fournissent de nombreux avantages par rapport aux techniques acoustiques linéaires, notamment pour la détection de fissures en stade précoce de formation, fissures non-ouvertes, ou des défauts à sub-longueur d’onde. Pour autant, l’industrialisation des méthodes non-linéaires est souvent confrontée aux deux limitations principales : (i) une analyse globale sans information de localisation, (ii) forts niveaux de puissance afin de solliciter la réponse non-linéaire des défauts. Parallèlement, dans une branche d’acoustique connexe, le concept de la cavité chaotique à retournement temporel (CCRT) introduit en 1997 a permis de réaliser des systèmes d’imagerie ultrasonore 2D et 3D conçus à partir de plusieurs voire un seul émetteur-récepteur. Les performances de tels systèmes d’imagerie sont relativement identiques à celles des systèmes d’imagerie conventionnels multiéléments. Cela est atteint par la conversion de la complexité de l’instrumentation (multiples voies d’acquisition et l’électronique associée) en complexité de signaux acoustiques réverbérant et les algorithmes de traitement associés, ce qui présente un avantage économique. Il a été aussi montré qu’une CCRT convenablement conçue, en agissant comme un résonateur à haut facteur de qualité, est capable de concentrer le champ acoustique de forte puissance malgré l’énergie modérée appliquée aux émetteurs acoustiques. Dans cette optique, la conjonction des méthodes non-linéaires avec la technique de retournement temporel se voit propice afin de surmonter les limitations inhérentes à l’acoustique non-linéaire mentionnées ci-dessus. Nous proposons dans ce travail d’étudier l’apport des méthodes non-linéaires de type pompe-sonde pour détecter un contact hertzien dans une plaque d’aluminium ou une fissure dans une plaque en verre. Pour ajouter une information de localisation, cette dernière a été combinée avec (i) les techniques de formation de voies (beamforming), ou alors avec (ii) du retournement temporel (RT). Dans le premier cas, la détection repose sur la modulation du contact entre la plaque et le défaut par la vibration basse fréquence (onde de pompe). L’onde de sonde permet ainsi d’interroger le défaut dans plusieurs états de sollicitations. Un algorithme d’imagerie différentielle permet alors de mettre en évidence et localiser le défaut. Dans le deuxième cas, Il a été observé expérimentalement qu’une focalisation à RT avec un seul transducteur, produit un contraste suffisant permettant de distinguer les zones intactes et endommagées par fissuration sur une plaque de verre.

11:00 ME.2.E.1
SHM par UT multiéléments pour la détection de fissures de fatigue 
Aurélien RAUTUREAU ¹ | Co-auteur : Bertrand JARRY ¹ | Airbus Group ¹
Airbus est engagé depuis plusieurs années dans le développement de solutions SHM pour ses avions. Les premières études ont portées sur la démonstration de performance de capteurs pour la détection de dommage sur structure avion et interrogés à différents intervalles de la vie de l’aéronef. Ce type de configuration est similaire dans l’approche à une configuration CND classique, à ceci près que le capteur est installé de façon permanente sur la structure avion. Pour ce 1^er type de SHM, nous vous présenterons les défis auxquels nous avons dû faire face pour qualifier ces capteurs ultrasons. En effet, le collage de ces capteurs implique une nouvelle approche d’un point de vue technologique pour la calibration, l’interrogation et la surveillance, comparé aux capteurs ultrasons conventionnels. Les conditions environnementales auxquelles sont soumis ces capteurs ont aussi un impact non négligeable sur leur design et leurs caractéristiques. Dans la seconde partie de cette présentation, nous développerons les aspects liés aux limites de détections et les études lancées afin de les définir avec précision. 

11:20 ME.2.E.2
Transfert d’apprentissage par transport optimal pour le contrôle de la santé des structures par ondes de Lamb
Marc REBILLAT ¹ | Co-auteurs : Eric MONTEIRO ¹ – Nazih MECHBAL ¹ | PIMM – ENSAM ¹
Dans le domaine de la surveillance des structures composites basée sur la propagation des ondes de Lamb (LW), les méthodes d’apprentissage profond (DL) se sont avérées très précises pour caractériser un dommage à l’aide de signaux collectés par des transducteurs piézoélectriques (PZT). Cependant, ces modèles basés sur les données sont fortement dépendants du problème : tout changement structurel a un impact considérable sur la précision des prédictions et la généralisation des modèles appris à d’autres structures est impossible. L’apprentissage par transfert (TL) promet de résoudre ce problème en capitalisant sur les connaissances acquises sur une base de données pour les transférer sur une autre légèrement différente. Une approche originale d’apprentissage par transfert profond basée sur la théorie du transport optimal (OT) est proposée ici pour transporter des caractéristiques entre des structures relativement proches. La méthode proposée parvient à réduire de près de 50% les erreurs de prédictions entre des structures numériques présentant des différences réalistes. Cela conduit à une approche prometteuse pour combiner une riche base de données numériques avec une base de données expérimentale plus pauvre afin de construire des modèles DL en SHM.

11:40 ME.2.E.3
Les nano senseurs résistifs quantiques (sQRS) pour la détection de l’endommagement au cœur des matériaux composites
Jean-Claude LENAIN ¹ | Sense-in ¹
Les nano-senseurs résistifs quantiques (sQRS) présentent l’intérêt de pouvoir être intégrés à la structure de manière non- intrusive, de ne pas être exposés directement à un environnement hostile et de permettre de suivre la santé des composites au cœur de leur structure. Les sQRS sont constitués d’une architecture conductrice à base de nanotubes de carbone, stabilisée par une matrice polymère qui les rend homogènes avec le composite. Ces capteurs permettent de mesurer les déformations dans les domaines élastique et plastique. La preuve de concept du potentiel des sQRS pour détecter les endommagements des structures composites a été faite à la fois à l’échelle du laboratoire, sur des tests mécaniques modèles, statiques et dynamiques et sur différentes structures. Après une description des capteurs, des résultats de suivi d’essais seront présentés ainsi que des applications dans les domaines de l’énergie (pale d’éolienne) et du nautisme (foils). Ces travaux démontrent le potentiel de ces capteurs pour un monitoring des structures en matériaux composites (SHM).

12:00 ME.2.E.4
Capteurs Courants de Foucault imprimés pour le monitoring de corrosion et de microstructure
Arnaud PELLETIER ¹ | Co-auteurs : Benjamin DUCHARNE² – Pierre-Jean COTTINET² – Fabrice COCKENPOT³ – Eliott BRUN² | CmPhy ¹ – INSA Lyon ² – Serprotronics ³
Dans le cadre du projet RAPID CMICA, un consortium de 3 entités regroupant les sociétés CMPHY et SERPROTRONICS, ainsi que le laboratoire LGEF de l’INSA de Lyon, ont développé une technologie de micro-capteurs Courants de Foucault imprimés directement sur pièces pour le monitoring de structure et en particulier le suivi de la corrosion de structure aciers Fe-C et inoxydables avec des applications visées dans les domaines de l’énergie, la pétrochimie, l’aéronautique et le spatial. Ces capteurs fabriqués par méthodes d’impression jet d’encre disposent de caractéristiques uniques à savoir : – Une très faible épaisseur : < 500 µm – Une tenue élevée à la température : -40°C à +200°C – Une résistance élevée à l’oxydation. Ils permettent à un instant donné d’obtenir une signature électromagnétique d’un acier (grandeurs magnétiques et électriques) et d’en suivre l’évolution dans le temps : suivi de corrosion, changement aux niveaux de la microstructure. Cette technologie de capteur par impression donne la possibilité de s’adapter à un large panel de pièces avec des géométries allant de structures planes à des formes incurvées (tubes, cuves). Il est en effet possible d’épouser la forme de la pièce afin d’obtenir une très forte adhésion entre le capteur imprimé et la structure à monitorer. Un maillage de capteurs peut être facilement réalisé sur la pièce afin d’obtenir des cartographies et un suivi précis de son évolution. Ces micro-capteurs peuvent être reliés à une console d’acquisition permettant de stocker et de transmettre les données sans fil vers l’extérieur pour traitement et analyse des composants monitorés.

14:00 Apports déterminants des END dans un problème industriel complexe, le traitement de défauts de corrosion sous contrainte sur les soudures des tuyauteries auxiliaires des réacteurs EDF
Nicolas CAYET – Délégué Etat-Major Ingénierie EDF Division Production Nucléaire
Fin 2021, EDF a dû faire face à un problème nouveau et majeur pour le parc nucléaire français : la découverte d’indications particulières au niveau des soudures des tuyauteries auxiliaires du circuit primaire principal des réacteurs de type N4 et P’4, indications qui se sont trouvées être in fine, après expertises destructives en laboratoire, des défauts de corrosion sous contrainte. La stratégie de traitement de cette situation a été évolutive. La première phase a consisté à utiliser les techniques UT historiques en les optimisant. Cette solution de court terme s’est avérée incapable de véritablement discriminer des défauts de corrosion sous contrainte de défauts de soudage. Pour borner la présence du phénomène de corrosion sous contrainte, en l’absence d’un END performant, la deuxième a consisté à déposer des soudures pour les expertiser en laboratoire. La Direction Industrielle a mis au point, en un peu plus de six mois, un nouvel END capable de détecter et de caractériser des indications de type corrosion sous contrainte. Ce développement a permis d’enclencher la troisième phase de la stratégie basée sur des examens non destructifs pour confirmer la sensibilité des lignes, faire un premier état des lieux des soudures du parc. La mise à disposition d’une technique END a été déterminante pour traiter un problème industriel complexe.

14:50 ME.3.A.1
Contribution du projet ENDE au transfert de techniques du laboratoire vers l’industrie des END du béton pour les ondes de surface et la fusion de données
Vincent GARNIER ¹ | Co-auteurs : Odile ABRAHAM ² – Jean-Marie HENAULT ³ – Bogdan PIWAKOWSKI ⁴ – Eric LAROSE ⁵ – Cédric PAYAN ¹ – Mehdi SBARTAI ⁶ – Jérôme VERDIER ⁷ – Jean-François CHAIX¹ | LMA CNRS AMU ¹ – Université Gustave Eiffel ² – EDF ³ – IEMN ECLille ⁴ – ISterre ⁵ – I2M Université de Bordeaux ⁶ – LMDC Université de Toulouse ⁷
Le Projet d’Investissement d’Avenir ENDE s’est attaché à faire une étude paramétrique des grandeurs d’influence sur les mesures obtenues par Essais Non Destructifs, lors du suivi des enceintes de confinement des centrales nucléaires. Il a été la source de nombreuses avancées scientifiques permettant d’améliorer la mesurabilité des observables et la compréhension de la physique des interactions ondes et champs/matière. Les END ont été réalisés dans le cadre du projet VeRCoRs porté par EDF, incluant la réalisation d’une maquette d’une enceinte à l’échelle 1/3. Des solutions innovantes ont été proposées pour évaluer les propriétés du béton, l’ouverture et la fermeture des fissures et ceci à l’échelle du laboratoire et des mesures sur site. Des cartographies des propriétés de la structure et des analyses modales ont été réalisées lors de la mise en pression de l’enceinte. Parmi ces techniques et en réponse à une des problématiques du projet ENDE, certaines ont vu leur TRL augmenter fortement par la proposition de solutions technologiques industrialisables pour réaliser des mesures sur site. Ce sont des solutions issues de recherches portées depuis plus de 10 ans. Nous présentons ici 3 solutions répondant aux exigences industrielles. La première solution concerne l’ensemble de mesure Ondulys qui permet de réaliser des mesures par ondes de surface de la vitesse et de l’atténuation dans le béton de peau. Le projet a permis d’assurer la transportabilité de l’ensemble de mesure et sa mise en œuvre pour des mesures sur site. Les évaluations obtenues sont reliables aux propriétés du béton. La seconde solution est un robot d’onde de surface qui a la particularité de pénétrer jusqu’à 40 cm de profondeur. Dans le cadre d’ENDE, il a permis de contrôler l’intégralité de l’épaisseur des murs de l’enceinte VeRCoRs. Le suivi lors de la mise en pression de l’enceinte montre qu’il est possible de détecter des fissures non débouchantes et de suivre leur ouverture et fermeture. La troisième solution est la fusion de données. Cette technique est fondée sur la combinaison et la calibration des END. Elle permet d’extraire simultanément des caractéristiques physiques et des propriétés mécaniques du béton et essentiellement de séparer leurs effets conjugués sur les mesures par END. Un logiciel open source est proposé pour fusionner les données. Il intègre des solutions existantes ainsi que des techniques nouvelles de mesures par END. Ces trois outils et leurs apports potentiels pour l’auscultation des structures de Génie Civil sont présentés.

15:10 ME.3.A.2
Application des courants de foucault pour une estimation des contraintes résiduelles sur du matériel ferroviaire
Yann CHEYNET¹ – Donato GALLITELI² | Co-auteur : Grégoire TRESPEUCH² | SNCF Voyageurs ¹ – Sonats Europe Technologies ²
Un ressort à lames de suspension primaire s’est rompu en service sur un matériel roulant ferroviaire. L’expertise a mis en évidence des défauts de surface, à l’origine de la fissuration en fatigue mise en cause. De plus, le niveau de contraintes résiduelles constaté était faible pour le grenaillage de précontrainte spécifié. Pour éviter une nouvelle défaillance, sans avoir à déposer immédiatement l’ensemble des ressorts, au risque de désorganiser la maintenance normale et de ne plus garantir l’ensemble des circulations, des examens non destructifs ont été réalisés. Ces contrôles ont porté sur tous les ressorts neufs du volant d’échange, ainsi que ceux montés sur les engins en service. Deux grandes étapes ont structuré cette étude. La première consistait en la recherche de défauts de fabrication sur les ressorts neufs ou de fissures sur les ressorts en service. La seconde étape était destinée à contrôler la qualité du grenaillage. Parmi les différentes méthodes existantes, très peu sont totalement non destructives et encore moins applicables sur le terrain. La diffraction de rayons X avait été proposée initialement mais l’accessibilité sous engin était trop limitée. Aussi, une méthode innovante développée par la société SONATS EUROPE TECHNOLOGIES, basée sur les courants de Foucault, a été proposée. Après une étude de faisabilité puis des contrôles en laboratoire sur les ressorts neufs issus du stock, une campagne d’essai a été menée sur le terrain directement sous engins. Ces analyses ont permis de mettre en évidence les ressorts dont le niveau de contrainte résiduelle était le plus critique, selon des critères définis en laboratoire. Il a ainsi été possible de prioriser leur dépose, sans nuire à l’organisation de la maintenance, tout en poursuivant le service ferroviaire normal…

15:30 ME.3.A.3
Comparatif des techniques ultrasonores pour la caractérisation des défauts EPMI
Laura MAMAN | GRT Gaz
GRTgaz opère et assure l’acheminement du gaz en France au moyen de son réseau de canalisation en acier, en veillant à la sécurité des infrastructures et en garantissant la continuité de ses activités. Ce réseau peut néanmoins être sujet à des endommagements en service ou potentiellement lors de la phase de construction. Sur un réseau de canalisations de transport de gaz enterré comme celui de GRTgaz, des défauts d’enfoncements peuvent être générés soit lors de la pose, soit en service par des chargements externes ou des accidents de travaux tiers. Ces enfoncements sont parfois combinés à des pertes de métal et, si celles-ci sont localisées en surface interne de la canalisation, ces défauts sont appelés des EPMI (Enfoncement avec Perte de Métal Interne). On peut trouver parmi ces pertes de métal des défauts de fabrication, des griffures ou arrachements de métal. Les EPMI sont des typologies de défauts peu communes sur le réseau mais elles sont complexes à caractériser et à analyser. Les méthodes CND actuellement utilisées sur le terrain (comme la radiographie ou les ultrasons conventionnels) ne permettent pas toujours de les dimensionner correctement en vue de leur analyse. D’autres techniques ultrasonores sont donc évaluées sur 4 manchettes provenant du terrain et contenant des défauts EPMI plus ou moins importants. Les techniques évaluées sont l’ATFM (Adaptive Total Focusing Method) et les ultrasons multiéléments avec pour objectif de pouvoir détecter et caractériser, depuis la partie externe de la canalisation, la ou les pertes de métal en partie interne d’enfoncements. Les mesures sont effectuées à l’aveugle par ONET Technologies et l’Institut de Soudure et sont ensuite évaluées grâce à d’autres mesures par scan laser et aux essais destructifs réalisés par la suite. Outre les résultats des mesures, l’aspect économique et opérationnel est pris en compte dans l’évaluation des techniques ultrasonores testées.

15:50 ME.3.A.4
Analyse fréquentielle automatisée pour la mesure de tension de câbles de précontrainte extérieure
Jonas APARICIO ¹ | Co-auteurs : Gwendal CUMUNEL ¹ – Tieng HOANG ¹ – Gilles FORET ¹ – Yannick JEANJEAN ² – Julien CASTRES SAINT MARTIN ² | ENPC ¹ – Sanef ²
De très nombreux ponts du patrimoine bâti sont équipés de câbles de précontrainte extérieure installés soit lors de la construction, soit lors de réparations. Ces câbles sont généralement composés d’une gaine protectrice, injectée au coulis de ciment, comprenant des torons d’acier assurant la tension du câble. En mettant le béton en compression, les câbles lui permettent de résister aux charges auxquelles il est soumis. Il est alors important de pouvoir connaître la tension résiduelle dans les câbles afin de savoir si leur rôle protecteur vis-à-vis du béton est toujours assuré. Pour cela les méthodes vibratoires sont fréquemment utilisées. Principalement la méthode LCP 35, qui permet d’obtenir la tension d’un câble à partir de différents points de mesure lorsque que le câble est suffisamment long pour pouvoir être modélisé par un modèle de corde vibrante. Les principales limites qui empêchent l’utilisation à haut rendement de la méthode sont de devoir localiser les points d’excitation et d’enregistrement des données et de devoir utiliser plusieurs points de mesure. Cet article contourne cette limite en résolvant successivement deux problèmes inverses, le premier pour localiser le point de mesure utilisé par l’opérateur et le deuxième pour déterminer la tension et l’inertie de flexion du câble. La prise en compte de l’inertie de flexion et la nécessité d’une seule mesure permet de détecter la tension sur n’importe quel câble de l’ouvrage en une mesure. Cette méthode a été validée en laboratoire et testée sur ouvrage. Elle nécessite une estimation de la masse et de la longueur libre du câble. Les performances de différents capteurs ont été évaluées.

14:50 ME.3.B.1
Examen des lignes du circuit de sauvegarde des réacteurs nucléaires français avec une technique FMC-PWI/TFM pour la recherche de dégradations liées à la corrosion sous contrainte
Olivier WATTIAU ¹ | Co-auteurs : Jérémy DEREIX ¹ – Nicolas ETCHEGARAY ² – Frédéric RENAUD ¹ – Bastien CLAUSSE ³ – Valentin PERRET ⁴ – Jérôme POIRIER ⁵ – Sharfine SHAHJAHAN ¹ | EDF Direction Industrielle ¹ –  EDF Direction du Parc Nucléaire et Thermique ² – Extende ³ – Ekoscan ⁴ – Eddyfi ⁵
Fin 2021, les examens non destructifs (END) prévus dans le cadre de la visite décennale réglementaire du réacteur n°1 du site de Civaux, ont révélé la présence de dégradations conduisant à la dépose des composants concernés. Les expertises destructives alors menées en laboratoire ont mis en évidence un phénomène de corrosion sous contrainte (CSC intergranulaire) inattendu sur le circuit d’injection de sécurité (circuit auxiliaire RIS). À titre préventif, au fil de l’analyse de ce phénomène, 14 tranches ont alors fait l’objet d’examens exploratoires, pour certaines dans le cadre d’arrêts pour maintenance anticipés, afin de répondre à la nouveauté du phénomène. Il est vite apparu que la recherche et la caractérisation de fissures de CSC en paroi interne d’un acier austénitique n’était pas envisageable avec les procédés actuellement mis en œuvre. Dans un contexte économique tendu, et afin d’assurer la reprise de la production électrique au plus vite, une technique innovante d’END a été développée réactivement par EDF avec l’appui de ses partenaires. Cet END réalisé par ultrasons a eu pour objectif de rechercher et caractériser des potentielles fissurations pour pouvoir in fine redémarrer les réacteurs à l’arrêt. Des contraintes importantes telles que le matériau et la géométrie (acier austénitique épais, lignes RIS constituées de tubes et coudes, épaisseur du cordon de soudure, délardages, …), le défaut recherché et à dimensionner (fissures de CSC intergranulaires multi-amorcées, d’une hauteur supérieure au millimètre, avec une bonne précision de dimensionnement) ainsi que les conditions de mise en œuvre (formation des opérateurs et analystes, accessibilité, dosimétrie) ont conduit EDF à concevoir une solution très innovante basée sur une acquisition FMC-PWI avec reconstruction TFM à l’aide d’un porteur manuel encodé. Cet article présente la technique qui a été mise au point puis déployée industriellement, dès le mois de juillet 2022, sur les tranches du parc nucléaire français. Après une présentation du procédé d’examen, les résultats obtenus sont détaillés. Les avantages et inconvénients liés à cette technique sont ensuite discutés, avec les perspectives envisagées pour EDF.

15:10 ME.3.B.2
Imagerie avancée par fusion de modes TFM, PWI et PCI – application au contrôle de soudures austénitiques
Guillaume NEAU ¹ | Ekoscan ¹
Imagerie avancée par fusion de modes TFM, PWI et PCI – application au contrôle de soudures austénitiques La technologie TRL consiste en un traducteur composé de parties émission et réception séparées exploitant des ondes longitudinales (Transmission-Reception Longitudinal). Les parties actives sont séparées par un milieu absorbant et sont orientées afin de se croiser sur une zone choisie dans le matériau. La séparation émission-réception favorise le contrôle des régions proches de la surface en supprimant les échos produits en émission-réception confondues. La zone de recouvrement entre les champs émetteur et récepteur crée une région de travail sélective et écarte des effets indésirables produits à l’extérieur de cette région. Ainsi les sondes TRL sont exploitées pour les contrôles proches des cordons de soudures (offset réduits) et sur les composants de structure complexe, multicouche. Les sondes et les techniques multiéléments apportent la flexibilité nécessaire pour orienter le faisceau acoustique et le focaliser à plusieurs endroits du composant. Les techniques d’imagerie TFM, PWI et PCI enrichissent les techniques multiéléments avec une focalisation optimisée en tous points de la zone d’intérêt et la construction d’images réalistes qui facilitent l’interprétation des résultats. Les technologies de fusion de modes sont également illustrées par des exemples caractéristiques du contrôle soudure. Dans cette présentation, nous évaluons l’apport des sondes de grandes ouvertures et des configurations TRL multiéléments associées aux techniques multiéléments à l’imagerie TFM à partir de résultats expérimentaux obtenus avec un équipement capable d’appliquer ces techniques sur des sondes contenant jusqu’à 128 éléments, dont 64 sont numérisés simultanément. L’équipement a été exploité avec plusieurs sondes multiéléments, classiques et TRL (DLA, DMA), dans des situations de contrôle réalistes. Des essais ont été réalisés sur plusieurs types de soudures dans des matériaux bruités en aciers austénitiques, certains avec un revêtement interne. Outre les avantages déjà connus des techniques multiéléments, les résultats de l’imagerie TFM, PWI et PCI, ainsi que les fusions de modes montrent les progrès en termes de facilité d’interprétation des signaux. Ces technologies offrent une détection optimisée, qui combine une résolution élevée et une couverture de zone étendue pour une inspection simple et efficace.

15:30 ME.3.B.3
Méthode de déconvolution de l’image ultrasonore pour le contrôle non destructif
Nans LAROCHE ¹| Co-auteurs : Ewen CARCREFF ¹, Sébastien BOURGUIGNON ², Jérôme IDIER ², Aroune DUCLOS ³ | The Phased Array Company ¹ – LS2N ² – LAUM ³
Les approches linéaires de type DAS (Delay-and-Sum) consistant à retarder puis sommer linéairement les signaux reçus sont largement majoritaires dans les systèmes d’imagerie ultrasonore multiélément. Par exemple, les techniques TFM (Total Focusing Method) ou PWI (Plane Wave Imaging) sont utilisées dans de nombreux types d’inspection (soudures, barres, tubes, pièces forgées, etc.). En effet, ces méthodes sont simples à implémenter et compatibles avec des inspections temps-réel. Néanmoins, les données temporelles mesurées par les sondes ultrasonores ont une bande passante fréquentielle limitée et ne peuvent contenir l’ensemble des informations nécessaires à la reconstruction de la réflectivité du milieu inspecté. La résolution des images reconstruites par l’algorithme linéaire DAS est alors limitée par la nature oscillante de l’onde ultrasonore qui n’est pas prise en compte dans la reconstruction. Le signal ultrasonore peut être modélisé par un produit de convolution temporel entre la réflectivité du milieu et la forme d’onde. Notre première contribution consiste à étendre ce modèle à chaque signal mesuré afin de relier directement la matrice de données multiéléments à la carte de réflectivité du milieu. L’inversion directe de ce modèle présente une complexité numérique importante liée à la grande taille des données ultrasonores. Par conséquent, nous proposons de projeter la relation établie dans l’espace image grâce à l’opérateur DAS. Le modèle résultant est indépendant des données temporelles et donc, de plus petite taille. L’image ultrasonore DAS s’interprète comme la projection des données ultrasonores dans l’espace et résulte d’un produit de convolution spatial entre la réflectivité ultrasonore du milieu et une réponse impulsionnelle PSF (Point Spread Function) variable spatialement. Nous proposons une stratégie visant à modéliser les variations spatiales de la PSF par l’interpolation de PSF de référence, calculées à l’aide du modèle temporel. Le bruit sur l’image DAS étant coloré et variable spatialement, nous proposons une stratégie de blanchiment inspirée de la modélisation de la PSF pour une même complexité algorithmique. L’inversion de ce modèle étant mal posée, l’image est reconstruite par minimisation d’un critère des moindres carrés pénalisé. Nous choisissons de favoriser la reconstruction d’images parcimonieuses, contenant des réflecteurs de faible extension spatiale. La méthode proposée est validée expérimentalement sur des blocs d’acier contenant des séries de trous proches. Nous montrons qu’elle permet de reconstruire des images bien mieux résolues qu’avec la méthode standard TFM. Nous proposons également une application industrielle sur une fissure provenant d’un alliage typique utilisé en aéronautique. L’idée est ici de séparer les échos de diffraction provenant de la tête et du pied de la fissure afin de réaliser son dimensionnement.

15:50 ME.3.B.4
Leveraging automated tools to achieve a new level of efficiency and performance for pipe girth weld inspection
Jérôme Poirier ¹ | Co-auteurs : Paul HILLMAN ¹ – Daniel RICHARD ¹ –  Dominic MAROIS ¹ | Eddyfi Technologies ¹
This presentation will introduce a new platform for pipeline girth weld inspection taking advantage of cutting-edge software optimised for high productivity and reliability. Tools aiding in successful inspection workflow including setup, calibration, acquisition, analysis, and reporting will be discussed. Concepts of the inspection requirement will be covered, including detail and examples of the typical workflow to create code compliant inspections. Methods will be discussed including Zonal Discrimination and advanced focussing techniques such as Full Matrix Capture (FMC), Total Focussing Method (TFM) and Plane Wave Imaging (PWI). Pipeline girth weld inspection is a time and quality critical operation, requiring highly trained operators and reliable equipment. Several different code cases are prevalent for sizing, classification and sentencing of indications, and the resulting report must be available a very short time after data acquisition. This presentation will discuss how software can assist the operator and analyst to ensure accurate compliance to the required code and to progress from calibration to weld reporting in the shortest possible time frame, increasing the operational efficiency whilst maintaining the highest standard of quality control. Automated weld inspection has been performed for many years utilising the Zonal Discrimination technique with phased array probes and hardware. Setups being created using self-tandem channels for each zone of the weld, fired in sequence, creating strip chart views for rapid indication identification and positioning. This is typically carried out in combination with Phased Array and Time of Flight Diffraction (ToFD) channels. Newly industrialised advanced focussing techniques can also be utilised bringing benefits of highly focussed volumetric views for improved flaw characterisation. PWI also brings great efficiency advantages through shorter firing sequences, whilst maintaining highly focussed imaging, thus increasing potential scan speed and decreasing overall inspection time. These imaging techniques will be covered and discussed with their advantages for automated girth weld inspection.

14:50 ME.3.C.1
Conception assistée par simulation d’une IA pour la classification d’indications ultrasonores lors d’un contrôle TFM de soudures
Stéphane LE BERRE ¹ | Co-auteurs : Roberto MIORELLI ¹ – Xavier ARTUSI ¹ – David ROUE ¹ – Pierre CALMON ¹ | CEA ¹
Les techniques d’intelligence artificielle, et en particulier à base de Machine Learning, ouvrent des perspectives d’avancées significatives pour l’assistance au diagnostic, que ce soit pour la détection ou la caractérisation de défauts. Cependant la conception d’une nouvelle solution basée sur l’IA est une tâche qui peut s’avérer complexe en raison de la multiplicité et la variabilité des paramètres du contrôle, combinées à des données souvent insuffisamment représentatives bien qu’indispensables aux phases d’apprentissage et de validation. Dans cette communication nous présentons une étude pour le développement d’un algorithme de diagnostic par IA pour l’inspection de soudures par ultrasons (TFM). Le cas traité est celui d’une soudure en V et l’objectif visé est la détection et l’identification de défauts de différents types (fissure, manque de fusion, inclusion, manque de pénétration…). Sont ainsi comparées plusieurs stratégies de détection et de caractérisation, exploitant différentes approches (corrélation, algorithmes type SVM, réseaux de neurones), utilisant et combinant des données simulées et expérimentales pour la phase d’apprentissage. Les performances des algorithmes sont évaluées sur des données expérimentales, en tenant compte des incertitudes dues au procédé. Les résultats sont comparés entre les différentes approches, avec pour référence une analyse d’expert. L’ensemble de l’étude a été réalisée à l’aide du logiciel « CIVA DS » (Data Science), nouveau module de la plateforme CIVA, qui a pour vocation d’accompagner l’utilisateur dans sa démarche de conception et de démonstration de performance de son processus de diagnostic par IA, et qui permet dans un environnement unique de combiner simulation, acquisition, traitements du signal et Machine Learning.

15:10 ME.3.C.2
A machine Learning combined with decision fusion-based methodology for nondestructive faults detection: application on UT-PA data
A.E. BOUZENAD ¹ | Co-auteurs : Slah YAACOUBI ¹ – M. EL MOUNTASSIR ¹ – Y. GELEBART ² – N. PAUL ² | Institut de Soudure ¹ – EDF ²
The Phased array ultrasonic testing (UT-PA) is more and more frequently used in-situ. UT-PA has many advantages, and allows pushing the limits of nondestructive testing (NDT) field. However, UT-PA generates a huge amount of data. Analyzing deeply these data often requires relatively long time, which would impact the testing cost (i.e., installations maintenance) and consequently limits its wide usability. Automatizing the data analysis can resolve this problem, and additionally mitigate some other issues such as human factors (subjectivity, fatigue, loss of skills, etc.). Machine learning is one of the tools that can be used to reach this aim. In some cases, the combination of this kind of tools with some others such as data fusion can greatly improve the decision making. This item is among those addressed in the frame of the COFREND working group concerning the use of artificial intelligence in NDT (GT IA CND). Institut de Soudure has developed a methodology that combines machine learning and decision fusion. It has been applied on a U-PA dataset provided by EDF (Electricité de France company), obtained via FMC technique variant. The first results are promising. A comparative study has been carried out in order to rule on the added value of the developed methodology.

15:30 ME.3.C.3
LOGITOM, un nouveau logiciel de traitement automatisé des volumes de tomographie de pièces de fonderie
Barbara FAYARD ¹ | Co-auteurs : Duy NGUYEN ¹ – Barbara FAYARD ¹ – Awen AUTRET ¹ – Valérie KAFTANDJIAN² – Patrick BOUVET ³ – Abdel Rahman DAKAK ² | Novitom ¹ – INSA LYON ² – CETIM CTIF ³
Aujourd’hui, la tomographie peut être une alternative pertinente à la radiographie pour le contrôle des pièces de fonderie en aluminium, pour s’assurer qu’elles sont exemptes de discontinuités de matière. En effet, elle est plus précise, permet d’avoir une évaluation des discontinuités en 3 dimensions et surtout, elle permet de positionner les défauts dans les épaisseurs de matière. Les freins à son développement sont la grande quantité d’images à évaluer et le manque de critères d’acceptation adaptés à la tomographie. Le travail, présenté ici, s’attache à développer une solution logicielle LOGITOM capable de détecter les discontinuités de manière automatisée, sans analyse humaine, de les classer selon leur nature et d’appliquer des critères issus de spécifications afin de statuer sur l’acceptation ou non des pièces. Il exploite les dernières avancées en matière de traitement des données par intelligence artificielle obtenues dans le cadre de la thèse CIFRE « CRITER TOMO » entre l’INSA et CETIM-CTIF : un algorithme [1,2,3] avait été développé et validé sur des données industrielles. Ce travail a été réalisé dans le cadre d’un groupe de travail réunissant des acteurs des secteurs de la fonderie et de l’automobile (Groupe RENAULT, LINAMAR-MONTUPET, Groupe SAB, GMD-EUROCAST, CONSTELLIUM, INSA et CTIF). Grâce à cet algorithme, les discontinuités de matière sont segmentées et leurs propriétés géométriques sont mesurées afin de pouvoir les classifier selon leur nature : porosité ou retassure. Pour fournir une réponse automatique sur l’acceptabilité de la pièce par rapport à ses spécifications, le logiciel développé, LOGITOM, prend en compte les demandes industrielles avec les étapes suivantes : (i) Les critères d’acceptation de chaque composant sont traduits en termes de position, taille, nature des défauts… (ii) Ces critères sont ensuite comparés aux caractéristiques des défauts détectés par l’algorithme développé dans le cadre de la thèse. (iii) Après la comparaison 3D complète entre les caractéristiques des défauts détectés et les spécifications, une sanction automatique est fournie par le logiciel. Bien que les étapes soient entièrement automatisées, l’interface graphique de la plateforme CT 4.0, dédiée à l’analyse optimisée de volumes tomographiques et développée par Novitom dans le cadre du projet PIA 3D-NEXCT, permet de suivre les différentes étapes. L’avantage d’une telle approche est d’augmenter la fiabilité non seulement en détectant et en identifiant les défauts, mais aussi en fournissant une réponse fiable et automatisée sur la criticité des défauts à partir des spécifications de la pièce. Ce projet LOGITOM est financé partiellement par la région AURA (projet R&D BOOSTER). Le projet 3D-NEXCT a été partiellement financé par la BPI (3ème PIA). [1] A-R. Dakak, Doctoral thesis n°2022LYSEI013 [2] A-R. Dakak, et al., Industrial CT Volumes of Castings, 2022, vol 64, n°11 [3] A-R. Dakak, et al., Industrie du futur, 2022, doi:10.51257

15:50 ME.3.C.4
Utilisation de méthodes basées sur l’Intelligence Artificielle pour le contrôle non destructif par Rayons X
Julie ESCODA ¹ | Co-auteurs : Roberto MIORELLI ¹ – Caroline VIENNE ¹ – Romain VO ¹ ² – Etienne DECENCIERE ² – Aysun SEZER ¹ – Hervé LE BORGNE ¹ – Nicolas ALLEZARD ¹ | Université Paris-Saclay, CEA, List ¹ – MINES ParisTech, PSL Research University, CMM ²
Ces dernières années, l’intelligence artificielle (IA), notamment au travers du développement des méthodes d’apprentissage profond, a permis de considérablement améliorer la résolution de nombreuses tâches, en particulier en application à des problématiques de vision par ordinateur. Ceci a été possible principalement grâce à l’augmentation de la puissance des ordinateurs, et l’accès à de grandes bases de données. L’application des méthodes ainsi développées à un contexte industriel, comme celui du contrôle non destructif, apporte de nouvelles problématiques liées à la difficulté et au coût d’obtention de bases de données de taille suffisante, ainsi qu’à une annotation fiable et précise de celles-ci. La simulation de méthodes d’acquisition et de la physique qui y est associée, permise par des logiciels de simulation tels que CIVA, nous permet de pallier ce manque de données. Nous proposons ici de présenter des développements effectués dans un cadre de contrôle non destructif par rayons X (RX), en radiographie et tomographie, à travers trois applications. Une première application concerne la détection de défauts sur des radiographies d’objets obtenus par coulage par méthode supervisée. Par ailleurs, la possibilité de correction d’artefacts en tomographie est envisagée. La correction du rayonnement diffusé sur les images de radiographies permet notamment d’améliorer la qualité de la reconstruction tomographique correspondante. Enfin, dans un objectif de mise en place de contrôles tomographiques sur ligne de production, des approches IA sont couplées aux algorithmes de reconstruction pour assurer une bonne qualité d’image reconstruite dans une configuration à faible nombre de projections. Nous présentons ici une méthode de pré-traitement, qui permet de compléter les mesures radiographiques, ainsi qu’une méthode de post-traitement, qui réduit les artefacts de reconstruction liés au manque de vues.

14:50 ME.3.D.1
Apport de l’émission acoustique à la caractérisation du comportement non linéaire des matériaux complexes
Mourad BENTAHAR ¹ | Co-auteurs : XIAOYANG Yu ¹ – Silvio MONTRESOR ¹ – Mechri CHARFEDDINE ¹ | Laboratoire d’Acoustique de l’Université du Mans – UMR 6613, Institut d’Acoustique—Graduate School (IA-GS), CNRS, Le Mans Université ¹
L’émission acoustique (EA) est reconnue pour être capable de détecter la création et la propagation des microfissures dans les matériaux de structure. En effet, différents travaux ont montré le lien existant entre les signatures acoustiques enregistrées et les micro-endommagements créés dans différents types de matériaux tels que les bétons ou les composites. Au même moment, d’autres travaux ont montré la corrélation pouvant exister entre la relaxation non linéaire des matériaux complexes et l’énergie émise lors de la création des différents endommagements. Dans ce contexte, le présent travail propose un protocole expérimental original, visant à détecter la relaxation non linéaire d’échantillons de bétons aux états intact et endommagé. Ce protocole est basé sur le monitoring passif de la relaxation non linéaire d’échantillons pris aux états micro-fissuré et intact. Habituellement, ledit monitoring est effectué à l’aide d’un signal de faible amplitude (faible perturbation) dans les expériences de dynamique lente. Les résultats montrent la pertinence du choix de la détection passive et révèlent l’existence d’une « période de silence » pendant les premières minutes de la relaxation non linéaire des matériaux testés, suite à laquelle différentes salves d’EA commencent à être détectées. Les caractéristiques des salves d’EA enregistrées pendant la relaxation passive ont montré une nette ressemblance avec celles obtenues pendant l’endommagement des différents échantillons impliquant des mécanismes de cisaillement et de compression.

15:10 ME.3.D.2
Sonder l’intégrité des matériaux et structures de Génie Civil par acoustique non linéaire
Cédric PAYAN ¹ | Université Aix Marseille, CNRS, LMA ¹
Depuis la fin des années 1990, les méthodes ultrasonores issues de l’acoustique non linéaire ont connu un réel essor pour leur sensibilité hors normes à l’endommagement. Ces travaux ont été poussés d’un côté par des capacités technologiques en constante progression et de l’autre, par l’industrie, notamment le secteur de l’énergie nucléaire pour le Génie Civil. Cette thématique de recherche aborde la problématique sous plusieurs approches. Tout d’abord d’un point de vue physique, avec pour objectif de décrire quantitativement le comportement non linéaire en trois dimensions. Puis, le matériau béton est étudié à travers sa microstructure et son évolution face aux pathologies, dans l’objectif d’identifier les sources de non- linéarités. Enfin, à l’échelle de la structure, des stratégies sont proposées pour détecter et imager les zones endommagées. Ces travaux montrent que les méthodes issues de l’acoustique non linéaire sont aujourd’hui prêtes pour être transposées au suivi d’état de santé de structures à échelle industrielle. Les perspectives concernent aussi bien le secteur de l’énergie nucléaire que l’ensemble de la filière génie civil (ouvrages d’arts, conservation du patrimoine …) et même d’autres secteurs industriels.

15:30 ME.3.D.3
Technologie de transducteurs piézoélectriques multicouches pour réseaux de point-sources acoustiques
Jean-François SAILLANT ¹ | Framatome Intercontrôle ¹
Les essais non destructifs (END) par ultrasons de structures en acier complexes basés sur les techniques de Total Focusing Method en 3D (TFM 3D) nécessitent idéalement un réseau de sources ponctuelles acoustiques et de récepteurs ponctuels répartis sur la surface de la pièce à inspecter. Cette technologie est conceptuellement très attractive mais implique des dimensions latérales de chaque élément, relativement petites, rendant leurs impédances électriques très élevées (plusieurs kΩ) et provoquant une désadaptation électrique avec le 50 Ω des électroniques standards. En conséquence, les signaux deviennent faibles et bruités, produisant des images de mauvaise qualité. La technologie de transducteurs piézoélectriques multicouches promet de résoudre ce problème car elle permet de réduire l’impédance électrique d’un transducteur d’un facteur n², où n est le nombre de couches. Une étude de modélisation par éléments finis (FEM) a d’abord été réalisée pour déterminer l’effet théorique du nombre de couches dans un élément fonctionnant à 2 MHz avec une ouverture de diamètre 1,5 mm. Ensuite, plusieurs prototypes ont été fabriqués : 3 éléments monocouches et 3 éléments 6-couches. Les résultats expérimentaux sont en parfait accord avec les données simulées, la sensibilité de chaque élément a été en moyenne augmentée d’environ 20 dB. La divergence de l’onde ultrasonore est également un paramètre très important à considérer dans les transducteurs de type source ponctuelle. Le diagramme de directivité du faisceau des transducteurs a été caractérisé à partir d’un bloc d’acier comprenant un rayon de 100 mm sur lequel a été couplé un réseau linéaire d’éléments PVDF (Polyfluorure de vinylidène) flexibles, permettant de mesurer l’amplitude de l’onde émise à différentes positions angulaires. Ce travail a été réalisé dans le cadre du projet Européen ADVISE, financé par le programme de recherche et d’innovation Horizon 2020 de l’Union européenne dans le cadre de la convention de subvention n° 755500.

14:50 ME.3.E.1
Surveillance vibratoire d’une rame LGV au Maroc
Stéphane SOYER | Co-auteur : Fouad QISSI ¹ | Cetim ¹
Référence au cheval ailé de la tradition orientale, Al Boraq est le nom porté par la ligne ferroviaire qui, depuis 2018, relie à grande vitesse les villes de Tanger et Casablanca au Maroc. La SMMRGV (Société Marocaine de Maintenance des Rames à Grande Vitesse), détenue à 60% par les chemins de fer marocains et à 40% par leur homologue français est chargée de la politique générale de la maintenance du matériel roulant de la Ligne Grande Vitesse. La SMMRGV a souhaité mettre en place une surveillance vibratoire au niveau des essieux des motrices d’une rame LGV. Le principal objectif de la surveillance des vibrations au niveau des essieux des motrices est de permettre une analyse et un suivi en temps réel de l’état du contact roue / rail sur l’ensemble de la ligne Tanger – Casablanca et de déclencher, le cas échéant, des actions de maintenance ciblées. Le système de surveillance développé pour répondre au besoin comprend pour chacune des deux motrices l’installation de 4 capteurs de vibration sur deux essieux et une antenne GPS pour la localisation de la rame sur la voie et le suivi de la vitesse. L’ensemble des voies de mesure est connecté à un coffret contenant les modules de conditionnement et d’acquisition des données et un routeur connecté pour la transmission des données et l’accès à distance. Des alertes avec envoi d’emails sont configurées lors de dépassements de seuils définis sur les amplitudes vibratoires. Les données brutes sont enregistrées en local et des données traitées sont transmises en temps réel sur un serveur ftp afin de permettre à la SMMRVG d’éditer à distance, via une application spécifiquement développée pour ce projet, les rapports de surveillance avec le suivi des niveaux de vibrations mesurés pour chaque point kilométrique de la voie. Cette étude a été réalisée dans le cadre d’une prestation technique effectuée par le Cetim pour le compte de la SMMRGV.

15:10 ME.3.E.2
Maintenance prévisionnelle des Equipements critiques, embarqués sur Systèmes d’armes terrestres
Bruno COLIN ¹ | Nexter Systems ¹
Le monitoring de l’état de santé des équipements critiques sur des systèmes d’armes complexes comme ceux développés par Nexter constitue un enjeu majeur pour les armées. Cette surveillance, réalisée au cours du cycle de vie des systèmes, permet en effet de maximiser le temps de fonctionnement des équipements embarqués, et d’augmenter la durée de vie de ces systèmes d’armes, avec à la clé une optimisation et une réduction des coûts de maintenance pour Nexter et ses clients. Face à ces objectifs technico-économiques, il était donc important de pouvoir favoriser la mise en place d’une politique de maintenance conditionnelle, pouvant évoluer favorablement vers le prévisionnel, et plus spécifiquement vers le Prognostic and Health Management (PHM). La stratégie PHM de Nexter s’inscrit favorablement dans le cadre des méthodes hybrides, dans la mesure où les dysfonctionnements des équipements critiques constatés en utilisation opérationnelle sont difficilement accessibles par les approches classiques, basées sur les modèles physiques des modes de dégradation ou sur les modèles de données (data driven) pratiqués par un grand nombre d’industriels. La communication proposée par Nexter consiste donc à présenter les contours techniques et scientifiques de son approche innovante, basée sur le monitoring de marqueurs d’endommagement fiables, et calculables en temps réel à partir de capteurs accélérométriques connectés, qu’il vient comparer à des seuils de conception et de validation connus et acquis expérimentalement pendant la phase de qualification des équipements. Ces indicateurs de santé de type Spectre de Réponses Extrêmes (SRE) et Spectre d’endommagement par fatigue (SDF) sont ceux préconisés par les techniques d’essais personnalisés du référentiel Français AFNOR NF X50-144-3, promulgué en janvier 2021, et qui sont calculables par la méthode des blocs disjoints (MBD), introduite par Nexter dans le référentiel Normatif Français sur la décennie des années 2010-2020.

15:30 ME.3.E.3
Mise en œuvre et évaluation de l’émission acoustique par fibres optiques
Camille TROTTIER¹ | Co-auteurs : Olivier FOUCHE ¹ – Nicolas TERRIEN ¹ | IRT Jules Verne ¹
Les réservoirs sous pression H2 gazeux à 700 bars, actuellement en développement pour des applications routières, seront tout ou partie inaccessibles sans démontage. Dans ces conditions, il sera impossible de réaliser un contrôle non destructif de la totalité du réservoir pour s’assurer de son intégrité structurelle complète. Vu le volume du parc automobile visé par des véhicules H2, il est difficile de prévoir un démontage des réservoirs pour leur contrôle périodique (limitations liées à la productivité du contrôle non destructif, à l’immobilisation des véhicules et au manque de main d’œuvre qualifiée). Pour résoudre ce verrou lié à l’exploitation de ce type de réservoir, il est nécessaire de prévoir un moyen de contrôle santé intégré, qui pourrait être interrogé en continu ou périodiquement par exemple lors des phases de remplissage des réservoirs ou bien de contrôle technique. Aujourd’hui, l’émission acoustique est utilisée pour la requalification des équipements sous pression ainsi que pour leur contrôle périodique en service. Cette technologie repose largement sur l’utilisation de capteurs piézoélectriques. Ces capteurs restent encombrants et leur intégration dans la structure des réservoirs n’est pas envisageable du fait de leur intrusivité. Pour répondre à ce besoin d’intégration, l’IRT développe une technologie d’émission acoustique basée sur des capteurs à fibres optiques. Ces capteurs présentent une intrusivité réduite permettant d’envisager leur intégration au cœur du matériau. Les travaux présentés concernent la comparaison entre une technologie conventionnelle d’émission acoustique et notre solution par fibre optique. Les deux technologies sont intégrées à une structure composite complexe, en surface pour la technologie conventionnelle et à cœur pour la solution par fibre optique. Des algorithmes de localisation spécifique sont ainsi mis en œuvre afin d’évaluer les performances des deux technologies et leurs limitations pour la détection d’évènements et leur localisation.

15:50 ME.3.E.4
Développement d’un système de mesure ultrasonore à base de réseaux de Bragg sur fibre optique : application au contrôle santé intégré par ondes élastiques guidées
Arnaud RECOQUILLAY ¹ | Co-auteurs : Laurent MAURIN ¹ – Nicolas ROUSSEL ¹ – Tom DRUET ¹ – Guillaume LAFFONT ¹ – Bastien CHAPUIS ¹ | Université Paris-Saclay, CEA List¹
Les techniques exploitant les ondes élastiques guidées sont particulièrement bien adaptées au contrôle santé intégré (ou Structural Health Monitoring – SHM) : les ondes guidées permettent en effet d’inspecter des structures de grandes dimensions avec peu de capteurs du fait de leur capacité à se propager sur de longues distances. Elles sont généralement excitées et mesurées grâce à des pastilles piézoélectriques, qui présentent un certain nombre d’inconvénients du point de vue de l’intégration, notamment leur encombrement et leur sensibilité à l’environnement (hautes températures, températures cryogéniques, milieux radioactifs, etc.). Une solution prometteuse pour pallier ces limitations est d’utiliser des réseaux de Bragg sur fibre optique : ces capteurs consistent en une variation locale de l’indice de réfraction de la fibre optique, qui réfléchit une longueur d’onde optique précise. Une onde élastique impactant le réseau fait varier cette longueur d’onde optique, permettant la mesure de l’onde élastique localement. Un tel capteur présente une intrusivité très limitée, qui peut encore être amoindrie du fait de la possibilité d’intégrer plusieurs réseaux dans une même fibre grâce au multiplexage spectral, ainsi que des capacités d’intégration élevées, par exemple dans les matériaux composites. Toutefois, même si les solutions à base de fibres optiques sont bien connues pour des applications basse fréquence comme l’analyse modale ou le suivi de température, l’adaptation des solutions proposées au  cas des fréquences ultrasonores requiert des développements spécifiques. Nous présenterons ici la solution développée ces dernières années au CEA afin de permettre une interrogation à des fréquences ultrasonores avec un fort degré de multiplexage. Les paramètres du système tels que l’impact de la longueur des réseaux de Bragg sur la mesure des ultrasons afin d’obtenir un bon ratio signal à bruit seront également décrits. Le système a été testé dans deux types de configuration : un mode hybride, où une source, par exemple piézoélectrique, est nécessaire, et un mode passif, où aucune source d’onde élastique n’est requise. L’utilisation de ce système avec des algorithmes d’imagerie par ondes élastiques guidées, possible grâce au nombre de canaux de mesure disponibles en parallèle, en fait une solution extrêmement fiable de monitoring vis-à-vis des variations environnementales (notamment de température) auxquelles est soumise la structure surveillée. Des exemples de détection de défauts à partir d’imagerie par ondes élastiques guidées mesurées par ce système seront enfin présentés.

Testia, an Airbus company
Didier SIMONET – Romain RAIMBAULT | Testia
Depuis 30 ans, Testia, la filiale d’Airbus spécialisée dans le contrôle non destructif, complète son offre par des solutions de CND globales pour supporter les besoins du secteur aéronautique en intégrité des structures. Testia est à même de proposer des solutions intégrées couplant : Son centre de formation et de certification CND aéronautique (le 1er en France) ; Ses Ateliers et compétences en Inspections Non Destructives de pièces élémentaires et d’assemblages structurels tout au long du cycle de vie (matière, élaboration, assemblage, maintenance, Part 145…) ; Son Expertise et ses services d’ingénierie et d’essais pour les matériaux et procédés ; Sa Large gamme d’instruments CND portables, d’instruments d’inspection visuelle et de machines automatiques spécialisées pour la production. Fort de son expérience et de son positionnement international, Testia est devenu le partenaire incontournable des grands donneurs d’ordre de l’aéronautique. Testia déploie maintenant son savoir-faire au sein d’autres secteurs industriels comme le maritime ou le nucléaire. Testia participe aux ambitions du groupe Airbus pour la décarbonation des produits de l’aéronautique en adaptant son offre et ses solutions pour des secteurs d’avenir de l’énergie tels que l’éolien ou l’hydrogène. Pour soutenir sa croissance, sa R&D et sa diversification, Testia recrute et forme régulièrement de nouveaux talents afin de répondre de façon efficiente aux enjeux de ses clients.

16:30 ME.4.A.1
Transforming Ultrasonic Inspection Data Management through Cloud-Based Solutions
Andre LAMARRE ¹ | Co-auteur : Greg BAUER ¹ | Evident Scientific ¹
Digital transformation is revolutionizing nearly all industries and professional sectors, including the nondestructive evaluation (NDE) world, improving process efficiency and data integrity while reducing costs. While the connectivity of NDE devices is a key element of digital transformation, seamlessly integrating the devices into a data-management platform and related applications can add considerable value for all stakeholders, including asset owners (AOs) and inspection service providers (ISPs). With this in mind, Evident has developed a cloud platform for the NDE industry that not only improves data transfer between devices, but also offers value-adding digital applications based on customer needs. In this paper, we will review the advantages of using connected instruments, such as the Vanta™ XRF analyzer, the 38DLP™ thickness gauge, the EPOCH™ 6LT flaw detector, OmniScan™ series flaw detectors, and the IPLEX™ NX videoscope. We will also present a recently developed cloud-based solution, Inspection Project Manager, which is a web-based application that optimizes ultrasonic and visual data acquisition, reporting, and inspection management to assist the maintenance industry.

16:50 ME.4.A.2
L’Analyse Courants de Foucault des tubes de Générateur de Vapeur – Analyse automatique / Analyse manuelle – AIDA : Historique, évolutions, performances et perspectives
Jean-Claude LE QUERRE ¹ | Co-auteurs : Thomas CHARRET ¹ – Nicolas KOSCIENLNY ² – Ratko VOJVODIC ² | Framatome Intercontrôle IBNF  ¹ – Framatome IBNA ²
Depuis le début de la mise en service des premières centrales nucléaires, les tubes des générateurs de vapeur sont soumis, régulièrement, à des contrôles non destructifs basés principalement sur des procédés Courants de Foucault (CF). Au fil des années et de l’apparition de différentes familles de dégradations, des procédés CF adaptés ont été développés, générant de plus en plus de données à évaluer en analyse : Sonde Axiale dans un premier temps, Sonde Tournante en zone de transition de dudgeonnage, Sonde Tournante en partie droite et sous plaques entretoises, Sonde Tournante en zone cintrée, et finalement Sonde Multiélément. En parallèle, la démarche de remplacement des Générateurs de Vapeur tend à faire disparaître les GV les plus dégradés au profit de modèles ayant bénéficié du retour d’expérience et présentant un très faible taux d’apparition d’anomalies. Le travail d’analyse CF manuel devient de plus en plus répétitif, tout en présentant un très faible taux d’analyses effectives d’indications et de caractérisations. D’autre part, le développement des systèmes informatiques, l’augmentation des capacités de calcul, le développement des logiciels d’analyse et de leurs divers algorithmes (segmentation du tube, étalonnage, vérification qualité, combinaison de signaux, filtrage, détection, évaluation, dimensionnement, caractérisation, croisement d’informations diverses…) permettent de mettre en service des systèmes diversifiés d’analyse automatique innovants et performants pour chacun des procédés. Framatome est aujourd’hui en capacité de réaliser une analyse totalement automatisée, de la détection à la caractérisation, que ce soit pour les sondes axiales, tournantes ou multiéléments et quel que soit le type de dégradation : Dégradations connues, Dégradations attendues, Dégradations inconnues. Lors de cette session, une présentation de l’historique, des évolutions, des performances (Analyse Automatique vs Analyse Manuelle), du retour d’expérience d’utilisation et des perspectives de mise en œuvre de l’outil d’analyse automatique Framatome sera réalisée.

17:10 ME.4.A.3
Données des inspections CND automatiques : une mine à exploiter
Fabien LEFEVRE ¹ | Co-auteurs : Sébastien PETIT ¹ – Alexandre NOEL ¹ – Olivier TAILLEUX ¹ | Vallourec Research Center France ¹
Vallourec produit des tubes et produits tubulaires pour les marchés de l’énergie et de l’industrie. Parmi les différentes opportunités de transformation du groupe, le digital tient une place importante. Le bénéfice de la transformation digitale existe à la fois en interne avec l’amélioration de nos performances industrielles et auprès de nos clients avec la création de l’offre Vallourec.smart. Ces deux opportunités sont fortement soutenues par les données CND. Une particularité des CND chez Vallourec est qu’ils sont réalisés principalement avec des installations automatiques qui inspectent 100% de la production et sont la plupart du temps en ligne avec les installations de production. L’objectif premier de ces inspections automatiques est de trier les tubes à la sortie de la production. Ces machines d’inspection par ultrasons ou flux de fuite génèrent également une quantité importante de données au-delà de ce résultat binaire. De plus, Vallourec a travaillé avec ses fournisseurs depuis de nombreuses années pour avoir accès à ces données avec toutes les informations associées nécessaires, comme par exemple, les données d’encodage. Une première partie montrera l’organisation des données issues des bancs d’inspection automatique (Graphes condensés, C-scans …) et les opportunités offertes. La présentation développera ensuite plusieurs cas d’application d’exploitation des données CND à vocation d’amélioration interne ou du client. Ces développements permettent, par exemple, de proposer des évaluations dimensionnelles, des alertes qualité ou des feedbacks vers le process. Ces applications sont basées sur des outils statistiques ou de traitement de signal qui visent à faire ressortir de la quantité de données disponibles l’information pertinente pour le process ou pour le client.

17:30 ME.4.A.4
L’avenir de la magnétoscopie, la magnétoscopie numérique
Alexandre PAON ¹ | Framatome Intercontrole ¹
La magnétoscopie (MT) est une méthode d’END largement utilisée dans l’industrie. Elle permet de détecter les défauts de surface tels que les fissures ou les discontinuités dans les matériaux ferromagnétiques. Cependant, cette méthode présente quelques inconvénients tels que les déchets chimiques, le manque de traçabilité et le besoin d’être opérée à la main. Intercontrôle a mis au point un prototype de dispositif MT numérique, pour résoudre ces problèmes, qui peut être utilisé comme une alternative à la magnétoscopie ordinaire. Il utilise un capteur de champ magnétique au lieu d’un révélateur à particules métalliques. De plus, un électro-aimant plus petit et moins puissant est utilisé comme source d’excitation. Il est également couplé avec un système de traduction codée qui permet de tracer des C-scan automatiquement. Ce travail démontre par des essais que la sensibilité est comparable à la MT ordinaire, et que les signatures des défauts sont clairement visibles sur les C-scan pour les défauts de surface et près de la surface.

17:50 ME.4.A.5
Digitalisation du processus de contrôle non destructif
Stéphane GRAVELEAU ¹ | Co-auteur : Anthony BENETTI ² | SREM technologies ¹ – Atlas NDT ²
Le contrôle non destructif induit un suivi rigoureux des données et cela engendre beaucoup d’actions chronophages et fastidieuses. C’est pourquoi, à la suite de ce constat, SREM Technologies et Atlas NDT se sont associés pour proposer un outil innovant permettant de faciliter la saisie et le traitement des données. Une analyse du besoin proche du terrain a conduit à la définition des caractéristiques techniques et ergonomiques de cet outil : Application multiméthodes (MT, PT, UT…) bénéficiant d’une interface intuitive. Gestion des utilisateurs et de leurs droits en lien avec leurs qualifications et leurs certifications. Suivi et gestion des installations de contrôle fixes ou mobiles constituées de composants. Ces composants peuvent êtres des outil set/ou des produits qui vont être associés à des vérifications. Gestion des vérifications périodiques des installations. Paramétrage des données à saisir par un administrateur technique N3. Saisie des données par les techniciens N1/N2. Alerte à l’administrateur technique en cas de non-conformité. Possibilité de consulter les données à l’aide de filtres. Workflow permettant de guider l’opérateur dans ses opérations de contrôle de pièces – Gestion de la conformité du contrôle de pièces et des indications de défauts. Génération de PV de contrôle permettant un lien direct avec les données de suivi des installations. Tableau de bord pour l’administrateur technique, intégrant toutes les alertes : Non- conformité détectée lors d’une vérification. Echéance pour le suivi d’un moyen, d’un équipement ou d’un produit. Echéance pour le suivi des certifications. Tableau de bord pour l’opérateur lui permettant d’avoir une vue précise sur la liste des vérifications et des contrôles à effectuer, ainsi que sur les problèmes existants. Seule une digitalisation précise du processus de contrôle peut permettre de satisfaire aujourd’hui au suivi des contraintes qualité demandées. C’est une démarche qui s’intègre totalement dans le concept d’industrie 4.0 et d’usine connectée.

16:30 ME.4.B.1
Contrôle par ultrasons de tubes fins en alliage de zirconium, enjeux industriels et modélisation 3D par méthode hybride
Florian LYONNET ¹ | Co-auteur : Thierry GOUEREC ² | Framatome, Centre de Recherche Composants ¹ – Framatome, Usine de Paimboeuf ²
Les tubes fins en alliage de zirconium utilisés pour la fabrication du combustible nucléaire sont soumis à un flux neutronique ainsi qu’à des sollicitations mécaniques et thermiques pendant leur séjour en réacteur. Après les opérations de mise en forme et de finition, chaque tube fini est inspecté à 100% au moyen d’un contrôle par ultrasons automatisé afin de répondre aux exigences de sûreté nucléaire. La sévérité du contrôle, nécessaire pour rejeter des défauts non acceptables, peut également entrainer le rejet d’indications micrométriques confirmées acceptables après caractérisation destructive. Afin d’améliorer la maîtrise et la sélectivité du contrôle par ultrasons, Framatome s’est engagé dans une démarche de modélisation visant à mieux comprendre les interactions entre les faisceaux ultrasonores et les différents types de défauts. Un modèle 3D basé sur le couplage de codes semi-analytiques et discrets par différences finies a permis de mettre en évidence les phénomènes de diffraction et de réflexions multiples qui se manifestent pour les contrôles longitudinaux et travers dans des configurations standards. Par ailleurs, des défauts réels présentant des géométries complexes ont été caractérisés par tomographie par rayons X et leurs réponses selon différentes configurations de contrôle ont été simulées et comparées aux résultats expérimentaux.

16:50 ME.4.B.2
Simulation de la propagation d’ondes guidées dans des conducteurs aériens
Vahan BARONIAN ¹ | Co-auteur : Alexandre CHARAU ¹ – Julien SAID ² – Stéphane HEURTAULT ² | Université Paris Saclay, CEA List ¹ – RTE-France ²
Cette étude concerne la génération et la propagation d’ondes guidées dans le cœur en acier du câble aluminium – acier CROCUS 228 qui fait partie des câbles utilisés dans les réseaux de conducteurs aériens déployés par RTE pour le transport de l’énergie électrique. Le contrôle non destructif par ondes guidées n’est pas une technique opérationnelle pour le contrôle des câbles électriques aériens. Son emploi serait néanmoins intéressant pour compléter la panoplie de contrôles utilisables par un gestionnaire de réseaux en apportant notamment une plus-value pour le contrôle de portions de câbles non survolables. Le câble est composé d’un cœur en acier qui assure la tenue mécanique de l’ensemble, enrobé par une couronne bi-hélicoïdale en aluminium dont la fonction principale est de conduire l’énergie, mais qui n’est pas prise en compte dans le travail présenté. Le cœur en acier est composé d’un brin droit central entouré par six brins périphériques torsadés (ou brins hélicoïdaux) dont les sections sont toutes identiques. Compte tenu de la géométrie de la structure, des contacts entre les différents brins existent, que ce soit entre le brin central et les brins périphériques ou encore entre deux brins périphériques adjacents. Ces contacts peuvent être de nature linéique ou surfacique en fonction du niveau de chargement de la structure. L’existence de modes guidés a été démontrée dans (Treyssède & Laguerre, 2010) sur une géométrie du même type sans contact entre brins périphériques adjacents. Ceci nécessite de choisir un paramétrage en géométrie dite « twistée » afin de garantir l’hypothèse d’invariance par translation sur laquelle repose l’existence des modes guidés. L’étude présentée s’appuie sur la modélisation proposée dans la littérature avec prise en compte de contacts entre les brins périphériques adjacents. La première partie de cette étude est dédiée au calcul des modes guidés par la méthode SAFE (Semi Analytical Finite Element) adaptée en géométrie twistée. Dans cette modélisation, des contacts ponctuels dans la section (linéique dans la géométrie 3D) ont été considérés entre le brin central et les brins périphériques. Par ailleurs, nous avons illustré l’effet de différentes conditions de contact (libre, ponctuel et écrasé) entre brins périphériques adjacents, ce qui a permis de montrer sur les courbes de dispersion comment certains modes étaient affectés. La seconde partie est consacrée au calcul de champ ultrasonore généré par une ou plusieurs sources localisées sur la surface latérale des brins périphériques. Les courbes de dispersion associées aux excitabilités modales ont été obtenues pour les différentes conditions de contact et les différentes sources (position, étendue spatiale, sollicitation). Finalement, nous avons synthétisé les formes d’ondes temporelles pour des signaux d’excitation dans différentes gammes de fréquences.

17:10 ME.4.B.3
De la modélisation numérique 2D à l’imagerie pour la caractérisation non destructive des bétons
Jean MAILHE ¹ | Co-auteurs : Najah HAMAMED ¹ – Jean-François CHAIX ¹ – Jean-Marie HENAULT ² | LMA UMR7031, AMU, CNRS, Ecole Centrale ¹ –  EDF – R&D, PRISME ²
Les techniques ultrasonores sont de plus en plus utilisées pour la surveillance des structures de génie civil, généralement composées de béton armé. Le béton est un matériau qui répond aux chargements en compression et protège les barres d’acier de renfort de l’environnement corrosif. Les barres d’acier sont intégrées dans le béton et ne sont pas directement accessibles. Ainsi, le béton est systématiquement le premier matériau à explorer afin d’évaluer et d’améliorer la durabilité des structures en béton. Le béton est un milieu très hétérogène composé d’agrégats de différentes tailles et d’une matrice de mortier plus ou moins poreuse selon les formulations et conditions de mise en œuvre. Afin de prendre en compte ce matériau complexe, une matrice de mortier viscoélastique incluant des hétérogénéités de type granulat et/ou porosité est intégrée dans Specfem, un modèle numérique 2D permettant de simuler la propagation des ondes ultrasonores dans les milieux viscoélastiques hétérogènes incluant les phénomènes de diffusion multiple. Pour cela, nous utilisons un modèle géométrique de béton avec des cercles de différents rayons et un autre avec des polygones, dont les formes sont proches des agrégats réels en béton. La matrice de mortier inclut un modèle de comportement viscoélastique dit à facteur Q constant, qui intègre une atténuation liée aux microporosités présentes (plus ou moins remplies d’eau selon le taux de saturation de la structure considérée). Dans une dernière étape sont introduites les armatures métalliques (barres de renfort ou gaines de précontrainte) et des éléments typiques de macrodéfauts (nids de cailloux ou macroporosités) qui peuvent être rencontrés lors de la fabrication de ces structures. A partir de ce modèle numérique sont extraits les signaux ultrasonores qui peuvent être analysés pour construire des imageries du béton (SAFT et Energie Topologique) et peuvent participer à l’évaluation et au diagnostic de la structure. Le modèle numérique est validé par des essais de laboratoire sur des milieux modèles à base de résine et de tiges en alliage d’aluminium puis sur des bétons industriels et la structure VERCORS construite par EDF comme un laboratoire de test d’enceinte de confinement. L’utilisation de systèmes multiéléments du commerce ou de laboratoire permet de mener ces validations expérimentales et applications industrielles. Des imageries encourageantes sont proposées dans ce cadre-là et de nombreuses perspectives accompagnent ces travaux pour le CND des structures du génie civil.

17:30 ME.4.B.4
Courants de Foucault multiéléments pour le contrôle non destructif des pièces de turbomoteurs
Matilde LABOURDETTE ¹ | Co-auteurs : Emmanuel SIRYABE ¹ – Benoit TOULET ¹ – Etienne JULIAC ¹ | Safran Helicopter Engines ¹
Les techniques de contrôle non destructif par courants de Foucault ne conduisent pas toujours à des performances suffisantes face à l’augmentation des exigences en termes de dimensions d’anomalie et d’accessibilité due à la géométrie des articles. L’étude présentée dans ce papier est une investigation préliminaire sur l’utilisation d’un système de contrôle par courants de Foucault multiéléments avec sonde semi-rigide pour la détection d’anomalies types couramment rencontrées dans la surveillance des pièces de turbomoteurs. Une campagne de modélisation et de simulation est menée via le logiciel CIVA®.  Les résultats sont comparés à des essais expérimentaux effectués selon des configurations identiques ainsi qu’à des résultats obtenus via un contrôle utilisant des sondes conventionnelles. Les premières conclusions mettent en avant l’intérêt d’un tel système en termes de performances de détection.

17:50 ME.4.B.5
Modélisation des usures sous barres antivibratoires pour l’inspection par courants de Foucault des tubes de générateurs de vapeur
Audrey VIGNERON ¹ | Co-auteurs : Edouard DEMALDENT ¹ – Thierry SOLLIER² – Jean-Marc DECITRE² | Université Paris Saclay, CEA List¹ – IRSN ² 
Les barres antivibratoires (BAV) situées de part et d’autre de la partie cintrée des tubes d’un générateur de vapeur ont pour rôle de limiter l’oscillation de ces tubes. Les tubes sont susceptibles de frotter contre les BAV dans une zone localisée. Les frottements engendrés entre ces éléments peuvent induire une usure des tubes par friction, ce qui motive une surveillance par courants de Foucault (CF) et le développement d’outils d’analyse, comme la simulation. L’étude proposée, menée conjointement par le CEA LIST et l’IRSN, a pour objectif de simuler le signal d’usure sous BAV et d’évaluer l’influence des principaux paramètres géométriques sur ce signal. Dans ce cadre, de nouveaux outils géométriques avancés tels que le mouvement vibratoire d’un objet ont été développés afin d’alimenter le modèle CIVA du CEA LIST. Ce modèle numérique 3D a été validé expérimentalement sur des configurations simples : un tube usiné comportant des méplats à fond rectangulaire et une BAV, inspecté par deux bobines axiales. Les résultats obtenus montrent que la signature des défauts qui seraient situés à proximité des BAV est significativement influencée par la présence de ces BAV ainsi que des éventuelles usures sous celles-ci, et ce en particulier pour les défauts de faible épaisseur. Les outils de modélisation développés permettent de simuler l’influence de divers paramètres géométriques sur le signal CF tels que la position de la BAV par rapport au tube. Une étude paramétrique a notamment montré que ce paramètre présente une forte influence sur le signal et que des usures de profondeurs différentes peuvent conduire à des signaux similaires.

16:30 ME.4.C.1
Application de la TFM en émission/réception séparée à l’inspection en service de soudures de forte épaisseur : présentation de la qualification conventionnelle du procédé.
Patrick RECOLIN ¹ | Laurent LE BER ¹ Bastien LAVIE ¹ | Naval Group¹
Depuis quelques années, Naval Group s’approprie la technologie Focalisation en Tous Points (FTP plus connue sous son acronyme anglais TFM) en l’appliquant progressivement sur des cas industriels concrets. Ce papier présente un premier retour d’expérience de la qualification formelle de la technologie TFM appliquée à l’inspection en service des chaufferies nucléaires embarquées de la propulsion navale. L’application présentée ici utilise la technologie TFM en mode émission/réception séparée sur des soudures de composant nucléaire en acier austénitique ou ferritique de forte épaisseur. Ces applications font l’objet d’une qualification conventionnelle au sens du référentiel interne actuellement en cours d’instruction. La configuration est brièvement présentée : elle utilise des traducteurs positionnés en mode Pitch Catch. La liste des paramètres influents est présentée et quelques résultats tirés des dossiers de justifications techniques utilisant assez largement la simulation mais aussi les expériences sont discutées. Certaines spécificités de la TFM en termes de qualifications sont soulignées. Les avantages/inconvénients de la technique sont évoqués et lorsque c’est possible, quantifiés.

16:50 ME.4.C.2
Qualification par essais du procédé de contrôle UT en exploitation des soudures réparées des traversées VVP du réacteur EPR de Flamanville 3
Michael LUTSEN ¹ | Co-auteurs : Pierre GUERIN ¹ – François BILLY ¹ | EDF DI ¹
Fin 2019, la décision est prise, en concertation avec l’ASN, de réparer les 8 soudures de traversées VVP (circuit de vapeur principal) de l’EPR FLA3. Le scénario retenu conduit à réaliser les nouvelles soudures par l’intérieur des tuyauteries, modifiant significativement leur design (chanfrein inversé notamment). Les exigences fonctionnelles de l’exploitant évoluant également, un nouveau procédé pour le contrôle en exploitation doit être qualifié conformément à l’article 8 de l’Arrêté relatif à la « surveillance de l’exploitation du circuit primaire principal et des circuits secondaires principaux des réacteurs nucléaires à eau pressurisée » du 10 novembre 1999. La Direction Industrielle s’engage alors dans le développement d’un nouveau procédé UT multiéléments automatisé et saisit l’opportunité d’adopter une démarche de qualification (de type conventionnel) différente de celle utilisée généralement pour les procédés UT. Plutôt que, pour chaque grandeur donnée, sommer les contributions élémentaires des paramètres influents étudiés de manière indépendante, la démarche adoptée ici vise à établir les performances par une campagne d’essais, dont le plan d’expérience intègre directement l’influence de ces paramètres. La démarche s’articule en trois phases. D’abord, l’analyse des paramètres influents conduit à définir la (ou les) configurations la (ou les) plus pénalisante(s) du composant vis-à-vis de la technique adoptée. Cette analyse permet de concevoir la maquette de qualification, représentative des conditions les plus pénalisantes du contrôle. Dans un second temps, la campagne d’essais de reproductibilité aboutit à l’obtention d’une « banque de données » de signaux sur les entailles de la maquette. Enfin, l’analyse statistique de ces nombreux signaux (de l’ordre de 1800 dans le cas présent) aboutit aux justifications techniques du dossier de qualification. Les performances en sensibilité, couverture de zone, localisation et dimensionnement sont établies par un traitement statistique des résultats de ces essais. Cet article présente la démarche, les performances obtenues, et les voies d’optimisation envisagées pour de futurs développement adoptant cette démarche.

17:10 ME.4.C.3
Mise en œuvre d’une technique télévisuelle en alternative au ressuage en environnement nucléaire
Clément SKOPINSKI ¹ | Co-auteur : Clémence TAMANI ² | Framatome Intercontrole ¹ – EDF Direction Industrielle ²
En 2016, a eu lieu une opération périodique d’inspection d’une cuve d’un site nucléaire de production d’électricité. Le procédé par ultrasons qualifié pour l’inspection des pénétrations de fond de cuve (PFC) a été mis en œuvre et a mis en évidence la présence d’une indication linéaire à l’interface entre le fût externe d’une PFC périphérique et la soudure la liant à la cuve. Cela a ainsi déclenché une inspection télévisuelle complémentaire qui a permis de conclure à la présence d’un défaut de type fissure circonférentielle sur la surface extérieure de la liaison PFC/cuve. Cette zone d’indication rendue difficile d’accès de par l’implantation du tube dans la cuve a pu être favorisée par un redressement réalisé lors de la phase d’implantation. Rapidement, une étude de procédé et d’outillage a été réalisée pour concevoir un moyen de réparer la zone en question. Ce défaut a été éliminé grâce à un procédé de découpe et de brossage mis en œuvre par Framatome. Toutefois, le code RCCM exigeant un contrôle surfacique pour les zones réparées sur la cuve des réacteurs, Framatome dû choisir entre mettre en œuvre un ressuage via un puits sec (donc très dosant et très complexe sur une PFC périphérique) ou réaliser un dossier d’équivalence pour mettre en œuvre une autre technique. C’est cette deuxième option qui a été choisie avec pour solution un contrôle télévisuel haute définition réalisé par INTERCONTROLE. Cette présentation explique les détails techniques, le contenu de ce dossier d’équivalence ainsi que les conclusions de l’opération de réparation et de requalification de la surface.

17:30 ME.4.C.4
Qualification d’un procédé multi-techniques en alternative au ressuage
Camille DARNOUX ¹ – Laurine LERICHE ¹ | Omexom NDT E&S ¹
Cette présentation aborde le développement d’un procédé automatisé par OMEXOM NDT Engineering & Services en remplacement du ressuage dans le but de contrôler un des principaux composants du nucléaire. L’un des challenges majeurs du projet a été le développement d’un procédé de contrôle multi-techniques pour réaliser un examen de surface sans ressuage, associé à une mesure de profondeur des indications caractérisées en surface. Le développement de ce procédé multi-techniques innovant, met en œuvre une méthode de contrôle par Courants de Foucault multiéléments afin de réaliser la détection sur l’ensemble de la zone d’examen. L’utilisation de la méthode par examen visuel via une caméra haute résolution vient compléter le contrôle afin de caractériser en surface les indications détectées par le procédé de Courants de Foucault multiéléments. Pour conclure, un procédé ultrasonore permet de caractériser en profondeur les indications examinées par la méthode visuelle. Les logiciels END, contrôle du porteur et gestion des données ont été développés en interne, en se basant notamment sur notre savoir-faire et notre expérience. En conclusion, les bénéfices de ce procédé sans ressuage sont : un procédé de détection rapide, une caractérisation en surface et en profondeur performante et l’absence d’utilisation de produits polluants.

17:50 ME.4.C.5
Examen END déployé dans le cadre du traitement sur l’usure des manchettes thermiques des couvercles de cuve
Thierry PASQUIER –  Co-auteurs : Frédéric FILLIOL ¹ | Framatome Intercontrole ¹
Fin 2017, suite à la découverte d’un phénomène d’usure mécanique entre les manchettes thermiques et les adaptateurs du couvercle des cuves du parc nucléaire français, il a été nécessaire de mettre en place des examens afin de réaliser un état des lieux. L’objet de cette présentation est de décrire la technique d’examen, l’outillage associé et le retour d’expérience des inspections. Dans ce contexte, FRAMATOME Intercontrôle a été sollicité par EDF et a développé une solution d’examen en deux phases : – Adaptation réactive des porteurs existants et initialement dédiés à l’examen visuel du revêtement interne du couvercle – Etude, développement et démonstration de performances d’une version améliorant la précision de mesures. L’examen END développé, utilisant une technique VT permet de réaliser les mesures suivantes : – Mesure de l’altimétrie de chacune des manchettes thermiques pour quantifier la différence d’altitude de la pièce entre sa position théorique attendue et sa position effective ; – Examen interne endoscopique des manchettes thermiques les plus affectées pour réaliser un END télévisuel de la partie haute de la pièce afin d’identifier la nature de la dégradation. A ce jour, FRAMATOME Intercontrôle a réalisé 52 interventions avec le porteur existant et 43 interventions avec le porteur amélioré.

16:30 ME.4.D.1
Les CND au carrefour de plusieurs métiers mis au service de pratiques innovantes pour la connaissance, la conservation et la valorisation du patrimoine
Jacques REBIERE ¹ | Co-auteurs : Françoise MIELCAREK ¹ | Laboratoire de Conservation, Restauration et Recherches, LC2R ¹
Le patrimoine métallique retrouvé en fouilles subaquatiques ou terrestres se caractérise par sa fragilité et les importants changements que son séjour « archéologique » lui a fait subir. Les informations sur les contours, les décors, les traces de fabrication…sont souvent partiellement conservés. A l’instar de fossiles dont les contours, initialement mous, se sont transformés en pierre, les métaux changent d’aspect à la suite des nombreuses réactions chimiques de corrosion. Leurs contours sont souvent illisibles et leurs constituants (très dégradés par la corrosion) sont fragiles. Le recours aux Contrôles Non Destructifs est parfois le seul moyen d’identifier ce qui est masqué par la gangue (agglomérat de produits de corrosion et d’éléments hétérogènes étrangers à l’objet). Les plus couramment sollicités sont la radiographie, la tomographie, la gammagraphie, la tomodensitométrie… Le Laboratoire de Conservation, Restauration et Recherches (Draguignan) a conçu et organisé diverses expériences en partenariat avec des entreprises, des universités et des « startups », en particulier sur un pistolet du XVIIIème siècle retrouvé en mer et sur un amas métallique découvert lors d’une fouille préventive réalisée sur la commune de Saint-Zacharie en 2008 par le Service Départemental d’Archéologie du Conseil Général du Var. Le pistolet a été reconstitué après avoir été examiné avec un scanner médical. Sa reconstitution virtuelle a permis ensuite une impression 3D à l’échelle 1/1 ; les deux objets (pistolet original + reconstitution imprimée) ont été présentés au public comme l’aboutissement de l’une des avancées majeures de la décennie écoulée. Ce travail sera bientôt présenté au public au nouveau musée de la Marine à Paris et les visiteurs seront invités à « enquêter » sur l’objet original, toujours dans sa gangue, en se fondant sur les résultats des investigations obtenues par les Contrôles Non Destructifs et vivre de la sorte une expérience unique. L’amas métallique a été radiographié au moyen d’un CT scanner (Computed Tomography Scanner) à rayons X. Le budget restauration étant limité, un projet de fouille virtuelle a été élaboré et proposé aux archéologues. Le dispositif RUE qui facilite le Rapprochement Université / Laboratoires – Entreprises a mis en contact le LC2R avec l’équipe G-Mod du Laboratoire d’Informatique et Systèmes d’Aix-Marseille Université – LiS et cette rencontre a permis à une étudiante en Master 2 Informatique (parcours Géométrie et Informatique Graphique – GIG) d’effectuer un stage de 6 mois au sein du LC2R d’avril à octobre 2021. Ces deux approches ouvrent la voie vers d’autres projets non invasifs, comme par exemple la tentative de dépliage virtuel d’une cotte de mailles enroulée sur elle-même afin d’identifier son contenu et son utilisation. Un premier test de faisabilité a été effectué à l’aide d’un double tomographe afin d’acquérir des données susceptibles d’être exploitées. Ces possibilités nouvelles, au carrefour de plusieurs technologies et savoir-faire font des Contrôles Non Destructifs les outils essentiels de demain pour une conservation des objets et une meilleure connaissance moins invasive. Leur emploi plus systématique peut être à l’origine de l’évolution des métiers de la conservation-restauration, voire de la création de nouveaux métiers, ou l’émergence d’un service nouveau proposé aux archéologues. Il s’agit de permettre aux générations à venir d’obtenir des réponses à des questions que nous ne savons pas encore nous poser.

16:50 ME.4.D.2
Application END pour le maintien en service d’un matériel ferroviaire centenaire
Florence BEY ¹ | Co-auteurs : Jean-Pierre GIELEN ¹ – Yann CHEYNET ¹ | SNCF Voyageurs ¹
Le Train Jaune est un train à voie métrique qui relie Villefranche-de-Conflent à la Tour de Carol dans les Pyrénées depuis 1910. Son matériel roulant chargé d’histoire est très apprécié des touristes. Cette ligne ferroviaire est source d’enjeux politiques et un atout touristique important pour la région Occitanie. En 2012, l’Ingénierie du Matériel SNCF a été sollicitée pour définir les conditions de prolongation d’exploitation du matériel roulant jusqu’en 2014 puis 2020. Les opérations de révision ont alors mis en évidence de très nombreux défauts sur les roues à rayons des essieux de certaines voitures historiques, dus au procédé d’élaboration du matériau utilisé au début du 20ième siècle. Un protocole adapté et inédit de suivi en service par END a été mis en place par l’Ingénierie du Matériel SNCF afin de permettre à la Région OCCITANIE de continuer à exploiter ces véhicules en sécurité durant les périodes estivales.

17:10 ME.4.D.3
L’Aurige de Delphes ou les techniques de Contrôle Non Destructif au service de l’archéologie
Benoît MILLE ¹ | Co-auteurs : Elsa LAMBERT ¹ – Romain RENAUD ² – Alexis BLETTNER ³ – Nicolas NOURRIT ² | C2RMF ¹ – Institut de Soudure ² – A Blettner Expertises
Erigé pour célébrer la victoire du char de Hiéron aux jeux pythiques au Vème siècle avant J.-C., l’Aurige de Delphes est l’un des rares grands bronzes de l’époque classique qui nous soient parvenus. Plusieurs mystères demeurent quant au nombre de pièces le composant : en effet, les soudures sont, pour l’essentiel, invisibles à l’œil nu et les variations de composition des alliages utilisés restent à établir. Depuis 2017, l’École française d’Athènes, l’Éphorie des Antiquités de Phocide (Direction générale des Antiquités du Ministère grec de la Culture et des Sports) et l’Etablissement public du musée du Louvre ont soutenu un large partenariat le Centre de Recherche et de Restauration des Musées de France et d’autres institutions, pour entreprendre un ambitieux programme de réexamen de l’Aurige de Delphes, fondé sur l’apport de nouvelles technologies. A ce titre et en collaboration avec l’Institut de Soudure, plusieurs techniques d’examen non destructif ont été mises en œuvre au cours de missions d’expertise. La statue a été intégralement radiographiée par exposition à une source d’Iridium et avec emploi d’écrans réinscriptibles (Radiographie CR). En complément, des méthodes d’imagerie ultrasonore par multi-éléments ont été déployées après sélection rigoureuse de l’élastomère le plus adapté, en substitution d’une solution aqueuse pour le couplage. Enfin, des travaux de vidéoendoscopie 3D ont été menés afin d’en apprendre plus sur le procédé de fabrication. Lors de cette conférence, nous souhaitons partager les principaux résultats de ces moyens de contrôle ainsi que le retour d’expérience rencontré lors de leur emploi sur le site du musée archéologique de Delphes.

17:30 ME.4.D.4
Evaluation des performances vis-à-vis de la corrosion de bétons de demain
Elisabeth Marie-Victoire ^{1 2} | Co-auteurs : Véronique Bouteiller ³ – Myriam Bouichou^{1 2} – Mirah Rakarabo^{1 2} – Victor Da-Silva ³ – Amandine Bonnet ³ – Lucas Adelaïde ³ – Philippe Turcry ⁴ – Pauline Barthelemy ⁵ – Jonathan Mai-Nhu ⁵ – François Cussigh ⁶ | Laboratoire de Recherche des Monuments Historiques ¹ – Sorbonne Universités, Centre de Recherche sur la Conservation (UAR 3224), Museum national d’Histoire naturelle ² – Univ Gustave Eiffel, MAST EMGCU ³ – Laboratoire des Sciences de l’Ingénieur pour l’Environnement, UMR 7356 CNRS, La Rochelle Université ⁴ – CERIB ⁵ – Vinci Construction France ⁶
Le béton est aujourd’hui le matériau de construction le plus utilisé dans le monde. Or la production de ciment peut être énergivore et la durabilité des bétons armés est souvent compromise par la corrosion des armatures. Des recherches sont menées à une échelle internationale dans le but de limiter l’empreinte carbone du béton, tout en améliorant ses performances vis-à-vis de la corrosion. Dans cet esprit, dans le cadre du projet national PERFDUB, des murs en béton armé ont été coulés en intégrant des formulations innovantes, deux types d’armatures et deux épaisseurs d’enrobage. Dans un premier temps, les performances des différents bétons ont été caractérisées en laboratoire. Les murs ont ensuite été implantés d’une part au pied de la tour Saint-Nicolas à La Rochelle en zone de marnage, et d’autre part dans le parc du CERIB à Epernon. Une série de contrôles non-destructifs est programmée à intervalles réguliers sur une période de vingt ans, dans le but de suivre l’évolution de la corrosion des armatures en contexte de pollution chlorée et de carbonatation. Les premiers résultats des essais électrochimiques menés sur les deux sites seront présentés dans cet article.

16:30 ME.4.E.1
Apprentissage profond avec transfert pour le monitoring par émissions acoustiques de plaques assemblées boulonnées sous régime vibratoire
Emmanuel RAMASSO ¹ | Co-auteur : Romain MARCEL ¹ | Supmicrotech-ENSMM ¹
Le monitoring de plaques assemblées boulonnées est un sujet d’étude important pour différentes applications car ce type d’assemblage est très répandu. La maintenance des structures boulonnées peut être réalisée par différents moyens mais peu de travaux se sont intéressés à l’utilisation de la méthode d’émission acoustique. Une émission acoustique est une onde élastique haute fréquence libérée lors d’un endommagement. Dans le cas des assemblages boulonnés, ce type d’onde est générée lors du desserrage, pouvant être dans certains cas spontané, qui inclut des mécanismes liés à la friction. Bien que de très faible amplitude, ces mécanismes peuvent être détectés par la méthode d’émission acoustique, avec un traitement approprié des données du fait d’un rapport signal sur bruit très défavorable. Nous proposons une approche basée sur l’apprentissage profond avec transfert pour l’analyse automatique des émissions acoustiques collectées lors d’essais vibratoires sur des plaques boulonnées. Les données ont été partagées sous la forme d’un benchmark et ont été obtenues avec un contrôle du desserrage afin de disposer d’a priori pour la supervision et l’évaluation de méthodes d’apprentissage. Différents capteurs d’émissions acoustiques ont été utilisés sur la gamme 100kHz-2MHz et comparés, avec une étude de la nécessité ou non d’un pré-filtrage des données avant l’apprentissage. Différents modèles d’apprentissage ont également été étudiés. Une pré-étude, basée sur une comparaison d’approches non-supervisées, a permis de montrer que les données d’émissions acoustiques collectées lors de ces essais ont un contenu très pertinent qui permet de détecter les niveaux de serrage dans un essai donné sans a priori. Ces approches reposent sur un prétraitement relativement avancé des données et peuvent être jugées difficiles à mettre en œuvre sur de nouveaux essais. L’approche supervisée que nous avons développée est quant à elle automatique, sans aucun prétraitement. Par cette approche, il est possible de réaliser un monitoring sur de nouveaux essais non utilisés pour l’entraînement. Nous démontrons donc que l’apprentissage profond généralise très bien sur de nouveaux essais ce qui est en fait une approche candidate pour le contrôle santé intégré par émission acoustique de structures boulonnées.

16:50 ME.4.E.2
Estimation du décalage temporel inter-capteurs via une approche statistique de l’argmax des fonctions de corrélation
Omar BOUCHAKOUR ¹ | Co-auteurs : Lynda CHEHAMI ¹ – Emmanuel MOULIN¹ | Université Polytechnique des Hauts de Frances, IEMN, CNRS ¹
L’évolution de la surveillance de l’état des structures (SHM) au cours des dernières années nécessite des méthodes innovantes qui peuvent être mises en œuvre via des systèmes à faibles ressources matérielles. La propagation d’ondes guidées ultrasonores dans les structures endommagées, à faible atténuation, est l’une des méthodes les plus prometteuses dans ce domaine. Cependant, ces techniques dites « actives » nécessitent généralement des sources et/ou récepteurs contrôlés et synchronisés entre eux. Ceci rend alors l’électronique complexe et intrusive. Pour y remédier, on propose ici de tirer profit des techniques passives basées sur la corrélation de bruits. Il s’agit, en particulier, d’étudier la symétrie des fonctions de corrélation pour resynchroniser les signaux en post-traitement uniquement. Ceci permettra notamment de faire usage des techniques d’imagerie passive par réseaux de capteurs indépendants. Des travaux théoriques basés sur une approche statistique du bruit de reconstruction des réponses impulsionnelles ont été donc menés pour déterminer le décalage inter-récepteurs. Comme attendu, pour les cas les moins favorables (champs non diffus, rapport signal à bruit faible, décalage temporel important), l’erreur d’estimation augmente considérablement. Ceci a conduit à exprimer théoriquement cette erreur en fonction de différents paramètres numériques et expérimentaux.

17:10 ME.4.E.3
Contrôle non destructif embarqué par ultrasons pour lanceurs de satellites réutilisables
Simon CLEMENT ¹ | Co-auteurs : Alice AUBRY ¹ – Frédéric MOSCA ¹ – Frédéric JEAN ¹ – Grégoire MARIN ¹ – Aroua FOURATI ¹ | Pytheas Technology ¹
L’agence spatiale européenne (ESA), le centre national d’études spatiales (CNES) et les grands industriels développant des lanceurs spatiaux tels qu’ArianeGroup ont lancé des programmes ambitieux de développement de lanceurs de satellites réutilisables. Un des défis à relever est de diagnostiquer la santé structurelle de ces lanceurs lors de leur retour au sol, afin de s’assurer qu’ils sont aptes à redécoller. Dans ce contexte, PYTHEAS Technology développe une solution de contrôle non destructif embarqué (eNDT) utilisant un réseau d’émetteurs/récepteurs piézoélectriques. Les nœuds du réseau envoient des ondes acoustiques qui se propagent dans la structure et l’ensemble du réseau de récepteurs reçoit les ondes transmises. En comparant les signaux acoustiques reçus à des signatures de référence, cette méthode permet de détecter, localiser et caractériser des défauts sur des structures métalliques ou composites. En partenariat avec le CNES, les performances de cette méthode ont été validées sur une première structure test, à savoir un adaptateur de charge utile innovant en sandwich aluminium avec nid d’abeille. Plusieurs types de défauts ont pu être détectés et localisés sur les peaux de la structure : un perçage, un renfoncement et une rayure en surface. La méthodologie de diagnostic est présentée, ainsi que les résultats obtenus sur des premiers échantillons à échelle réduite, puis sur un tronçon de cône adaptateur de charge utile. Une cartographie de la pièce est par exemple présentée, sur laquelle on peut voir les défauts obtenus après traitement des signaux reçus par les différents patchs piézoélectriques.

17:30 ME.4.E.4
Sondes Diacor – Voir et prévoir la vitesse de corrosion des armatures dans le béton armé
Olivier ANTERRIEU ¹ | Co-auteurs : Fabrice DEBY ², Mansour LASSOUED ¹ | Setec LERM ¹ – Laboratoire Matériaux et Durabilité des Constructions (LMDC), INSA UPS ²
Environ 80% des défaillances observées sur les structures en béton armé sont générées par les phénomènes liés à la corrosion des armatures. A un stade précoce de développement, la corrosion altère principalement l’esthétique de l’ouvrage (fissuration, épaufrure, mise à nu des armatures…). Dans les cas les plus sévères, la structure est elle-même endommagée avec d’importants risques de perte de capacité portante, voire d’effondrement de l’ouvrage. Par conséquent, il est primordial de caractériser l’état de corrosion des armatures et d’évaluer la cinétique du phénomène de corrosion dès lors qu’il est initié. En ce sens, deux types de sondes de mesure de la vitesse de corrosion ont été développées dans le cadre du projet DIAMOND – DIAgnostic corrosion et MONitoring pour la Durabilité des ouvrages en béton armé (2016-2019) – dont Setec LERM était un des pilotes. Contrairement aux dispositifs existants, ces sondes, dites sondes DiaCor, permettent les mesures conjointes et colocalisées de la vitesse de corrosion (Vcor), du potentiel de corrosion (Ecor) et de la résistivité (Rho) du béton d’enrobage, en ayant un accès direct et contrôlé aux différents paramètres influençant la mesure de la vitesse de corrosion. Des jumeaux numériques 3D ont été réalisés sous COMSOL afin de déterminer le design optimal des sondes. Par ailleurs, des abaques permettant d’appliquer des coefficients de correction à la mesure de Vcor ont été produites en tenant compte des influences combinées du diamètre, de l’écartement et de l’enrobage des armatures soumises à un courant d’intensité contrôlée. La première gamme de sondes, dite sonde DiaCor de surface, permet d’évaluer le niveau de corrosion des armatures à un instant donné et donc de « VOIR » quel est le degré d’activité de corrosion. La seconde gamme de sondes, dite sonde DiaCor de monitoring, permet de faire une surveillance temporelle de la mesure de la vitesse de corrosion et donc de « PREVOIR » la cinétique d’évolution de la perte de section des armatures, en assurant un suivi dans le temps. Depuis 2020, plusieurs essais in-situ des sondes DiaCor ont été réalisés par Setec LERM appuyé par le LMDC et EDF. Ces essais ont permis à Setec LERM de produire des versions plus robustes des sondes DiaCor, tant sur le plan pratique (mise en œuvre sur site) que sur le plan du traitement et de la valorisation des données (interface graphique, base de données). Après un rapide rappel du contexte et des objectifs à l’origine des sondes DiaCor, cet exposé présentera des exemples concrets de mise en œuvre sur site des sondes DiaCor de surface et de monitoring.

17:50 ME.4.E.5
SHM par ondes guidées pour la maintenance prédictive : du diagnostic au pronostic
Slah YAACOUBI ¹ | Co-auteur : Mahjoub EL MOUNTASSIR ¹ | Institut de Soudure ¹
La maintenance prédictive vise à réduire les coûts imprévus d’immobilisation et de remplacement de pièces. Elle est de plus en plus utilisée dans les installations industrielles, grâce notamment à la disponibilité grandissante du matériel de collecte de données et de son traitement relativement aisé, soutenu par des moyens de calcul de plus en plus miniatures et puissants. Elle est basée plus sur le monitoring de condition (connu plus par son appellation anglaise condition based monitoring), ce qui revient concrètement à mesurer des paramètres tels que la température, humidité, tension/intensité électrique, fréquences de résonnance/modes vibratoires, bruit, … mais n’inclut pas (ou très peu) des mesures directes de l’état d’une structure (i.e., détection d’hétérogénéité). Le contrôle santé intégré (Structural health monitoring) est une discipline dédiée exclusivement à statuer sur l’intégrité de la structure elle-même. C’est un ensemble de techniques de contrôle non destructif qui permet d’assurer un diagnostic (ce qui revient à répondre aux questions suivantes : Y-a-il un défaut ?, si oui, comment est-il ? où se trouve-t-il ?) et un pronostic, ce qui revient à déterminer la durée de vie résiduelle. Les travaux de recherches dans le domaine du SHM sont très répandus dans la partie de diagnostic, mais pas dans le pronostic. Ajouter le SHM au panel de la maintenance prédictive requiert indéniablement la maîtrise de cette partie. Des travaux ont été menés en ce sens, au sein de l’équipe de Monitoring et intelligence artificielle de l’Institut de Soudure. Deux études de cas seront détaillées dans la conférence.

Les dernières innovations Nikon en tomographie à rayons X
Sylvain GENOT | Nikon
L’année 2023 a été riche en innovations pour la tomographie à rayons X chez Nikon Metrology : Le lancement du premier modèle d’une toute nouvelle génération de systèmes configurables à rayons X dotés d’une grande enveloppe d’inspection pouvant prendre en charge plusieurs sources et détecteurs pour répondre aux besoins les plus exigeants et se positionner en tant que leader sur le marché. Le nouveau logiciel Dual.Material CT permet d’effectuer un scan par rayons X plus rapide sur des assemblages composés de deux matériaux de densités différentes. Le développement logiciel de l’interface Automation OPC UA par Nikon, protocole principal de communication destiné à la mise en réseau dans les usines de l’Industrie 4.0, car nécessite l’utilisation d’un langage commun pour simplifier l’échange sécurisé de données entre les machines et les systèmes commandés par ordinateur. Overhang Analysis, qui représente une avancée majeure dans l’inspection des cellules lithium-ion. A l’aide d’une IA innovante, d’algorithmes de reconstruction internes et d’une technologie avancée de source de rayons X, le recouvrement d’anode peut désormais être mesuré en 3D plus rapidement et avec davantage de précision qu’auparavant. Combinée aux fonctionnalités Rotating.Target 2.0 et Half.Turn CT, cela permet de procéder à une analyse automatique des scans en production, solution significativement plus rapide que les méthodes conventionnelles. Retour sur une des caractéristiques majeures des sources de rayons X Nikon : maîtrise de la croissance des tailles de tâche focale ou « spot » hors convention dite de « l’isowatt »

8:30 JE.1.A.1
Tomographie Passive par Ondes Guidées pour le Monitoring de Corrosion en Conditions Environnementales Variables
Tom DRUET ¹ | Co-auteurs : Axel THOMAS ¹ – Arnaud RECOQUILLAY ¹ – Bastien CHAPUIS ¹ | CEA List ¹
La détection de défauts dans les tuyauteries par les techniques de contrôle non destructif joue un rôle crucial pour la prévention des risques de rupture ou de fuite dans plusieurs industries (pétrochimie et nucléaire notamment). Le contrôle santé des structures, plus connu sous l’acronyme anglais SHM – Structural Health Monitoring – est une approche qui consiste à munir une structure de capteurs pour suivre son état de santé. Les ondes élastiques guidées sont particulièrement adaptées pour les applications SHM de structures minces (type plaques, tubes ou cuves) grâce à leur capacité à se propager sur de longues distances. Nous présentons ici une approche originale de SHM pour la détection de corrosion appelée « tomographie passive par ondes élastiques guidées ». Cette technologie est basée sur la combinaison d’algorithmes de tomographie par ondes élastiques guidées et d’une méthode passive telle que la corrélation de champs élastiques diffus. Elle permet d’obtenir des cartographies absolues et précises de l’épaisseur d’une zone de la structure jugée critique, entourée par une distribution de capteurs, sans émettre d’ondes, simplement en analysant le bruit élastique qui existe naturellement dans la tuyauterie. Ce bruit peut être dû aux vibrations ambiantes par exemple. Le type de corrosion imagé par cette technique est une perte d’épaisseur étendue, de taille souvent supérieure au centimètre, par exemple due à des phénomènes d’érosion. Nous présentons dans un premier temps les méthodes d’imagerie utilisées, en particulier leur capacité à travailler en mode « absolu », c’est-à-dire sans état de référence, à l’aide d’un procédé d’autocalibration, ce qui rend le diagnostic très robuste aux fluctuations environnementales et aux variabilités inhérentes de la structure (variations de l’épaisseur due au procédé de fabrication par exemple). Nous montrons ensuite des validations expérimentales de tomographie active et passive et notamment des résultats sur la robustesse de la méthode aux variations de température au travers d’acquisitions menées en enceinte climatique sur une large gamme de températures.

8:50 JE.1.A.2
Suivi des pertes d’épaisseur dues à la corrosion par reconstruction d’image des ondes guidées à l’aide de réseaux de capteurs
Romain HODÉ ¹ | Co-auteurs : Quang Anh VU ¹ – Clément JABIERRE ¹ – Florian RAZAFINTSALAMA ¹ – Abdelkrim SAIDOUN ¹ – Fan ZHANG ¹ – François BERTHELOT ¹ | Cetim ¹
La surveillance des appareils à pression ou des pipelines est primordiale pour assurer leur tenue en service et répondre aux enjeux de sécurité. Parmi les différents modes de défaillance, la corrosion et l’érosion peuvent provoquer des pertes d’épaisseur localisées préjudiciables pour l’équipement. En réponse à ce besoin, des méthodes par ultrasons conventionnels (sonde mono-élément) sont utilisées pour mesurer point par point l’épaisseur de l’installation à contrôler. Bien que ces méthodes soient efficaces, celles-ci sont difficilement applicables dans certaines situations où les zones à contrôler ne sont pas accessibles (corrosions sous support par exemple). Dans ce contexte, une méthode d’imagerie par reconstruction tomographique d’ondes guidées est proposée. Elle permet de localiser et de caractériser des pertes d’épaisseur liées à la corrosion au sein de la pièce dans une démarche de « Structural Health Monitoring » (SHM) grâce à des capteurs installés à demeure sur la structure. Cela permet une surveillance périodique, voire continue, de l’équipement. Cette méthode a été évaluée dans le cas d’un réservoir en acier au carbone instrumenté par deux types de réseaux de capteurs (piézoélectriques et magnétostrictifs) pour l’émission et la réception d’ondes guidées. Ces capteurs sont reliés à un système électronique multivoies. La corrosion, simulée par usinage de la surface, est introduite sous les supports. Un premier algorithme de reconstruction tomographique développé est utilisé pour post-traiter les signaux ultrasonores acquis. Un second algorithme basé sur la reconstruction topologique est aussi appliqué. Ces reconstructions permettent d’imager la zone inspectée et d’étudier les performances des méthodes pour localiser et caractériser des pertes d’épaisseur. Il s’agit donc d’une étude comparative à la fois entre deux types de réseaux de capteurs (piézoélectriques et magnétostrictifs) et entre deux algorithmes de reconstruction (tomographique et topologique). Elle est inscrite dans une action collective du CETIM fédérant un certain nombre d’industriels (fabricants et exploitants d’équipements sous pression). Ce travail est réalisé avec la collaboration de laboratoires universitaires (I2M de l’université de Bordeaux et LVA de l’INSA Lyon).

9:10 JE.1.A.3
High-resolution models for guided wave testing in lightweight and advanced material concepts
Christophe DROZ | Inria / UGE
Guided wave testing is a fast-growing structural health assessment solution, exploiting the elastic waves ability to travel long distances (e.g. in inaccessible areas) and to allow high-resolution damage detection and localization in large-scale structures. Wave-based inspection hence relies on our capacity to generate, collect and interpret vibration signals resulting from the propagation and scattering of guided waves in an elastic medium. To fully exploit this potential while using limited equipment, this strategy requires physical insight into the mechanical properties of a structure and, more specifically, into its wave dispersion properties. Physical models can be developed to identify wave mode characteristics and shapes, to be used for designing accurate sensors and efficient transducers. However, these models are often too simplistic, with low resolution, or computationally expensive and hence cannot be extended to tackle advanced structural and lightweight materials concepts, which are nowadays increasingly used in the civil, aerospace and transportation industries. The complexification of structures and materials will become more and more challenging for the so-called “model-based” Structural Health Monitoring in general, and guided wave testing in particular, due to the huge computational efforts required to run these high-resolution wave-based models. Our work provides an ultra-fast, high-resolution and multi-indicator modeling framework, for the extension of model-based guided wave testing strategies for slender periodic materials and structures. Indeed, the vast majority of these advanced structural models exhibit a repetitive material or geometrical structure, which can be used to produce a staggering reduction in their computational requirements. Our solution therefore relies on the exploitation of structural periodicity to create high-resolution finite element models of the structure while providing a variety of indicators, including wave dispersion characteristics, simulated damage scattering and overall dynamic response of the structure subjected to various loads and boundary conditions. This modeling framework applies to a broad range of repetitive structures including lightweight, stiffened, honeycomb, heterogeneous, corrugated or architected media. It provides an opportunity to leverage high-resolution physical models for the development of innovative damage features, more versatile model-based structural health monitoring strategies, and near-real-time state/input estimation methods for virtual sensing.

9:30 JE.1.A.4
Evaluation de solutions SHM intégrées dans des composites utilisés en équipement sous pression
Anas JOHAR | Co-auteurs : Oriane FEDRIGO – François BERTHELOT | Cetim ¹
Le SHM permet de surveiller l’état de structures dans un cadre de maintenance dans l’optique d’augmenter la fiabilité de ces structures et de réduire les conséquences économiques. Cette surveillance revient à identifier des endommagements et/ou de mesurer et déterminer des caractéristiques statiques et dynamiques à l’aide d’un réseau non destructif de capteurs intégrés ou collés aux structures concernées. Le SHM peut être appliqué à des structures de différents types de matériaux. Les matériaux composites sont désormais largement répandus dans de nombreuses industries à hautes performances. L’impact est identifié comme étant le mode de dégradation le plus critique pour ces matériaux, car ceux-ci peuvent s’endommager intérieurement sans laisser de trace visible, en particulier lors des petits chocs. L’objectif de ce travail est d’évaluer différentes technologies SHM intégrées à cœur de structures composites, en commençant dans un premier temps par valider la technique d’intégration des capteurs et identifier les possibilités de simplifier le processus. Dans un deuxième temps, l’étude a consisté à vérifier la sensibilité de détection des endommagements à différents endroits de la structure. La détection de l’impact est recherchée ainsi que la localisation et le dimensionnement de celui-ci. Les quatre technologies évaluées sont : des bandes avec un réseau de pastilles piézoélectriques (PZT) intégré, capteur à base de nanoparticules de carbone, fibre optique à réseau de Bragg et système branché en périphérie du matériau (sans capteur). L’évaluation et la comparaison des technologies a été réalisée d’abord sur des pièces simples (plaques). Ce sont des plaques en carbone époxy fabriquées par infusion de résine sous vide (voie humide), procédé qui se rapproche le plus du procédé de fabrication des réservoirs thermodur. Ensuite, la technologie qui a donné les meilleurs résultats a été testée sur un réservoir composite. Cette étude a été réalisée dans le cadre d’une action collective réunissant les ressortissants mécaniciens du CETIM dans le domaine du CND des équipements sous pression.

9:50 JE.1.A.5
Détection de défauts par ondes guidées robuste et auto-référencée : application aux pièces en composite tissé de forme complexe.
Clément FISHER ¹ | Co-auteurs : Arnaud RECOQUILLAY ¹ – Olivier MESNIL ¹ – Oscar D’ALMEIDA ² | Université Paris-Saclay, CEA List ¹ – Safran Tech ²
Dans le contexte du Structural Health Monitoring (SHM), l’utilisation des ondes guidées est souvent limitée par le besoin d’un état de référence pour l’analyse des données. Il est souvent démontré dans la littérature que cet état de référence est dépendant de la température, mais c’est également vrai pour d’autres conditions environnementales et opérationnelles telles que le vieillissement des capteurs. La robustesse du système SHM est alors dépendante de paramètres non maitrisés en pratique, ou nécessitant l’ajout de nombreux capteurs. Cette communication présente une nouvelle méthodologie auto-référencée qui est, par construction, intrinsèquement robuste aux variations de conditions environnementales et opérationnelles. Elle repose sur le principe d’état de référence instantané, c’est-à-dire sur la comparaison de mesures simultanées, acquises sur des structures présentant un haut degré de similitude du point de vue des ondes guidées. Une des forces de cette méthode est la détection de défauts ayant une faible influence sur les mesures malgré la présence sur les échantillons de variabilités internes et externes, ayant en comparaison une influence plus importante sur les signaux. La méthode permet également l’analyse de nombreux échantillons avec un faible volume de données grâce à une réduction de dimension par l’extraction de paramètres d’intérêts. La méthode est dans un premier temps validée en laboratoire, sur 12 plaques d’aluminium ayant une fissure traversante de 1 à ~30mm de long. La méthode est également testée pour 2 coupons de forme complexe en composite tissé en présence de variations des conditions. Plus précisément, une variation de la température a été considérée, ce paramètre ayant été étudié en détail dans la littérature et ayant un impact significatif sur les ondes guidées. Dans ce cas, la détection d’une masse ajoutée, sans état de référence, est possible pour l’ensemble des températures testées (-30°C à 30°C) pour différentes fréquences d’inspection (50, 100 et 150kHz), alors que les méthodes conventionnelles telles que RAPID associée à une compensation de la température telle que Baseline Signal Stretch échouent.

8:30 JE.1.B.1
Projet ARTI – Auscultation des revêtements par thermographie IR
Thibault LE BRAS ¹ | Co-auteurs : Yohann COTILLEAU ¹ – Nicolas MANZINI ¹ | Sites ¹
Les structures béton se dégradent avec le temps et deviennent poreuses. En plus de fonctions structurelles, certaines doivent assurer tout au long de leur vie des fonctions d’étanchéité essentielles dans l’industrie : stockage de l’eau potable, rétentions ultimes de produits chimiques, confinement d’effluents radioactifs gazeux ou liquides, etc. Des revêtements stratifiés sont mis en œuvre afin d’améliorer l’étanchéité et la résistance du béton. Mais ces systèmes multicouches complexes, intégrant des fibres ou des tissus, peuvent comporter des défauts d’adhérence, non visibles à l’œil nu. Lorsqu’un manque d’adhérence se produit, c’est un chemin privilégié pour un fluide pour circuler, en agrandissant ces cloques et en pénétrant dans le béton, créant ainsi une zone de fragilité pour. La lutte contre ces défauts est un moyen important de garantir la sûreté des installations industrielles et notamment nucléaires. La recherche de ces défauts se réalise actuellement à la source, lors de l’application du revêtement, puis visuellement, lors des inspections successives. Les cloques sont détectées visuellement par lumière rasante, puis les non-adhérences à la main en sonnant la structure par détection acoustique lors des contrôles de maintenance. Bien qu’efficaces sur des petites surfaces, ces contrôles dépendent de la vigilance de l’opérateur et montrent des limites logistiques face à des parois de dizaine de mètres, dans des environnements industriels complexes. Le projet ARTI, en cours de développement, porte sur la création d’une solution mobile d’identification de ces défauts par thermographie infrarouge. La présence d’air au sein d’un revêtement modifie localement le coefficient thermique de l’ensemble. Une caméra thermique exploitera cette différence pour faire apparaitre les zones de défauts, potentiellement non perceptibles à la main. Cette technologie est déjà utilisée passivement pour les contrôles d’étanchéité, à l’extérieur avec comme source d’excitation thermique le soleil. Notre objectif est de la développer avec une source d’excitation active. Différentes technologies existent et le choix sera un enjeu majeur, car elles doivent répondre aux besoins techniques et être utilisables dans un milieu industriel complexe. Une miniaturisation et automatisation de l’ensemble {excitation + détection} est prévue de façon à se coupler avec des logiciels d’identification automatique de défauts et s’intégrer dans des systèmes électroniques à haut potentiel technologique (drone, robots, etc.). Ce projet a pour but le basculement d’une maintenance des revêtements souvent curative vers une maintenance préventive automatisée, factuelle et reproductible. Il est subventionné par la BPI dans le cadre du plan de relance du gouvernement.

8:50 JE.1.B.2
Détection automatique des défauts sur des images de thermographie inductive par des méthodes d’intelligence artificielle supervisées et semi-supervisées
Naïm SAMET ¹ | Co-auteurs : Oumaima JRAD ² – Sophie KOHLER ² – Patrick BOUTEILLE ¹ – Christophe CUDEL² – Maxime DEVANNE² | CETIM ¹ – Université de Haute Alsace ²
La thermographie infrarouge inductive est une alternative intéressante au ressuage et à la magnétoscopie en permettant, pour la même qualité de détection, de n’utiliser aucun produit chimique. Elle gagne encore plus d’intérêt car elle est plus facile à automatiser. Cependant, pour automatiser le contrôle par thermographie infrarouge inductive, nous devons aussi automatiser la tâche de détection des défauts à partir de l’image thermique obtenue. Ces dernières années, plusieurs méthodes de détection de défauts basées sur des algorithmes d’apprentissage profond, plus précisément les réseaux de neurones convolutifs (CNN), ont été proposées et se sont avérées plus efficaces que les méthodes de traitement d’images classiques dans plusieurs tâches. D’habitude, l’apprentissage des CNN se fait de manière supervisée où le but est d’entraîner le réseau de neurones à identifier les vrais défauts, les classifier par type, et dans certains cas, les localiser dans l’image. Cette approche supervisée, tout en étant très robuste dans la détection des défauts, nécessite une base de données contenant une grande quantité d’images de pièces défectueuses dans laquelle tous les défauts à détecter doivent être présents. La présence d’une grande quantité de pièces défectueuses représentatives de tous types de défauts n’est pas toujours assurée surtout dans une industrie où le taux de rebut est faible. En plus, ces images doivent être manuellement annotées par un opérateur pour signaler le type et la position de chaque défaut dans l’image. Pour s’affranchir de ces limitations, les approches de détection d’anomalies et plus précisément, la détection d’anomalie semi-supervisée qui nécessite des images de pièces conformes uniquement, présentent une alternative intéressante. Une telle approche consiste à apprendre l’état normal d’une pièce et, par la suite, identifier toute pièce qui présente une dérive importante de cet état normal, ce qui explique l’utilisation du terme anomalie au lieu de défaut. Dans cet article, nous proposons de comparer ces deux approches d’apprentissage en illustrant les avantages et les inconvénients de chaque approche d’un point de vue industriel. Pour l’apprentissage supervisé, deux méthodes principales de détection de défauts sont comparées : la classification et la détection d’objets. Pour l’apprentissage semi-supervisé, on présente une méthode qui permet à la fois la détection et la localisation des anomalies dans l’image. En conclusion, on propose une nouvelle stratégie de déploiement du contrôle automatique, qui combine les deux approches pour assurer une inspection robuste avec un déploiement rapide.

9:10 JE.1.B.3
Détection de défauts surfaciques micrométriques sur disque de turbine aéronautique par thermographie laser
Stéphane AMIEL ¹ | Co-auteurs : Marina GUILLOT ² – Benjamin VILLENAVE ² – Loic CLAUZADE ² – Abdelhamid ZOUKAGHE ¹ – Benoit GERARDIN ¹ | DST/NDIS/I2T, Safran Tech ¹ – DI, Safran Aircraft Engines ²
Durant la fabrication des composants métalliques des moteurs aéronautiques, plusieurs contrôles non-destructifs, dont certains utilisent des produits chimiques, sont réalisés pour détecter de potentielles indications surfaciques. Ces procédés nécessitent un long temps de préparation préalablement à l’inspection et représentent une part importante du coût final de fabrication. Dans le processus de mise en place de nouveaux moyens de contrôles non-destructif, en alternative aux méthodes traditionnelles, la thermographie par chauffage laser permet la détection de défauts surfaciques. Cette technique, en plus de ne pas employer de produit chimique, permet une numérisation de la donnée. L’exploitation de la réponse thermique des matériaux à une excitation laser, mesurée avec une caméra infrarouge permet la détection de potentiels défauts. Des travaux précédents ont démontré les performances du balayage d’une source laser ponctuelle comme moyen de détection des défauts surfaciques comme les fissures sur disque de turbine. La forme circulaire des disques est particulièrement adaptée pour la mise en rotation de la pièce en conservant une ligne laser fixe dans le champ de la caméra thermique pour réduire le temps de contrôle. L’absorption du laser par le matériau génère une élévation de température de quelques degrés. A cause de sa résistance thermique, la présence d’un défaut surfacique bloque la diffusion de la chaleur et génère une température de surface plus élevée. Le suivi temporel de cette température est effectué avec une caméra infrarouge refroidie pour bénéficier d’une sensibilité thermique élevée pour détecter les petites variations thermiques. L’application de filtres spatiaux sur les séquences d’images reconstruites ou l’évaluation de la phase temporelle permettent la construction d’une image du défaut. Des mesures ont été effectuées sur une portion d’un disque en superalliage base nickel présentant des fissures de deux millimètres de long et des ouvertures de l’ordre de dix microns. Contrairement au balayage par faisceau laser, la mise en mouvement de l’échantillon avec une ligne laser fixe permet de contrôler la totalité de la surface en une seule acquisition. Des travaux ont permis d’optimiser les paramètres de la méthode afin de détecter de véritables fissures surfaciques. Tout d’abord, des métriques CNR (Contrast to Noise Ratio) sont proposées pour comparer les configurations expérimentales. De plus, l’étude teste différentes méthodes de post-traitement sur les films expérimentaux afin d’identifier les plus performantes. Dans le cadre des études paramétriques, l’utilisation d’algorithmes d’optimisation permet de proposer un plan d’expérience couvrant l’ensemble des paramètres et d’identifier les réglages optimaux associés au matériau contrôlé.

9:30 JE.1.B.4
L’automatisation de la thermographie inductive en remplacement de la magnétoscopie et du ressuage
Patrick BOUTEILLE ¹ | Co-auteur : Filipe DA ROCHA ¹ | CETIM ¹
Aujourd’hui, un nouveau pas est franchi dans l’industrialisation de la thermographie infrarouge par induction ! Automatisation, robotisation, sanction automatique, intelligence artificielle peuvent être associées à cette méthode de contrôle pour réaliser un contrôle 4.0. Les derniers développements réalisés par le CETIM pour aboutir à la mise en place d’ilots de contrôle automatisé ou robotisé avec une détection automatique des défauts de surface seront présentés. Un temps de cycle de quelques secondes, un fonctionnement 24h/24, des centaines de milliers de pièces contrôlées, voici les principaux atouts de ces machines industrielles qui permettent de détecter les défauts de surface et d’assurer une sanction sans l’intervention d’un opérateur grâce à un traitement d’images adapté. Le CETIM a démontré depuis plusieurs années que la thermographie infrarouge avec une excitation par induction permet de mettre en évidence des défauts de surface débouchants ou sous-jacents sur produits métalliques, magnétiques ou non (replis de forge, tapures de trempe, criques de rectification, défauts de soudage…). L’absence de produits chimiques et l’automatisation possible du contrôle et de la sanction rendent cette méthode particulièrement intéressante pour tout contrôle en production en alternative au contrôle par ressuage et par magnétoscopie. Elle est particulièrement bien adaptée pour les pièces forgées, la boulonnerie, les pièces soudées, les engrenages…

9:50 JE.1.B.5
LTcam, avancées technologiques en thermographie laser
Stéphane Bourgois ¹ | Co-auteur : Axelle Elrikh ¹ | Framatome/Intercontrole ¹
La thermographie (TT) est une méthode de contrôle non-destructif basée sur la diffusion de la chaleur dans la pièce à inspecter, pour la détection et la caractérisation de potentiels défauts. C’est une méthode sans contact, mesurant le signal infrarouge (IR) généré par la pièce à contrôler chauffée. Intercontrôle, en partenariat avec Thermoconcept et Edevis, a développé un système de contrôle non destructif par thermographie laser, permettant la détection de défauts en surface ou proches de la surface :la LTcam, qui est la dernière itération de ce système et la version la plus aboutie à ce jour. La LTcam utilise une source laser (source de chaleur) et une caméra infrarouge mesurant le signal de la pièce inspectée. Ce produit permet une utilisation immédiate et tout-en-un de la thermographie : – le laser focalisé scanne la surface inspectée, créant un flux de chaleur transitoire dans la pièce ; – ce flux de chaleur sera perturbé en présence d’un défaut. La perturbation est enregistrée par la caméra infrarouge ; – une image infrarouge résultante du scan de la surface est générée automatiquement par le logiciel d’acquisition, sur laquelle apparaissent les potentiels défauts présents. La thermographie laser, par le biais de la LTcam, ne génère aucun effluent, offre une traçabilité optimale des acquisitions réalisées et permet une utilisation en déporté (posée ou embarquée sur un robot multiaxes) dans les cas où les zones à inspecter ne sont pas accessibles facilement et est un moyen de contrôle robuste, proposé dans un cadre industriel.

8:30 JE.1.C.1
Radiologie numérique pour l’évaluation des profondeurs d’affaissements au sein de composants soudés pour turbomoteurs
Emmanuel SIRYABE | Co-auteur :Etienne JULIAC | Safran Helicopter Engines ¹
Le contrôle non destructif par radiologie numérique à rayons X (RX) est de plus en plus utilisé dans les industries aérospatiales et les applications médicales en raison de ses nombreux avantages, parmi lesquels, la non-utilisation des produits consommables et chimiques et la réduction du temps de contrôle. Dans cette étude, l’emploi de la radiologie numérique est envisagé pour évaluer les profondeurs d’affaissements, dans des composants soudés pour turbomoteurs, en mesurant la différence de niveaux de gris entre la soudure et l’affaissement. Deux lots d’échantillons représentatifs sont premièrement testés : le premier est constitué d’alliage base nickel et le second d’alliage base cobalt. La comparaison entre les mesures RX et celles obtenues par profilomètre laser et découpes micrographiques, montre un accord satisfaisant. Des pièces réelles sont ensuite soumises au contrôle RX et analysées. Les premiers résultats obtenus mettent en avant le potentiel de la radiologie numérique à rayons X à évaluer les profondeurs d’affaissements dans des assemblages soudés.

8:50 JE.1.C.2
Extension algorithmique du champ de vue tomographique à des objets de toutes dimensions
Alix SARDET ¹| Co-auteurs : Nicolas ESTRE ¹ – Daniel ECK ¹ – Emmanuel PAYAN ¹ – Frédéric MOUTET ¹ | CEA Iresne ¹
Le Laboratoire de Mesures Nucléaires de l’institut IRESNE du CEA (centre de Cadarache) réalise dans la cellule d’irradiation CINPHONIE (INB CHICADE) des expertises radiographiques et tomographiques sur des objets denses et/ou de grandes dimensions. Pour ce faire, la cellule est équipée d’un accélérateur linéaire de type SATURNE permettant la production de photons ayant une énergie allant de 9 à 21 MeV (débit de dose maximal à 1 m d’environ 62 Gy/mn). Un banc mécanique de haute précision et d’une capacité de 5 tonnes permet les mouvements en translation (horizontale et verticale) et en rotation d’objets ayant un diamètre maximal de 1,50 m. La détection est assurée au moyen d’un détecteur dit « Grand Champ », composé d’un écran scintillateur de Gadox monté sur un renforçateur en tantale (80 x 60 cm²) et filmé, via un renvoi d’angle, par une caméra sCMOS bas bruit. Compte-tenu des contraintes géométriques de la cellule, le champ de vue du tomographe permettait de mesurer au maximum des objets de diamètre 102 cm en demi-champ. En 2018, une nouvelle méthode de traitement des projections a permis d’étendre le champ de vue à des objets de toute taille. Cette extension du champ de vue est effectuée en enregistrant, pour une coupe tomographique donnée, plusieurs séries de rotation sur 2π obtenues en décalant le centre de rotation de l’objet. Les projections résultantes sont ensuite fusionnées puis utilisées comme données d’entrée des algorithmes de reconstruction. Au sein du laboratoire, celle-ci est effectuée au moyen du logiciel RTK (algorithme FDK). Après une phase de validation par simulation au moyen du logiciel MODHERATO, développé au sein du laboratoire, la méthode a été appliquée à divers objets de gros volumes et de densités variées tels que des coques de déchets nucléaires bétonnés (Ø110 cm × 130 cm, ρ = 2,5) ou encore le crâne du Mammouth de Durfort (110 cm × 110 cm, ρ = 1,5) appartenant au Musée d’Histoire Naturelle de Paris. Les dimensions maximales des objets sont ainsi définies par les capacités physiques (et non algorithmiques) du système tomographique à disposer d’un rapport signal sur bruit suffisant. Ce rapport dépend uniquement des caractéristiques du faisceau ainsi que du diamètre et de la densité des objets tomographiés.

9:10 JE.1.C.3
Apport du modèle CAO pour l’inspection tomographique par rayons X rapide
Victor BUSSY ¹ | Co-auteurs : Caroline VIENNE ¹, Julie ESCODA ¹, Valérie Kaftandjian ² | Université Paris Saclay, CEA List ¹ – Laboratoire de Vibrations et Acoustique, INSA Lyon ²
La tomographie par rayons X est une technique de contrôle non destructif complète qui donne une caractérisation tant dimensionnelle que santé matière des pièces inspectées. Toutefois, elle peine à s’imposer pour des applications de contrôle en ligne à cause du temps d’acquisition trop long des centaines de radiographies généralement requises pour assurer une bonne qualité de reconstruction. Depuis peu, les chercheurs proposent des solutions afin de pouvoir reconstruire un objet en 3D malgré un faible nombre de vues grâce à une stratégie dite « sparse-view ». Un moyen efficace de pallier la réduction du nombre de vues est l’injection d’information a priori. Dans ce papier, nous proposons une méthodologie pour la tomographie qui intègre l’information a priori apportée par un modèle CAO 3D, généralement connu dans le domaine industriel. L’approche que nous proposons offre des améliorations à divers niveaux du processus de reconstruction tomographique. Tout d’abord, les projections à acquérir peuvent être judicieusement sélectionnées afin d’utiliser les plus utiles à la reconstruction sur la base d’un opérateur de sélection pour de l’échantillonnage épars (Discrete Empirical Interpolation Method). Cette méthode permet typiquement de sélectionner les projections les plus différentes, présentant les bords les plus saillants. En y intégrant une pondération sur le niveau de bruit dans l’image, il est également possible d’éviter les vues pour lesquelles le faisceau est trop atténué. Quant à la reconstruction, la connaissance a priori de la géométrie de la pièce permet d’inférer de nombreuses informations. Nous avons développé une reconstruction sur masque, qui exclut les zones ne contenant pas de matière, et une représentation par un maillage adapté à la représentation de l’objet étudié. Ces deux points permettent de réduire considérablement le nombre de variables, ce qui améliore la qualité de reconstruction à partir d’un faible nombre de vues. Une étape préalable de recalage est développée pour faire correspondre géométriquement cette représentation théorique de la pièce avec les données réelles. Finalement, la connaissance a priori de la pièce à reconstruire permet d’introduire un terme de régularisation et nous présenterons une technique de régularisation basée sur les « Non Local Means », exploitant la CAO recalée de l’objet. Ces différentes approches sont implémentées et testées en simulation et sur données réelles et peuvent être utilisées indépendamment ou de manière complémentaire pour garantir une bonne qualité de reconstruction malgré un nombre de vues limité.

9:30 JE.1.C.4
Détectabilité des défauts en radiographie
Nicolas DANKAR ¹ | Co-auteur : Franck ZIELINSKI ¹ | Cetim ¹
Dans le cadre de son activité collective destinée à ses cotisants mécaniciens, le CETIM a réalisé une étude de la détectabilité des défauts par radiographie et l’impact des différents paramètres d’acquisition sur celle-ci. La détectabilité d’une indication en radiographie dépend d’un grand nombre de paramètres corrélés les uns aux autres et n’est pas facilement déterminable. Pour cette raison, on utilise en pratique une notion de qualité d’image plutôt que de sensibilité de détection des défauts. Mais la pratique montre qu’une bonne qualité d’image peut être insuffisante pour détecter des indications, et que des indications peuvent, à l’inverse, être détectées malgré une qualité d’image inférieure aux exigences des normes. L’objectif de l’étude présentée est de définir quelle sensibilité de détection des défauts peut être attendue en radiographie en fonction des paramètres d’acquisition principaux, et également en fonction de la nature et des dimensions des indications recherchées. Un axe majeur de l’étude est de s’intéresser aux défauts plans, et de rechercher à quel point l’angle d’incidence du faisceau de rayonnement par rapport à l’orientation du défaut peut influer sur sa détection. La présentation explique les essais et modélisations réalisés et les conclusions associées, notamment en termes de bonnes pratiques pour la recherche de défauts plans.

9:50 JE.1.C.5
Contrôle de soudures par radiographie numérique avec une source d’Ir192 : challenges et résultats.
Romain JONCHIERE ¹ | EDF ¹
Le contrôle d’assemblages soudés par radiographie numérique est a priori couvert par la norme NF EN ISO 17636-2 quelle que soit la source. Toutefois, sa mise en pratique avec une source gamma, notamment une source d’Ir192, peut s’avérer plus compliquée que prévu. En effet, les distances source-objet minimales mais surtout les résolutions de base du détecteur maximales à respecter pour obtenir des flous totaux d’image respectant les requis de la norme, sont souvent difficilement atteignables et/ou pas acceptables industriellement. Dans cette communication seront présentés : d’une part quelques éléments théoriques permettant d’expliquer comment adapter et relaxer les exigences de la norme pour une utilisation avec une source d’Ir192 et d’autre part, des résultats d’essais effectués, avec de la radiographie numérique type CR (avec écrans photo-stimulables) et type DR (flat panel) illustrant les performances atteignables à l’heure actuelle avec les solutions de radiographie numérique disponibles « sur étagère », pour différents domaines d’épaisseur (de 2 à 50 mm d’acier) et techniques d’exposition (simple-paroi, double paroi simple- et double-image) représentatives des tuyauteries et composants aujourd’hui contrôlés en radiographie avec de l’Ir192 sur les installations nucléaires.

8:30 JE.1.D.1
Tomographie ultrasonore appliquée au contrôle de procédé de fabrication pour l’industrie agroalimentaire
Sébastien BRZUCHACZ ¹ | Co-auteurs : Clément JABIERRE ¹ – Théo LANGLET ¹ – Henri WALASZEK ¹ | Cetim ¹
La tomographie est une technique d’imagerie que l’on peut décliner avec toutes sortes de mesures physiques, autres que l’atténuation des rayons X à travers un milieu. Dans le cadre de ses travaux pour ses industriels cotisants, le Cetim a été amené à développer un prototype de tomographe ultrasonore pour imager l’intérieur de cuves ou de conduites contenant des produits agroalimentaires, avec l’objectif de suivre leur transformation ou leur transfert à travers leur contenant. Cet article propose une description du système développé et une synthèse des résultats obtenus sur divers produits, avec des résultats plus ou moins prometteurs selon la nature du produit imagé et son environnement. Les limites et les perspectives d’applications de la technique seront également discutées.

8:50 JE.1.D.2
Bénéfices de l’imagerie par ondes planes pour le contrôle non destructif par ultrasons. Application à l’inspection de plaques de fonderie
Sylvain DEUTSCH ¹ | The Phased Array Company ¹
Le contrôle par ultrasons est actuellement l’une des principales techniques employées dans de nombreuses industries (métallurgie, fonderie, aéronautique, etc.). Cette technique consiste à générer des ondes ultrasonores dans les pièces à inspecter pour éventuellement détecter et dimensionner des défauts à partir de l’analyse des signaux rétrodiffusés. La technologie des sondes multiéléments permet de reconstruire des images ultrasonores à partir d’une position fixe de la sonde. Les premières méthodes d’imagerie, dites conventionnelles, sont apparues il y a quelques décennies et consistent à retarder puis sommer électroniquement des signaux focalisés afin de limiter le débit de données. Elles permettent de réaliser des inspections rapides au prix d’une résolution très limitée. De nos jours, les appareils d’acquisition sont de plus en plus performants et personnalisables ; il est aujourd’hui possible de transférer de larges quantités de données vers un ordinateur. L’acquisition FMC (Full Matrix Capture) a ainsi été développée et permet de mesurer l’ensemble de la matrice de signaux inter-éléments. A partir des données FMC, l’algorithme TFM (Total Focusing Method) réalise un calcul logiciel permettant de reconstruire des images bien mieux résolues que les images conventionnelles. Néanmoins, le processus d’acquisition est lent car tous les transducteurs de la barrette multiélément doivent être excités séquentiellement. Nous nous intéressons à la technique d’imagerie PWI (Plane Wave Imaging) qui consiste à insonifier le milieu avec plusieurs ondes planes émises en excitant tous les transducteurs de la barrette. La technique PWI permet de combler l’écart entre les technologies conventionnelles et FMC/TFM : fusionnant la vitesse des méthodes conventionnelles et la précision du FMC/TFM. L’imagerie PWI offre de nombreux avantages pour les inspections CND : haut niveau d’énergie dans les émissions, même nombre élevé d’éléments en émission et en réception, capacité à insonifier des pièces de grande taille. Des images de qualité proches du FMC/TFM peuvent être obtenues avec un nombre limité d’ondes planes, permettant ainsi de hautes cadences d’inspection. Dans cet article, le principe de la technologie est présenté. Ensuite, un cas concret d’application montrant l’amélioration par rapport aux techniques conventionnelles et FMC/TFM sera présenté. A partir d’une instrumentation ultrasonore complète (appareil à ultrasons, sonde spécifique, logiciel intégrant le PWI, algorithmes de calcul accéléré sur carte graphique) fournie par TPAC, l’application a été développée avec Dynamic Concept Europe pour la détection de fissures sur des plaques d’aluminium brutes de fonderie de grandes dimensions produites par Aluminium Dunkerque. Dans cette application, nous montrons que le PWI permet l’amélioration de la détection et de la caractérisation de fissures. Cette technique garantit une cadence d’imagerie compatible avec des applications industrielles et offre de nouvelles perspectives pour la détection automatique de défauts.

9:10 JE.1.D.3
Evaluation d’algorithmes d’imagerie rapide pour le contrôle de pièces épaisses en transmission
Guillemette RIBAY ¹ | Co-auteurs : Ekaterina IAKOVLEVA ¹– Maxance MARMONIER ¹ – Sébastien ROBERT ¹ –Manon CHASTAING ²  –Pierre-Emile LHUILLIER ² | Université Paris Saclay, CEA List ¹ – EDF ²
Ce travail s’inscrit dans le cadre du contrôle de composants de forte épaisseur, en particulier dans l’industrie nucléaire. Les conditions de fonctionnement sévères (température, pression, irradiation…) peuvent être à l’origine de divers types de défauts mettant en jeu la sûreté des installations. Si les défauts volumiques sont aisément détectables, les fissures de faible ouverture orientées perpendiculairement aux surfaces accessibles pour le contrôle sont plus problématiques, plus particulièrement si elles sont localisées à cœur. Si elles ne sont pas détectées à temps, elles peuvent s’étendre selon l’épaisseur du composant et rompre l’étanchéité de ce dernier. Dans cette étude, on s’intéresse en particulier aux méthodes d’imagerie par ultrasons multiéléments de ces fissures dans des composants métalliques. L’objectif principal consiste à mettre au point une méthode de contrôle efficace de ces défauts à un stade précoce, tout en réduisant au minimum la durée du contrôle. La combinaison des contraintes de dimensions de défaut visé, nombre d’éléments du transducteur acceptable, et épaisseur des composants conduit à l’exploitation d’une configuration en transmission, dans laquelle on dispose une paire de capteurs multiéléments situés de part et d’autre de la pièce à inspecter, profitant de l’accessibilité de deux faces parallèles du composant. Des algorithmes d’imagerie basés sur l’émission d’ondes planes sont alors évalués, d’une part sur des données simulées à l’aide du logiciel CIVA, et d’autre part sur des données expérimentales sur une pièce en acier contenant des fissures électro-érodées dans toute son épaisseur. La couverture de zone atteignable dans une telle configuration est étudiée. Les algorithmes d’imagerie existant dans des configurations mono-capteur multiélément sont étendus à la configuration en transmission, tout d’abord dans le domaine temporel (imagerie PWI), puis dans le domaine fréquentiel (imagerie fk), ce qui constitue une première étape vers une imagerie en temps réel de ces structures.

9:30 JE.1.D.4
Ultrasons Multiéléments : traitement des données FMC pour l’imagerie proche- surface
Laura COURET ¹ | Co-auteur : Nicolas PAUL ¹ | EDF ¹
On s’intéresse au contrôle non destructif par sonde ultrasonore multiélément. On se concentre en particulier sur l’inspection des premiers millimètres, souvent considérés comme une zone aveugle en raison des ondes qui se propagent proche de la surface (ondes latérales, ondes de Rayleigh …). Dans nos précédents travaux [1], nous proposions un traitement des résultats d’imagerie en deux étapes. Une première étape d’apprentissage est effectuée sur une zone du composant supposée saine. Des statistiques de bruit sont calculées sur cette zone. Dans une seconde étape, ces statistiques sont utilisées pour calculer une distance entre les TFM obtenues et les TFM attendues pour un composant sain. Cette méthode permet d’homogénéiser le bruit et d’augmenter le Rapport Signal sur Bruit (RSB) mais nécessite de définir une zone du composant représentative de l’état sain ou suffisamment grande pour que d’éventuels défauts y soient minoritaires. Une nouvelle approche est proposée ici, ne nécessitant pas de phase d’apprentissage. Les traitements sont effectués directement sur les acquisitions FMC (Full Matrix Capture):Des Analyses en Composantes Principales (ACP) sont effectuées sur les acquisitions réparties par groupe afin d’estimer les signaux parasites prépondérants puis de les soustraire aux acquisitions. Une variante algorithmique est enfin proposée pour réduire le temps de calcul : on montre en particulier que, lors des ACP, on peut se passer de calculer la plupart des valeurs propres et vecteurs propres de la matrice de covariance. La TFM classique est ensuite effectuée sur les acquisitions FMC traitées. Les performances sont illustrées sur différents types d’acquisition, en contact ou en immersion, sur des maquettes générant de forts signaux parasites. On observe une amélioration importante du Rapport Signal sur Bruit des défauts dans les premiers millimètres, initialement pas ou peu détectables en raison des ondes qui se propagent proche de la surface. [1] N Paul, P. Kassis, A Ferre, A Schumm and PE Lhuiller, “Ultrasound Array Probe: Signal Processing in Case of Structural Noise”, Journal of Nondestructive Evaluation, Diagnostics and Prognostics of Engineering Systems, Vol. 3, DOI: 10.1115/1.4048583, November 2020,

9:50 JE.1.D.5
On the Use of Asymmetrical DMA Probe Assemblies for UT-PA Inspection of Tapered Dissimilar Metal Weld Configurations
Jérôme POIRIER ¹ | Co-auteurs : Frédéric RÉVERDY ¹ – Johan BERLANGER ¹ – Guy MAES ¹ | Eddyfi Technologies ¹
Dissimilar metal (DM) welds typically join two or more different materials, and mostly involve Inconel Alloys. They are often used in nuclear power plant design, to connect clad carbon steel vessels to stainless steel piping. Dissimilar metal welds are identical challenging configurations for UT-PA examinations, due to the propagation issues in austenitic structures, the presence of multiple acoustic interfaces and the complex geometry, including nozzles and tapers. Effective techniques for in-service inspection of dissimilar metal welds are typically based on 1.5 MHz Dual Matrix Array (DMA) probe assemblies. Dedicated wedges are used to generate S-wave beams for inspection of base material, and L-wave beams for inspection through coarse- grain weld material. Specific challenges occur when the dissimilar metal weld is located in the tapered (conical) part of a nozzle. This paper will address the design and implementation of optimized inspection techniques for both circumferential and axial flaws. For circumferential flaws, it is necessary to adjust the refracted angles to compensate for the taper angle. In the case of axial flaws, asymmetric DMA probe assemblies are used to optimize the specular response of ID connected service-induced flaws. The industry-leading UltraVision Classic software, with ray-tracing and acoustic beam simulation tools in a 3D environment, was used to optimize the probe and wedge design. Also, the scanning mechanism to be used for the actual inspections was modelled in the software, to facilitate the preparation of adequate scan plans for the tapered nozzle geometries. This paper will also present examination results obtained on various representative dissimilar metal weld specimens. The performance of the optimized phased array UT methodology in terms of detection and sizing shall be discussed. The importance of versatile and powerful software to guarantee an efficient data analysis process shall be illustrated, and various advanced software tools for flaw discrimination, sizing and reporting shall be presented.

8:30 JE.1.E.1
Reliable non-destructive technologies for quality control and failure analysis of electronic components
Arya SUKUMARAN NAIR ¹ | Co-auteurs : Joshua ROTH ¹ – Peter HOFFROGGE ¹ – Peter CZURRATIS ¹ | PVA TePla Analytical Systems GmbH ¹
Reliable non-destructive technologies for quality control and failure analysis of electronic components are in high demand due to rapid developments in the tremendously competitive microelectronics sector. Among the best non-destructive methods for failure investigation, scanning acoustic microscopy (SAM) is undoubtedly effective. SAM analyzes and characterizes bonded interfaces and a wide range of aberrations like cracks, voids, delamination, and inhomogeneity. High-speed automated sample inspections have been made possible by the development of image- and signal-based machine learning techniques. The emphasis on developing AI-based systems for precise automated signal or image interpretation for failure detection has increased as a result of recent advancements in artificial intelligence (AI). This paper discusses two different approaches for defect detection automation in SAM: a) Acoustic signal-based ML approach combined with traditional image processing algorithms b) Image-based machine learning. Signal-based ML Approach Combined with Traditional Image Processing: This innovative method trains a deep learning network for automatic failure prediction using raw A-Scan data from SAM. This approach concentrates on classifying A-Scan signals using region of interest labeled sample data to address the issues of limited data availability and significant requirement of human effort. The developed algorithm combines SAM data with an A-Scan-based deep learning approach that primarily benefits non-destructive analysis with less labeling effort. In this paper, human expertise opinion is used to accurately label the data to minimize misclassification. For easier comprehension, the predictions are projected into a 2D mapping. AI-generated A-Scan prediction results are merged with traditional 2D image analysis and clustering to re-establish spatial contexts and dependencies. Post-processing and final result preparation can be automated with a few calibration steps and may not require human interaction in fully automated production scenarios. Image-based ML: Besides processing raw A-Scan data, deep learning techniques for semantic segmentation are applied to C- Scans for image-based defect detection. Custom U-Net style networks are trained in a supervised manner to detect defective structures, whose manifestation in the SAM image is already known from previous statistical analyses. Defects found in production are gradually incorporated into the dataset to improve the defect segmentation quality.

8:50 JE.1.E.2
Implementation of NDE 4.0 Approaches in Automotive Manufacturing
York OBERDOERFER ¹ | Co-auteur : Roman MAEV ² |Tessonics Europe GmbH ¹ – The Institute for Diagnostic Imaging Research, University of Windsor ²
Non-destructive testing is an established method of quality assurance in car body construction. One essential method is ultrasonic testing of resistance spot welds. Usually, the car body parts and substructures are taken out of the manufacturing line and inspected with portable ultrasound devices. In addition to imaging technologies, inline systems have also been introduced in recent years. However, these still have deficits in terms of speed, information content and reliability. In particular, the processing and provision of measurement results in quasi-real time poses a major challenge to inspection systems. Advances in current hardware and software development have made it possible to compensate for these disadvantages. One system where an Artificial Intelligence (AI)-based evaluation approach has been successfully demonstrated is the RIWA (Real-Time Weld Analyzer) system from Tessonics. An ultrasonic probe built into one of the welding electrodes of a weld gun continuously sends ultrasound pulses into the stack of metal sheets. The formation of the weld lens can be directly observed from the acoustic reflections of the joining partners by combining successive A-scans to form an M- scan. Essential quality characteristics such as the lens diameter can be derived via correlations. In addition, process irregularities such as spatter formation or electrode wear can be detected. The evaluation of these M-scans is time-critical, since the results must still be available within the process cycle. Depending on the process, this is only a few seconds. Machine support is therefore indispensable. Within the M-scans, characteristic features for the respective welding process can be identified. A deep learning approach makes it possible to train an artificial intelligence to recognize them. By linking the recognized features with the results of the destructive testing, decision criteria for the spot weld quality can be derived. Based on these criteria, the spot welds can be classified and assessed directly after completion of the joining process.

9:10 JE.1.E.3
Developing a System for Fully UT Automated Spot Weld Inspection
Eugene VALETSKY ¹ | Co-auteurs : Dr. Roman MAEV  ² – Dr. York OBERDÖRFER ¹ – Dr. Alex DENISOV  ² – Adam TURTON  ² | Tessonics Europe GmbH ¹ – Tessonics Inc. ²
A powerful force in manufacturing and testing in recent years is the rise of “Industry 4.0” – the move to increased automation, interconnectivity, and centralisation of control and data. Although ultrasound spot weld inspection devices across the industry have made some strides towards this goal, with devices capable of wirelessly receiving test routes and uploading data to a central server, these are still manually operated, off-line systems. A clear requirement that has emerged within the industry is the need for a fully automated, robot-mounted spot weld testing solution, capable of operating within the production line fully autonomously, connected to the network in order to allow for immediate feedback on bad spot welds and improvement of processes and quality control. An obvious solution is to mount a conventional ultrasound device and transducer on a robot. This means that the basic ultrasonic principles used to identify spot welds or lack thereof have already been established. However, there is a whole host of new challenges arising from an automated system, such as probe placement and tilt angle, automated weld point assessment, and robot communication. In this paper we will discuss the additional challenges faced when automating spot weld testing, provide solutions to these challenges, and demonstrate some of the results that have already been achieved using such a system. We will demonstrate how such a system can produce a full surface topology and hence tilt angle feedback to the robot it is mounted on; how it can adjust for and tolerate offsets; how it can automatically size and assess spot welds; and how it can be made easily of communicating and storing results over a network, as per the requirements of an automated, interconnected system that is proposed by Industry 4.0.

9:30 JE.1.E.4
Innovations in ultrasonic inspection of forged rings
Tobias GAUTZSCH ¹ | Co-auteurs : Frank WOLFSGRUBER ¹ – Andreas FISCHBACH ¹ – Fritz BUSCH ¹ – Rebecca LESKA ¹ – Duran KARACA ² | Actemium Cegelec Mitte GmbH ¹ – Karl Diederichs GmbH & Co. KG ²
The ultrasonic inspection of forged rings and discs is an important quality assurance step in the production process of industrial gear boxes for the energy sector. The Actemium (former Cegelec) SIRO-MAN’s are well known in forges around the world for their productivity and reliability for such inspections. Modern production processes require a high flexibility in part geometries, reliable calibration, assisted analysis, secure documentation as well as NDT 4.0 compatible exports. All of this meets the steady increase in quality requirements by end customers who ask for smaller detectable flaws, precise location, high probability of detection, reduced inspection time as well as a documented inspection. All these challenges must be solved for the next generation of automatized inspection machines. One option is to build an entire new system, which meets the mentioned requirements. If there is an old inspection system available, this often can be retrofitted and updated. In our presentation, we will showcase the solutions that we have implemented during a retrofit of one of our oldest disc inspection systems to meet the new customer requirements. As part of a new ERP connected HMI-software, we have implemented a fully automatic multi-area inspection to reduce the necessary human interaction and downtime within a scan cycle. We will explain the updated phased array setup and analyze the possibilities and limitations of the automatic setup creation, calibration, and analysis. Based on the example of offset corrections and flaw segmentations, the challenges of changing a mechanized inspection to an automatic evaluation are analyzed.

9:50 JE.1.E.5
Evaluation and Simulation of HTHA Damaged Specimen using UT Advanced Techniques
Bastien CLAUSSE ¹ | Co-auteurs : Nicolas NOURRIT ² – Serge DEMONTE ²– Mark LOZEV ³ – Hugo CENCE ⁴ – Patrice HOULLE ⁵ | Extende ¹ – Institut de Soudure Industrie ² – Becht ³ – Ekoscan ⁴ – Materials Technology Institute ⁵
High Temperature Hydrogen Attack (HTHA) is a well-known phenomenon that impacts the design, operation, and maintenance for syngas production facilities (e.g. hydrogen and carbon monoxide plants). Material selection and inspection are driven by an API document API 941, that recently evolved after Tesoro accident. The new rules have highlighted the need to adapt inspection with more advanced NDT methodology, enabling to detect the early stage of HTHA, then supporting a Fitness For service approach. This paper makes an overview of various projects funded by MTI regarding the assessment and improvement of the performance of such UT advanced NDT for HTHA detection, by means of NDT simulations in CIVA software after a detailed metallographic review and statistical modeling of material inclusions and HTHA damage distributions of field samples. HTHA damage inputs and comparisons between experimental and simulated UT images are very satisfying for different damaged samples (different levels and types of damages, especially for welded samples), different UT acquisition settings and different inspection frequencies. The unprecedented use of HTHA damage distribution laws and NDT simulations of nonmetallic defects and HTHA damage are very promising tools which is then used to assess the limits of existing NDT and to define optimized probes and procedures which rely on advanced ultrasonic examinations.

La suite logicielle VisiConsult VC XRAY
Philippe Meynard | VisiConsult
VC XRAY, division du fournisseur de solution de radiographie numérique VISICONSULT a développé une suite complète de modules et logiciels pour simplifier l’utilisation de la radiographie, le partage des informations et apporter la qualité attendue par les industriels soumis à des contraintes réglementaires strictes. La suite VC XRAY utilise le système d’exploitation X.oS développé en interne. Tous les logiciels sont donc nativement liés afin d’améliorer leur interconnectivité et répondre aux critères d’Industrie 4.0. Le logiciel VC.Acquire,  un des élément clef de la suite VC XRAY,  possède une philosophie et des options de personnalisation ; Ainsi chaque opérateur peut configurer son écran de travail en fonction de ses goûts et habitudes de travail. Différents niveaux d’opérateurs existent afin de limiter certaines opérations si besoin. L’utilisation de « macros » améliore fortement la productivité et la rapidité des inspections.  Les modules dédiés comme la boite à outils ASTM simplifient le fonctionnement quotidien du système et son contrôle qualité. Le logiciel les réalisent en un clic, voire de manière automatique. Sa souplesse autorise la connexion à un nombre très importants de tubes à rayons X et de détecteurs du marché. C’est une solution évolutive, simple d’utilisation et efficace.

10:40 JE.2.A.1
Modélisation de l’inspection ultrasonore des soudures austénitiques avec prise en compte de la microstructure de solidification obtenue par simulation numérique du soudage
Pierre-Emile LHUILLIER ¹ | Co-auteurs : Andreas Schumm ¹ – Yann GELEBART ¹ – Zakaria AGHENZOUR ¹ – Jérémy DALPHIN ¹ – Gildas GUILLEMOT² – Charles-André GANDIN² – Chengdan XUE² | EDF R&D ¹ – Mines Paris ²
Les contrôles non-destructifs (CND) par ultrasons des soudures austénitiques sont un enjeu important de la maintenance et de la sureté des installations nucléaires françaises. Ces soudures austénitiques présentent des microstructures complexes, anisotropes et fortement hétérogènes, qui perturbent fortement la propagation ultrasonore à leur traversée. En effet, le mode de solidification des grains dans ces soudures, par croissance épitaxiale, provoque l’apparition de structures fortement allongées, qui induisent des déviations ou divisions de faisceau ainsi qu’une atténuation ultrasonore anisotrope. Dans le cadre de l’optimisation et de la justification des performances des CND UT, la simulation numérique est un outil essentiel qui permet de quantifier les phénomènes pénalisants et ainsi de proposer des adaptations de méthodes et des procédés d’inspection. Pour cela, EDF R&D développe et met en œuvre des codes éléments finis de propagation ultrasonore 2D ou 3D couplés à des modèles virtuels de soudures austénitiques. L’approche utilise différentes complexités de modèles de soudure, en fonction des phénomènes ultrasonores recherchés, de la précision attendue et du coût de calcul numérique. L’échelle de description mésoscopique permet de reproduire fidèlement les déviations de faisceaux et les principaux échos parasites. La description à l’échelle microstructurale rend compte de l’atténuation et des échos parasites complexes. Une limite majeure de ces approches réside cependant dans la difficulté d’obtention des données de caractérisation microstructurale (destructive) des soudures. L’étude issue du projet collaboratif ANR NEMESIS, tente d’apporter une réponse à cette limite en effectuant un couplage entre la simulation numérique du soudage et la modélisation de la propagation ultrasonore. Le modèle de simulation CAFE (Cellular Automaton Finite Element), développé par le CEMEF, est mis en œuvre sur une soudure multi- passes, et fournit une microstructure virtuelle de la soudure, à l’échelle polycristalline, validée par des observations microscopiques. La microstructure résultante est injectée dans le solveur Eléments Finis A3D-CND qui permet de simuler l’inspection US. La méthodologie globale d’EDF de simulation du CND US des soudures et ses limitations sont présentées. Enfin les résultats de ce couplage numérique entre le modèle CAFE et le code A3D-CND sont comparés à des mesures expérimentales.

11:20 JE.2.A.3
Simulations numériques à l’échelle de microstructures hétérogènes pour déterminer des propriétés effectives de propagation ultrasonore
Vincent DORVAL¹ | Co-auteurs : Nicolas LEYMARIE¹ – Alexandre IMPERIALE¹ – Edouard DEMALDENT¹ – Zakaria AGHENZOUR² – Pierre-Emile LHUILLIER² | Université Paris Saclay, CEA List ¹ – EDF ²
Les méthodes basées sur les rayons permettent de calculer rapidement la propagation des ondes ultrasonores sur de grandes distances. Elles peuvent être couplées à des modèles de diffraction pour produire des simulations complètes des contrôles ultrasonores mais ne tiennent pas compte des interactions complexes qui se produisent dans des milieux fortement hétérogènes. Or, ces dernières peuvent avoir un impact significatif sur les performances d’inspection. Par comparaison, les simulations par éléments finis à l’échelle de la microstructure tiennent compte de ces interactions mais requièrent des temps de calcul si importants qu’elles sont restreintes à des volumes élémentaires représentatifs en trois dimensions. Le travail présenté dans cette communication vise à combiner les avantages de ces deux approches. D’une part, des simulations par éléments finis réalisées sur des volumes élémentaires représentatifs de la microstructure sont utilisées pour déterminer les paramètres macroscopiques effectifs tels que les vitesses, les atténuations et les coefficients de diffusion. D’autre part, un modèle basé sur les rayons exploite ces données pour simuler l’inspection ultrasonore visée où les ondes se propagent sur des distances importantes par rapport aux longueurs d’onde et à la taille caractéristique de la microstructure. Un module de simulation dédié a été implémenté dans une version de développement du logiciel CIVA. Il génère des réalisations aléatoires de microstructures pour un ensemble donné de paramètres, pilote des calculs par éléments finis, et post-traite leurs résultats pour obtenir des estimations des propriétés du milieu effectif macroscopique. Les volumes considérés par le modèle éléments finis sont suffisamment petits pour permettre des calculs rapides en trois dimensions, de l’ordre de quelques minutes. Des résultats ont été obtenus pour différents types de microstructures, décrivant des métaux et des bétons. En particulier, cette communication se concentre sur des applications à l’acier qui ont fait l’objet d’études collaboratives entre le CEA et EDF. Cette approche s’avère prometteuse pour combiner la modélisation à l’échelle de la microstructure et les simulations à plus grande échelle.

11:40 JE.2.A.4
Dernières avancées sur la modélisation de la microstructure des soudures épaisses pour améliorer leur contrôle ultrasonore
Marie-Aude PLOIX¹ | Co-auteurs : Cécile GUEUDRE¹ – Gilles CORNELOUP ¹ – Jean MAILHE ¹ – Joseph MOYSAN ¹ | Université Aix Marseille, LMA ¹
Le contrôle non destructif (CND) par ultrasons des soudures épaisses en acier inoxydable austénitique est complexe. Le procédé de soudage comprenant plusieurs passes déposées successivement dans le chanfrein implique une croissance locale des grains, et donc une forte anisotropie (hétérogène) du matériau. La modélisation de la propagation ultrasonore dans ce type de soudure requiert la connaissance fine de la microstructure, en particulier des constantes d’élasticité locales. Ces constantes peuvent être calculées à partir d’un jeu de données générique et de la connaissance de l’orientation locale des grains. Le jeu générique de constantes d’élasticité peut être mesuré expérimentalement sur des pièces représentatives. Cependant cette mesure n’est pas simple, et on montre l’impact de son incertitude sur la modélisation, selon les configurations. L’outil développé permet ainsi de choisir la meilleure configuration de contrôle. En ce qui concerne les orientations locales des grains, elles peuvent être obtenues de manière non destructive par le biais du modèle MINA, qui utilise les seules données reportées dans le QMOS (cahier de soudage) et calcule la direction de croissance des grains en respectant les phénomènes de croissance sélective et d’épitaxie. Le modèle MINA a été développé pour deux procédés de soudage : électrode enrobée et TIG. Les résultats de simulation de la propagation ultrasonore comparés aux mesures expérimentales montrent bien le fort intérêt de ce type de modèle. Il devrait prochainement être étendu au soudage en position (3D), et également au procédé de fabrication additive.

12:00 JE.2.A.5
Custom Transient Finite Element for the Modelling of Ultrasonic Testing Methods for Downhole Well Integrity
Jordan BARRAS ¹ | Co-auteurs : Nicolas LEYMARIE ¹ – Alexandre IMPERIALE ¹ – DelphineLANDOIS ¹ – Edouard DEMALDENT ¹ – Philippe BREDIF ¹ – Orland GUEDES ² – Hiroshi HORI ² – Roel VAN OS ² | Université Paris-Saclay, CEA List ¹ – SLB ²
The transient spectral element method (SEM) can be understood as a specific high-order finite element method that is particularly accurate and fast with a low memory footprint, hence enabling 3D ultrasonic testing simulations on a standard PC. However, particular care must be taken in its settings when seeking both practicality and performance. In comparison, fast semi-analytical simulation using ray tracing is easily accessible to nondestructive testing (NDT) experts, through the CIVA simulation software. Although this approximate model effectively deals with a wide range of industrial applications, it reaches its limits in certain cases, particularly at relatively low frequencies involving resonance phenomena. To deal with these challenging inspection configurations, CEA-List is working on dedicated finite element models in the CIVA framework to meet specific needs in a compromise between efficiency and accuracy. The case study considered in partnership with SLB perfectly illustrates the benefits of developing such a modelling approach. In this application, SLB checks the integrity of oil well casings using ultrasonic resonance methods at very low frequencies to inspect the interface between the casing and cement. The accurate reproduction of this type of process by simulation requires the consideration of complex phenomena that can be handled by finite element modelling with sufficient accuracy. The development strategy of dedicated hybrid finite element applications adopted by CEA-List is presented in broad outline. Cross-model comparisons on a reference configuration of pristine cases will be presented, highlighting the effective limits of standard CIVA ray models. The contribution offered by the new hybrid finite element approach is then discussed. We will discuss the evolutions of model functionalities to handle geometries that differ from the canonical case (interface defects, loss of thickness in arbitrary geometries, etc.) from the perspective of a digital twin of this test.

11h00 – JE2B1
Inspection ultrasonore robotisée de pièces composites
Guillaume ITHURRALDE ¹ | Co-auteur : Franck MAUREL ² | Testia ¹ – Actemium ²
Depuis plusieurs dizaines d’années, les matériaux composites à fibres de carbone ont grignoté une proportion de plus en plus importante dans les structures aéronautiques, grâce à leurs propriétés mécaniques et à leur faible densité. Les critères de sécurité associés à ce type de transport exigent un contrôle à 100% quasi-systématique en fabrication. Parmi les méthodes CND, les ultrasons restent la méthode la plus couramment utilisée, car ils permettent de détecter les défauts francs, estimer le taux de porosité et mesurer des épaisseurs (en réflexion). TESTIA & ACTEMIUM ont conjugué leurs expertises pour définir, assembler, mettre au point et livrer des machines robotisées d’inspection ultrasonore dédiées à ces matériaux. Quatre exemples différents illustrent nos réalisations conjointes. Le premier concerne le contrôle de demi-produits, à savoir des plaques monolithiques, destinées à la découpe et au formage de petits composants raidisseurs. Le deuxième se rapporte à celui des pièces élémentaires d’aéronefs, monolithiques et sandwich, de dimensions variées. Le troisième est lié à l’examen de pales de moteurs à hélices, dont la structure est particulièrement complexe. Enfin le quatrième a été défini pour balayer des panneaux de fuselage auto-raidis de plus de 10m². Si toutes ces machines ont été bâties sur des composants standards, leur intégration a bien évidemment été effectuée en tenant compte des exigences et des contraintes de nos clients, telles que les critères de détection, la cadence et les flux de production, la surface au sol disponible, etc. Bien souvent, des outillages spécifiques ont été développés. Les trajectoires ont été définies soit en apprentissage, soit en programmation hors ligne. Plusieurs effecteurs ont été conçus pour inspecter les pièces tantôt en immersion complète, tantôt en immersion locale, tantôt en transmission jets d’eau. Des logiciels de supervision et des séquenceurs calqués sur le ‘process’ ont toujours été élaborés pour gérer l’acquisition automatique de données 2D ou 3D, C-scan ou A-scan ou multipics, et assister les opérateurs dans leurs analyses. Au gré des projets passés, TESTIA & ACTEMIUM se sont forgé un savoir-faire permettant d’aborder de très nombreuses applications, grâce à la complémentarité de leurs compétences : TESTIA dans le CND et ACTEMIUM dans l’intégration de procédés robotisés. Ce savoir-faire pourrait se décliner également sur des pièces métalliques, en dehors de l’aéronautique.

11h00 – JE2B2
Robotisation et numérisation pour la Magnétoscopie et le Ressuage
Arnaud PELLETIER¹ | Co-auteurs : Patrick MARQUIE² – Jules LEMOND¹ – Hermine CHATOUX² – Julien BAUMEYER² – Augustin CREPEAU¹  | CMPHY¹ – Laboratoire ImViA Dijon ²
Dans le cadre du développement des END automatisés et au travers un programme de recherche ANR, CMPHY en collaboration avec le laboratoire ImVia a développé des équipements permettant la robotisation et la numérisation pour les contrôles par magnétoscopie et ressuage. Ces opérations se font tout au long du procédé de contrôle à savoir : – Une chambre automatique de magnétisation sans contact et de pulvérisation de liqueur magnétique fluorescente (MT), – Un système de prise de mesure autorégulé du niveau d’excitation magnétique (MT) et de l’intensité d’éclairage Ultraviolet (MT et PT), – Une tête de vision robotisée via un bras 6 axes motorisés intégrant un traitement automatique des clichés par apprentissage (Deep Learning) et dimensionnement automatique des défauts (MT et PT), Cette robotisation couplée à la numérisation des clichés et l’utilisation d’algorithmes d’analyse d’images (IA) permet de fiabiliser le contrôle, de mémoriser et de classer l’information. Elle permet également d’améliorer la probabilité de détection des défauts (moins de fatigue visuelle pour l’opérateur). Le système permet la détection et le dimensionnement des défauts, leur intégration à un PV de contrôle accompagné des paramètres de magnétisation et d’éclairage. Le PV est ensuite validé par un opérateur certifié COFREND puis stocké dans une base de données. Les différents clichés analysés correspondant à un large panel d’indications comprenant des défauts ou d’autres artefacts comme de la rétention de produits, des rayures, une poussière, sont numérisés et enregistrés. Ils permettent « d’alimenter » le logiciel de traitement d’images et ainsi d’améliorer sa capacité de détection des indications, leur classification et dimensionnement.

11h20 – JE2B3
Développement d’un prototype de cellule automatisée d’auscultation sans contact des colis primaires Moyenne Activité-Vie Longue (MA-VL)
Abdelkrim SAIDOUN ¹ | Co-auteurs : Anh VU QUANG ¹ – Philippe VERLET² – Rayan CHEIKH² – Fan ZHANG ¹ | Cetim ¹ – VLM Robotics ²
Cigeo est un projet français de stockage en couche géologique profonde des déchets nucléaires de haute activité et moyenne activité à vie longue (MA-VL). Avant leur enfouissement, les déchets MA-VL sont conditionnés dans des colis soit métalliques soit en béton. Les colis métalliques sont fabriqués en acier au carbone ou en acier inoxydable. Un des volets du projet Sccodra (1) vise à la vérification de la conformité des colis primaires MA-VL vis-à-vis des critères d’acceptation en passant par un contrôle de l’intégrité de l’épaisseur de la paroi des colis métalliques. Pour cela, nous cherchons à développer une cellule automatisée d’auscultation non destructive sans contact de l’enveloppe métallique de ces colis qui permet de détecter, localiser et identifier toute perte d’épaisseur induite par corrosion locale côté interne de l’enveloppe. Pour atteindre ces objectifs, 4 méthodes CND sans contact ont été évaluées dont deux globales / qualitatives et deux locales / quantitatives. Il s’agit respectivement de la thermographie infrarouge active, l’EMAT en mode guidé, les ultrasons laser, et l’EMAT en mode écho E/R. Les évaluations ont été réalisées sur des maquettes de nuance et d’épaisseur équivalentes aux colis réels et dans lesquelles on fait varier la taille et la profondeur des défauts artificiels. D’après cette étude comparative, le choix de la méthode à robotiser est porté sur l’EMAT en mode écho E/R, en raison d’une part des limitations du contrôle global et d’autre part de sa robustesse et maturité vis-à-vis des ultrasons laser. La robotisation de la méthode EMAT a nécessité la mise en place d’un dispositif spécifique pour piloter l’entrefer de 0,1 mm entre la sonde et la surface de la pièce. (1) L’étude a été réalisée dans le cadre du projet Sccodra (Suivi et Contrôle de la Corrosion des composants métalliques pour le stockage des Déchets Radioactifs), financé par le dispositif PIA édition 2015 de l’AAP ANR – ANDRA

11h40 – JE2B4
Intégration d’un système CND Impact Echo sur un drone
Aurelia MULLER ¹ | Co-auteurs : Claudia THURNHERR ¹ – Daniel ALGERNON ¹ | SVTI /ASIT Association Suisse D’Inspection Technique ¹
L’automatisation, même partielle, des procédures de contrôle non-destructif des structures dans le domaine du génie civil présente de nombreux avantages. Parmi ces avantages, on peut citer une plus grande répétabilité des mesures, une diminution des erreurs liée au facteur humain ainsi que la réduction du risque de compromettre la sécurité des personnes. Cette étude explore le concept et le développement du projet UACIS (Uncrewed Aerial Concrete Inspection System), en particulier l’intégration d’un système de mesure Impact Echo. Le projet UACIS consiste à embarquer différentes méthodes de CND par ultrasons via des charges utiles interchangeables sur un drone à hélice dans le but de faciliter l’inspection de structures en béton. En particulier, UACIS a pour but de faciliter l’inspection de zones en hauteur dont l’accès s’avère dangereux et difficile. Le drone utilisé dans cette étude est un robot commercial développé par ©Voliro Airbone Robotics qui a été conçu spécifiquement pour permettre un contact physique, en cours de vol, entre le système de mesure embarqué et la structure inspectée. Un système d’inspection Impact Echo, comprenant une sonde piézoélectrique et un élément de frappe solénoïde, a été intègre au drone. Cette méthode est communément utilisée pour l’inspection de structures en béton. L’élément de frappe permet de générer des ondes acoustiques dans le matériau, les ondes sont ensuite captées par la sonde piézoélectrique puis converties en signal A-scan et spectre de fréquence. L’analyse du spectre de fréquence et la connaissance de la vitesse des ondes dans le matériau permettent de caractériser la structure. Les différentes contraintes liées à l’intégration du CND Impact Echo au drone ainsi que les premiers résultats et mesures effectués seront présentés. Parmi les sujets abordés seront notamment les restrictions en matière de poids et de dimensions, la communication entre les différentes interfaces, la mise en place d’un transfert de données sans fil en temps réel entre le système CND/drone et l’interface utilisateur au sol, l’actionnement à distance de l’élément de frappe et de la sonde, les stratégies d’atténuation du bruit et de traitement du signal.

12h00 – JE2B5
FANTOM, a flexible and automated NDE 4.0 platform for manufacturing
Nicolas COLIN ¹ |Co-auteurs : Camille TROTTIER ¹ – Franck GONZALEZ ¹| IRT Jules Verne¹
The increase in production rates in the aerospace sector brings out the needs for flexibility, reduction of the human factor and development of digital functionalities in the field of NDT. The FANTOM project, presented here, is part of this approach and aims to address these three major needs. To do this, a fully cobotized inspection system for large CFRP structures of complex geometry requiring flexible systems will be developed, as well as the tools necessary for the relevant interpretation of inspection data. FANTOM will enable complete integration of flexible and mobile NDT systems closer to manufacturing processes in the aerospace industry. At the end of the three years of the project, we are aiming four main developments. First, a cobotic architecture fully optimized for NDT, an application that requires precise mapping of the entire surface of the part, whether flat, cylindrical, or truly complex. Particular attention will be paid to the automatic generation of inspection trajectories adapted to the real geometry of each part. Secondly, the adaptation and optimization of inspection tools to complex geometries (such as radii, holes, part edges, openings, variations in thickness) through simulation, adaptative piloting software, smart effector offering several inspection tools to improve the reliability of the diagnosis and reduce the time spent on rechecking for false positives (ultrasonic NDT with optimized coupling, visual inspection and dimensional control). Thirdly, combined analysis tools adapted to complex and very large geometries for diagnostic. Fourthly, develop data fusion tools in order to optimize the restitution to the operator through augmented reality. The presentation will focus on the objectives of the project in relation to NDE 4.0, the first results and the challenges to come.

10h40 – JE2C1
Magnétomètres NV pour le contrôle non-destructif
Thomas HINGANT ¹ | Co-auteurs : Hoai Nam NGUYEN ¹ – Rémi GEIGER ¹ – Mathis AUTANT ¹ – François BEATO ¹ – Jules COURTIN ¹ | Wainvam-E ¹
Nous proposons d’améliorer certains contrôles non-destructifs (CND) basés sur la mesure du champ magnétique (magnétoscopie, courants de Foucault, bruits de Barkhausen) en utilisant un nouveau type de capteur de champ magnétique, le centre NV du diamant. Le centre NV est un défaut de la structure cristalline du diamant, qui peut être considéré comme un atome artificiel piégé dans une matrice solide. Il possède un spin électronique dont l’état peut être contrôlé et lu par un simple laser. En manipulant le spin du NV par un champ magnétique micro-onde, on peut en faire un capteur de champ magnétique absolu et sans calibration, sensible, robuste, et de très petite dimension. La société WAINVAM-E conçoit et développe ce type de magnétomètres NV. L’un des intérêts d’utiliser des capteurs quantiques comme le centre NV réside dans leur immunité aux bruits basse fréquence et leur excellente sensibilité. Combinés à la robustesse du diamant et aux petites dimensions des magnétomètres NV, ces avantages permettent d’envisager d’adresser plusieurs problématiques importantes en CND, comme la détection de défauts profonds dans les aciers ferromagnétiques en courants de Foucault, ou la miniaturisation des sondes de mesure de bruit de Barkhausen. Nous commencerons par détailler le fonctionnement d’un capteur NV, en explicitant l’état de l’art et les limites de performance atteignables en magnétométrie. Nous présenterons ensuite les premiers résultats, expérimentaux et en simulation, obtenus par WAINVAM-E dans le cadre de l’utilisation du centre NV pour les mesures de CND magnétiques.

11h00 – JE2C2
Caractérisation d’échantillons représentatifs de soudures austénitiques en 316L par Spectroscopie de Résonance Ultrasonore (RUS)
Florian LE BOURDAIS ¹ | Co-auteurs : Nicolas LEYMARIE ¹ – Pierre-Emile LHUILLIER² | Université Paris Saclay, CEA List¹ – EDF ²
Dans la perspective d’améliorer les procédés d’imagerie ultrasonore sur des assemblages soudés, les caractéristiques mécaniques effectives du matériau et leur variabilité au sein de la soudure sont une donnée nécessaire. De nombreuses techniques reposant sur l’utilisation d’ondes élastiques ultrasonores ont déjà été mises en œuvre afin d’obtenir avec précision les constantes élastiques et ainsi d’évaluer l’anisotropie apparente de ces milieux complexes. Dans le cadre de cette étude, la Spectroscopie de Résonance Ultrasonore (RUS) a été mise en œuvre pour caractériser des échantillons prélevés dans un « mur » fabriqué par soudage dans l’hypothèse d’un comportement élastique orthotrope, homogène à l’échelle de l’échantillon. Les fréquences de résonance mesurées ont permis de résoudre le problème inverse bayésien à l’aide d’une technique Monte-Carlo Markov Chain (MCMC) et d’obtenir des constantes élastiques pour chacun des échantillons. Des inversions complémentaires ont été effectuées afin d’exploiter l’origine commune des échantillons et de vérifier l’homogénéité du matériau. Enfin, les résultats sont comparés à ceux préalablement obtenus par l’utilisation d’une technique de mesure de vitesse de phase en ondes ultrasonores pulsées dans le cadre du projet ANR MUSCAD.

11h20 – JE2C3
Point d’avancement sur le contrôle ultrasonore d’un milieu liquide avec gradients de température et de vitesse d’écoulement et prise en compte du caractère diphasique du milieu
Joseph MOYSAN ¹ | Co-auteurs : Matthieu CAVARO² – Marie-Aude PLOIX ¹ – Cédric PAYAN ¹ | LMA UMR CNRS 7031¹ – CEA CADARACHE ²
Les travaux présentés dans cette conférence s’inscrivent dans le cadre du laboratoire commun (LRC) MISTRAL inauguré en 2019 et qui vise à structurer, coordonner et réaliser des programmes de recherche communs au CEA Cadarache et au Laboratoire de Mécanique et d’Acoustique (UMR 7031). Le verrou 6 : « Comment caractériser et surveiller un milieu hétérogène » concerne le contrôle et la surveillance acoustiques des structures et matériaux. Il s’agit de surveiller à différentes échelles (du µm au m) pour différents modes de fonctionnement des réacteurs nucléaires (à l’arrêt, en service normal, dans une situation accidentelle). Nous nous intéressons ici plus particulièrement à montrer comment la combinaison de la simulation et de l’expérimentation nous permettent d’augmenter le potentiel des méthodes ultrasonores pour obtenir des mesures exploitables dans l’environnement complexe des réacteurs refroidis par du sodium liquide. Nous présentons dans un premier temps une synthèse des travaux développés autour du banc IKHAR (th. N. Massacret) qui montre que la mesure ultrasonore à l’échelle de la dizaine de nanosecondes est désormais accessible en condition de laboratoire grâce à des capteurs ultrasonores multiéléments et à un traitement du signal approprié. Cette finesse de mesure a rendu possible la détection du passage de tourbillons dans un écoulement turbulent en eau. Dans un deuxième temps, nous montrons par la simulation numérique de la propagation d’ondes dans un écoulement de mélange de jets de liquides à différentes températures (expérience PLAJEST de JAEA Japon) qu’il est possible d’imaginer des mesures ultrasonores qui caractériseront les zones de mélanges de jets selon leur altitude et permettront donc de bien connaitre les écoulements et mélanges dans un liquide opaque. La simulation numérique est réalisée à l’aide du CODE SPECFEM sur des données simulées par le CEA reproduisant l’expérience PLAJEST. Cette démarche numérique nécessite l’apport du calcul haute performance réalisé sur le calculateur CURIE (th. M. Nagaso). Dans un troisième temps, nous faisons le point sur les possibilités de caractériser l’engazement par l’argon du sodium liquide. La présence de bulles pourrait altérer les propriétés acoustiques du sodium liquide et leur caractérisation répond donc à des problématiques de contrôlabilité. Les méthodes d’inversion de mesures spectroscopiques d’atténuation et de célérité s’avèrent robustes lorsque l’intervalle des tailles des bulles du nuage est estimé préalablement (th. L. D’Hondt). La corrélation avec les mesures expérimentales est réalisée à l’aide du banc dédié ACWABUL (Acoustical Characterization in Water of BUbbly Liquids). Ces développements montrent que la mesure ultrasonore progresse pour devenir un outil utile pour caractériser finement les écoulements complexes.

11h40 – JE2C4
Rayonnement térahertz pour le contrôle qualité et l’optimisation des procédés industriels
Quentin CASSAR ¹ | Co-Auteurs : Matthieu MAURES ¹ – Patrick MOUNAIX ² – Jean-Baptiste PERRAUD ¹ – Quentin CASSAR ¹ | Optikan ¹ – Laboratoire du matériaux au système, Université de Bordeaux ²
Le cycle de Gartner décrit les étapes d’intérêts que porte une communauté pour une nouvelle technologie. Des premiers pas aux attentes souvent exagérées, jusqu’à un sentiment de désillusion puis, en toute fin, l’entrée dans une phase de maturité technologique favorisant un développement soutenu et un transfert de ladite technologie (Mounaix, P., (2022). Avancées technologiques des sources et capteurs térahertz vers le transfert industriel. Techniques d’analyse Editions T.I. 2022, p2145). La technologie térahertz n’a pas échappé à ces observations : des premiers capteurs, aux premiers desseins d’applications extravagantes (voir au travers les murs), aux premières fustigations (Armstrong, C. M. (2012). The truth about terahertz. IEEE Spectrum, 49(9), 36-41) et jusqu’à l’apparition dans le classement Frost & Sullivan des cinquante technologies émergentes les plus prometteuses. Aujourd’hui, cette technologie fait l’objet d’un groupe de travail au sein même de la COFREND pour en dessiner les moyens d’opérations dans le cadre du contrôle non-destructif. La technologie térahertz désigne l’ensemble des composants et systèmes permettant d’émettre ou de détecter un rayonnement électromagnétique dont la fréquence est comprise entre 60 GHz et 6 THz (découpage ISO 20473 :2007). Par les niveaux de fréquences en jeu, un tel rayonnement présente des avantages par rapport aux autres technologies de contrôle conventionnelles : Comparé aux rayons-X : sans-danger pour les opérateurs et sensibilité aux produits de faible densité ; Comparé aux IR : pénétration dans les matériaux diélectriques pour l’imagerie en volume et faible diffusion ; Comparé aux US : inspection sans-contact et sans milieu d’adaptation ; Comparé aux MO : meilleure résolution spatiale et présence de signatures spectrales. Les ondes térahertz permettent ainsi de sonder avec une pénétration suffisante une multitude d’isolants électriques tels que certains composites, les polymères, les bois, certains verres ou encore les céramiques. A contrario, les conducteurs tels que les métaux ou les matériaux renforcés en fibres de carbone agissent généralement comme des miroirs, ne laissant ainsi pas pénétrer le rayonnement. Aussi les substances polaires telles que l’eau absorbent fortement le rayonnement. En toute fin, les ondes térahertz sont sensibles aux discontinuités de propriétés physiques dans les matériaux. Ces différentes interactions ouvrent le champ des possibles pour le contrôle non-destructif. De la détection de délaminations, à la reconnaissance de corrosion sous revêtements en passant par la mesure d’épaisseur de polymères. Nous proposons ainsi de parcourir les applications les plus prometteuses et d’ores et déjà transférées en milieu industriel afin d’entrevoir plus encore de nouveaux cas d’usage avec les adhérents de la COFREND.

12h00 – JE2C5
Développements par Radar FMCW THz ultra-wideband pour le contrôle non destructif et la métrologie d’épaisseur sans contact sur polymères
Adrien Chopard ¹ |Co-auteurs : Barnabé Carre ^1,2, Frederic Fauquet ², Pierre Gellie ¹, Jean-Paul Guillet ², and Patrick Mounaix ² | Lytid ¹ – IMS ²
Depuis maintenant quelques années, les développements technologiques au sein du domaine électromagnétique Térahertz (THz) mettent en lumière les capacités de ces technologies pour le contrôle non destructif, avec des sources plus puissantes, des détecteurs plus sensibles et plus rapides, ou des méthodes de détection innovantes. Le mode opératoire de détection dont il est question pour ces travaux repose sur l’emploi de l’information longitudinale octroyée par le fonctionnement FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave) des radars ultralarges bande développés dans le domaine des ondes submillimétriques. En particulier, l’emploi des technologies III/V a permis l’intégration d’un système radar haute performance présenté dans ces travaux, opérant à la fréquence de 150 GHz, octroyant une bande passante de 32 GHz. Des résolutions latérales de 2 mm et longitudinale de 4.6 mm en découlent et, couplées à la dynamique atteignant 100 dB, offrent donc un outil optimisé pour l’intégration d’un contrôle en ligne industriel avec une cadence de mesure de 7.7 KHz. Couplés à des solutions complémentaires FMCW Si-Ge plus abordables, de manière à illustrer les différents domaines d’applications tels que l’aéronautiques, le BTP, ou la pétrochimie, des cas d’utilisation variée sont présentés. En particulier, sont abordées des problématiques d’imagerie pénétrante sur matériaux composites, ou matériaux injectés, échantillons pharmaceutiques, ou encore pour le monitoring de corrosions sous couche protectrices. En complément, l’information longitudinale renvoyée par ce mode opératoire est aussi particulièrement adaptée à la métrologie d’épaisseur sur matériaux polymères et composites fibres de verre. L’emploi d’une approche algorithmique poussée, reposant sur une modélisation précise de l’interaction de l’échantillon avec l’onde Térahertz, permet d’aller au-delà des performances intrinsèques du transceiver radar, initialement limitées par la bande passante accessible. Une amélioration drastique de la limite de détection de 5 mm à des épaisseurs descendant en-deçà du millimètre est ainsi obtenue. Une caractérisation du matériau inspecté, en termes d’indice de réfraction et de coefficient d’absorption, est de plus accessible pour un contrôle qualité fin. Du point de vue applicatif, ces approches permettent d’offrir aux acteurs industriels une rétroaction sur l’épaisseur, en temps réel sur ligne d’extrusion ou de production. Elle apporte ainsi un fort avantage écologique et économique grâce à une utilisation réduite de matière première en surplus et la minimisation de productions non-conformes et rebutées. Jusqu’alors limitées aux ultrasons qui nécessitent une immersion, à la télémétrie laser qui implique une approche bilatérale, ou aux rayons X très contraignants en terme d’installations, les problématiques de mesure d’épaisseurs et de contrôle en ligne restent très demandeuses mais nécessaires pour la fiabilisation de productions. Sa compacité, son mode opératoire sans contact, et son approche unilatérale, font ainsi de la technologie Radar FMCW une très bonne alternative aux outils à disposition des industriels pour une intégration sur chaîne de production.

10h40 – JE2D1
Contrôle surfacique de soudure de tuyauterie à la recherche de corrosion sous contrainte
Clément SKOPINSKI ¹ | Co-auteurs : Alexandre PAON ² – Quentin MISTRAL ³ | Intercontrole ¹ – Framatome ² – EDF ³
De récents événements observés sur le parc nucléaire français ont forcé les industriels du domaine à développer et inspecter un grand nombre de soudures à la recherche d’indications linéaires (assimilables à des défauts de type fissuration) en paroi interne des tuyauteries RIS. Au-delà des procédés ultrasonores, INTERCONTROLE et EDF ont travaillés conjointement à la création d’une solution de contrôle par l’intérieur des tuyauteries. Les techniques mises en œuvre sont des courants de Foucault et un contrôle télévisuel avancé type HELIOS. La mécanique de positionnement a été spécialement étudiée pour progresser dans des lignes particulièrement complexes et des tuyauteries de diamètres variés. Différentes campagnes d’essais et de validation ont été menées depuis avril 2022 en un temps record et ont été mises en regard de contrôles par ressuage. Les résultats de ce comparatif sont exposés dans cette présentation.

11h00 – JE2D2
Remote-Field Array (RFA) Technology for Carbon Steel Tubing Inspection Nondestructive Inspection of Ferrous Tubing
Larbi HALLAL ¹ | Co-auteurs : Laura T. BURCHELL ¹ – Sébastien SAVARD ¹ – David VEILLEUX ¹ – David AUBE ¹ | Eddyfi Technologies ¹
Introduction to Remote-Field Array (RFA) Technology for Carbon Steel Tubing Inspection Nondestructive inspection of ferrous tubing, commonly found in shell and tube Heat Exchangers (HX), is challenging due to the presence and variability of magnetic permeability. In an effort to gain a better insight into defect morphology and improve detectability near external features such as baffles and tubesheets, a high-resolution Remote-Field Array (RFA) probe designed with multiple sensors and a patent-pending low-frequency multiplexer is used to bring C-scan imaging to ferrous HX. In this study, the RFA technique is utilized to show how it outperforms current alternative methods typically used for the inspection of carbon steel tubes. Advanced analysis is performed on the data obtained from carbon steel tubes with various defect morphologies. Results indicated the development of RFA technology is instrumental for effective visualization and optimum analysis of carbon steel HX.

11h20 – JE2D3
L’usage des courants de Foucault pour la caractérisation
Aymeric ANNE ¹ | Co-auteurs : Ahmed AMZIANE ¹ – Olivier LEVASSEUR ¹ – François DERUELLE ¹ | GRTGAZ ¹
Les canalisations sont utilisées pour l’acheminement du gaz en France. Ces ouvrages sont sans aucun doute le moyen le plus sûr pour le transporter ; néanmoins, ils sont sujets aux dommages du temps et aux défauts de construction potentiels. Réglementairement, l’ensemble des ouvrages doit être inspecté de manière périodique sur un cycle de 10 ans. Les évolutions réglementaires, méthodologiques et technologiques dans le domaine de l’inspection des canalisations rendent nécessaire un traitement adapté et différencié des défauts, pouvant nécessiter la mise en œuvre d’une phase de caractérisation des défauts en fouille assez conséquente, impactant la disponibilité des ouvrages. Pour répondre à ces challenges industriels tout en conservant un haut niveau d’exigence concernant l’évaluation de l’intégrité de ses ouvrages, GRTgaz a identifié et testé plusieurs techniques de caractérisation basées sur le principe de l’électromagnétisme depuis 2014. Suite à une 1ère étape d’évaluation, le choix de GRTgaz s’est porté sur la technologie des courants de Foucault. Les outils actuels développés sur la base de ce principe physique, en plus d’être fiables et de fournir des résultats reproductibles, permettent de réaliser un travail de détection sur des surfaces de canalisations plus importantes tout en conservant des temps de caractérisation compatibles avec une activité industrielle. Ces nouveaux équipements présentent également l’avantage de pouvoir conserver les enregistrements, permettant ainsi une meilleure traçabilité des indications dans le temps. Par ailleurs, ces techniques ne nécessitent pas d’utiliser de produits chimiques, contrairement aux techniques CND surfaciques traditionnelles. Préalablement au déploiement de ces nouvelles techniques, GRTgaz a mené une campagne d’évaluation et qualification articulée à la fois sur des tests de défauts étalons mais aussi de défauts réels. Ces techniques ont été validées suite à la comparaison des résultats obtenus lors des campagnes de mesures des dimensions des défauts usinés et des défauts réels dimensionnés de manière destructive. Grâce au retour d’expérience collecté lors de cette phase de qualification, GRTgaz a mis en place un protocole de caractérisation en fouilles adapté afin de répondre aux exigences de la nouvelle révision des guides professionnels (GESIP). Ce protocole a fait l’objet d’un portage et de formation des intervenants internes (techniciens métallurgies) et d’ateliers de partage avec les prestataires CND qualifiés par GRTgaz.

11h40 – JE2D4
Studs inspection of ITER Superconductors by ultrasonic testing
Clément DESSERT ¹ | Framatome Intercontrole ¹
In 2021, INTERCONTROLE was asked to collaborate with ITER and CERN in emergency. The purpose of the application was to ensure that the studs on the Toroidal Field Gravity Supports (TFGS) of the superconducting magnets of the ITER tokamak were free from detrimental defects. The aim was to develop, as quickly as possible, an NDT method to check these in/ex-situ studs, to complete the manufacturer’s initial check to ensure the integrity of the component. Two techniques have been developed to meet client requirements: – A phased array ultrasonic immersion testing to look for longitudinal indications. The difficulty was the small diameter of the pieces (60 or 85 mm). – A manual ultrasonic contact testing from the screw head for radial indications. The difficulty was the length of the test object (1 m). The challenge of this development and additional inspection was to implement a rapid and possibly transposable on-site expertise to carry out these examinations both on the studs still in-box and on those already installed on the TFGS. As a result, 115 studs were tested ex-situ and 87 in-situ in 3 months, including the development (studies, feasibility tests, procedure, standard blocs). This opportunity was made possible due to a strong tripartite collaboration between ITER, CERN and INTERCONTROLE.

12h00 – JE2D5
Etude expérimentale sur les émissions acoustiques générées par un écoulement de jet — application à la quantification des fuites dans des organes de robinetterie industrielle
Augustin POUYE ¹ | Co-auteurs : Anthony RONDEAU ¹ – Erice LAFARGUE ¹ | ETS. Chpolansky ¹
La présence d’écoulements de fuite ou de passage dans des organes de robinetterie industrielle conduit à des risques de sûreté des installations, de sécurité pour l’Homme, de contamination de l’environnement ou de perte financière. Actuellement, la mesure des émissions acoustiques sur la surface extérieure de l’organe à diagnostiquer est un indicateur de la présence d’un écoulement interne. En effet, un jet ou une fuite produit des émissions acoustiques qui se propagent à la surface de la robinetterie. Les émissions acoustiques dépendent de plusieurs paramètres caractérisant la robinetterie (tels que la matière ou la géométrie) et le fluide (par exemples, la pression ou la température). Ainsi, des méthodes de diagnostic permettent de détecter l’inétanchéité d’un organe mais il n’existe actuellement pas de modèle physique permettant de quantifier les fuites. Pour répondre à cette problématique, nous avons mis en place une installation expérimentale permettant de simuler des fuites d’eau à des pressions et des températures allant respectivement jusqu’à 50 bars et 150 °C. L’installation se veut semi-industrielle avec des conduits amont et aval de quatre pouces (10,16 cm) et des brides de test (où sont percés les orifices de fuite) de six pouces (15,24 cm). Trois diamètres d’orifice ont été étudiés, dont un centré de 0,8 mm et deux autres décentrés (affleurant la surface interne) de 0,8 et 0,5 mm. Les émissions acoustiques ont été mesurées à l’aide de capteurs piézoélectriques (et d’une instrumentation spécifique). Deux types de capteurs ont été utilisés, à savoir des capteurs à large bande ayant une plage de fonctionnement allant de 150 à 950 kHz et des capteurs résonants à 150 kHz. Les niveaux acoustiques obtenus ont ensuite été corrélés aux paramètres de l’écoulement (pression, température et débit). Ces premières données nous permettront, à terme, de valider un modèle analytique ou numérique que nous déploierons sur les centres nucléaires de production d’électricité lors de nos mesures ponctuelles ou en continu (monitoring).

10:40 JE.2.E.1
Investigation of the influence of excitation frequency on damage detection
Alaa DIAB ¹ | Co-auteur : Tamara NESTROROVIĆ ¹ | RUHR-Universität Bochum ¹
Due to the increasing importance of the Structural Health Monitoring (SHM), many methods were suggested nowadays to achieve an active control of the structural health. In this work, a non-destructive SHM approach is investigated. The aim of this contribution is to achieve an effective and cheap technique for detecting existing damages in structures, or to achieve an online structural monitoring approach with the minimum costs and equipment. The possibility of enhancing the suggested method by [1] is investigated. The main approach is based on the 1D damage index calculation in a variety of paths between piezoelectric transducers (PZTs) to generate a global damage index matrix. This matrix is then interpolated using linear interpolation between each two paths. However, this method demands the availability of the signals between PZTs in the case of intact structure as a reference value to determine whether a damage occurs or not. In this paper, the effect of the excitation frequency on the quality of damage localization in large massive structures is inspected. The method of interest is a Hybrid method since it depends on both the energy loss and the Time of Flight (ToF) of the observed signals. A modal analysis is applied on the concrete plates under investigation to identify their dynamic properties and specify the resonance frequency of each structure. Thus, a suitable excitation frequency is chosen in which it corresponds to one of the resonance frequencies. Furthermore, the damage detection method is applied using this excitation frequency and the results are compared with another case of a randomly chosen frequency to explore the ratio of enhancement. It is worth recalling that, that the Frequency Response Function (FRF) will be generated for the experimented structure using both numerical and experimental results to demonstrate the applicability of the method. This work can be applied as a preprocessing step which enhances the amplitudes of the acquired signals. Thus, the quality of the damage localization process will be remarkably increased. An extended test is applied to detect the excitation frequency correspondence to the size of the damage in the structure that we are trying to detect. This criterion is very important to consider during the determination of the suitable excitation frequency. References: [1] Marković, N., Nestorović, T., Stojić, D., Marjanović, M., Stojković, N.: Hybrid approach for two-dimensional damage localization using piezoelectric smart aggregates. Mechanics Research Communications 85, 69– 75 (2017)

11:00 JE.2.E.2
Approches basées sur le machine learning pour le monitoring en ligne du soudage par point
Slah YAACOUBI ¹ | Co-auteurs : Mahjoub EL MOUNTASSIR ¹, Fethi DAHMENE ¹ | Institut de Soudure ¹
Le soudage par point est utilisé depuis longtemps et dans différents secteurs industriels, à l’instar de l’automobile et l’énergie. Cependant, l’innovation dans les matériaux à assembler, pour par exemple les rendre plus légers, peut amener à des problèmes de qualité de soudures. L’Institut de Soudure a travaillé, dans le cadre de deux projets collaboratifs (l’un financé par la commission européenne et l’autre, par l’association mondiale des aciéristes pour l’automobile (Word Auto Steel)), sur la détection en ligne de défauts pouvant apparaître au niveau des points soudés tels que la fissuration à chaud. La présentation se veut une synthèse des principaux résultats obtenus dans le cadre de ces deux projets. On y exposera les approches développées. Celles-ci sont basées sur l’apprentissage statistique (Machine Learning).

11:20 JE.2.E.3
Overview of NDT Array Techniques Applied to Inspection of Rolling Stock
Angélique RAUDE ¹ | Co-auteurs : Stefan CASPARY ² – Éric PENG ³ – Christian SPÖRRI ⁴ – François VICAT ⁵ | Evident Europe GmbH ¹ – Fraunhofer-Institut für Zerstörungsfreie Prüfverfahren IZFP ² – DTEC GmbH ³ – Controltech AG ⁴ – Evident Canada ⁵
Policies in the current international contexts of health, climate change, and energy are leading to a higher priority being given to rail transportation of goods and people. Governments across Europe are investing in the expansion of railway infrastructure to maintain rail cars, tracks, and related critical components. In this context, inspection providers in the rail industry are looking into more efficient, reliable, and faster inspection methods to ensure operational safety and reduce downtime. Wheelset components like axles and wheels are critical parts that are continuously exposed to stress during normal operation. While conventional ultrasonic testing (UT) and eddy current (ET) testing techniques are still providing consistent and adequate results to properly screen rolling stock material, new technologies using NDT array techniques can improve the repeatability, detectability, and traceability of results. The versatility of these techniques, which are sometimes combined with conventional solutions, helps ensure optimized inspection procedures. This reduces instrumentation costs and operational downtime while increasing the probability of detection. The aim of this paper is to describe solutions Evident and its business partners can provide for the inspection of rolling stock: from manual to fully automatic systems suitable to inspect wheels and axles either during the manufacturing process or during the whole life of the component.

11:40 JE.2.E.4
New contrast options in fast X-ray analysis with simple setup Talbot-Lau- Interferometer
Joséphine GUTEKUNST ¹ | Co-auteurs : Rainer FETTIG ¹ – Elias HAMANN ² – Marcus ZUBER ² – Salman AZHAR ¹– Joachim SCHULZ ¹ | Microworks Gmbh ¹ – Institute for Photon Science and Synchrotron Radiation (IPS)/ANKA, KIT²
Grating based interferometry is a widely established technique used for many different applications in X ray imaging, from material science [1,2] to medical diagnosis [3,4]. Talbot Lau-Interferometers are especially promising for laboratory-based setups. By introducing a source grating they have very low requirements on the coherence of the source. This opened the way to apply phase contrast imaging as a medical diagnosis tool [5]. Here, we introduce our novel Talint-EDU system, a Talbot-Lau-Interferometer, for use in existing laboratories, nearly independent of X-ray source or X-ray detector. Its simple setup procedure and compact build allows for quick setup (within 30 min) and quick dismantling so that for possibly interesting samples, the two additional modes of X-ray imaging, namely phase- and darkfield-contrast become easily available. The gratings are fabricated with highest precision using the LIGA technique [6] and are pre-aligned and bent to accommodate for the cone beam geometry of laboratory X-ray sources. The Talint-EDU system impresses by its simplicity but the consequence of this is an inevitable limitation in flexibility. It comes optimized for either 40 keV using 6.0 µm period gratings or for 20 keV using 4.8 µm period gratings, both in symmetric setup. Maximum sample size is 35 mm. The Talint- LAB system, while more complex in setup, offers more flexibility and can be adapted to specific measurement needs. In this contribution we will present further technical characteristics, show first results and give an outlook on the future of Talbot- Lau-Interferometry made simple.

12:00 JE.2.E.5
Replacement of VT/MT by automated induction thermography
Christian SRAJBR ¹ | Co-auteurs : Richard HUILLERY² | Edevis GmbH ¹ – Thermoconcept ²
In automotive industry manufactured components must often be crack tested after processing to comply with the delivery specifications. Especially for complex shaped components (e. g. hardened components, forged parts, and weld seams) no economically automatable crack detection methods are available. Therefore, piece testing by means of the magnetic particle method (MT) or even the visual inspection (VT) is usually performed for this purpose. But these tests are labor-intensive, and their results are depending to human factors. New solutions are therefore required, especially for large quantities of components to be inspected. Induction thermography opens new possibilities for such inspection tasks. The principle of operation is based on a brief inductive heating of the component surface, whose temperature is recorded with an infrared camera. Surface cracks change the eddy current field and thus the local heating behavior. The defect contrasts and by that the reliability of the tests is very good. In the result images, evaluated by image processing, regular geometric structures of the component (e.g., edges) can be distinguished very well from the clear crack signals. On this basis, a fast and non-contact inspection method is obtained, which can be very well automated. Research centers, application developers and manufacturers of thermographic testing systems have developed the testing technology in recent years to the point where it is ready for series production. The first test systems in the industrial environment, e.g., for hardened drive, steering and engine components, have been successfully implemented and show a good test reliability and robustness against external interferences at low process times and thus the potential of the test method for replacing conventional manual tests. The functional principle of the test method, general applications in connection with test results and implementations of automated test systems are presented.

NDT Manager, application de digitalisation des CND
Laurent SABATIER (SREM Technologies) & Simon BREMOND (Atlas NDT)
ATLA’S NDT et la SREM ont collaboré pour développer une application dans le domaine du Contrôle Non Destructif , utilisable sur chantier ou en usine, permettant de faciliter la saisie et le traitement des données concernant aussi bien l’opérateur, que l’environnement matériel du contrôle ou des pièces examinées. NDT MANAGER possède les caractéristiques techniques et ergonomiques suivantes: Interface intuitive, Multi-méthodes, Multi-secteurs d’activités. Permet la : Gestion des utilisateurs et de leurs droits liés à leurs qualifications et certifications, Gestion des installations de contrôle fixes ou mobiles, Gestion des vérifications périodiques, Gestion de la conformité du contrôle de pièces et des indications de défauts, Guide l’opérateur dans ses séquences de contrôle de pièces, Génère les procès-verbaux (PV), permettant un lien direct avec les données de suivi des installations, Tableau de bord intégrant les alertes de non-conformité, d’échéance de suivi des moyens, des équipements, des produits et le suivi des certifications… NDT MANAGER s’intègre parfaitement dans le concept d’usine connectée d’industrie 4.0, il sera également un outil précieux dans l’évolution de la norme ISO 9712.

14:50 JE.3.A.1
Imagerie acoustique de surface par méthodes FMC/TFM et PWI : détection temps réel de fissures et de points de corrosion de dimensions microniques
Mathieu DUCOUSSO ¹ | Co-auteurs : Frédéric REVERDY ² | Safran ¹ – Eddyfi Technologies ²
Nous présentons ici une méthode d’imagerie acoustique de surface de matériaux métalliques en temps réel. Pour ce faire, nous utilisons des ondes de Rayleigh, générées et détectées par barrette multiélément (15 MHz). Les images ultrasonores sont focalisées en tous points, à partir d’acquisitions de type Full Matrix Capture (FMC/TFM) ou d’ondes planes (PWI). Par rapport au FMC/TFM, standard de référence, le PWI permet une amélioration en terme de rapport signal sur bruit et réduit fortement la quantité de données, permettant une augmentation de la fréquence maximale d’imagerie, de 3 Hz à 27 Hz pour des images contenant jusqu’à 1,26 mégapixels. La démonstration d’intérêt est réalisée sur fissures complexes et sur simulations expérimentales de points de piqures de corrosion où, dans tous les cas, les dimensions caractéristiques vont de quelques dizaines à quelques centaines de µm. [1] De tels travaux ouvrent la porte à un nouveau type d’inspection de surface en temps réel, applicable sur grandes surfaces, sans préparation ni nettoyage chimique, et entièrement automatisé, de l’acquisition à la décision. [1] M. Ducousso et F. Reverdy, Real-time imaging of microcracks on metallic surface using total focusing method and plane wave imaging with Rayleigh waves, NDT&E International, vol. 116, p. 102311, 2020.

15:10 JE.3.A.2
Évaluation des bénéfices potentiels de l’imagerie par cohérence de phase dans la détection et le dimensionnement de la fissuration par corrosion sous contrainte pour les aciers inoxydables dans l’industrie nucléaire
Florin TURCU ¹ | Co-auteurs : Channa Nageswaran ² – Amaury Hitier ¹ – Benoit Cabirol ¹ | Evident Europe ¹ – The Welding Institute TWI ²
La fissuration par corrosion sous contrainte est un mécanisme de détérioration qui peut être provoqué par des circonstances d’utilisation spécifique (telles que : les matériaux, l’environnement, etc.) dans les industries de la pétrochimie et du nucléaire. Bien que la détection de ces fissures par l’utilisation de méthodes de contrôle ultrasonore est prouvée depuis plusieurs années, leur dimensionnement reste un challenge notamment pour les matériaux fortement atténuants et anisotropiques comme les aciers inoxydables souvent utilisés dans l’industrie nucléaire. L’imagerie par cohérence de phase (PCI) est une technique ultrasonore dérivée du TFM (Total Focusing Method). Le PCI s’appuie principalement sur les informations liées à la phase du signal réceptionné plutôt qu’à son amplitude – comme normalement utilisé dans les méthodes UT – présentant des avantages potentiels pour la détection de signaux de faibles amplitudes dans les matériaux dits bruyants. Cela se traduit par une capacité accrue de détection des échos diffractés de faible amplitude provenant des extrémités de fissures débouchantes, la géométrie réelle d’une fissure permettant une mesure plus précise de la taille du défaut. Alors que les développements récents et le déploiement de cette technologie sur instrument portable devraient permettre de démocratiser et évaluer le PCI à travers les différentes industries, ses avantages pour la détection et le dimensionnement de fissures dans les aciers inoxydables restent à clarifier. Ce papier présente une étude des bénéfices du PCI pour la détection et le dimensionnement de la fissuration par corrosion sous contrainte dans les aciers inoxydables par comparaison directe avec les techniques ultrasonores multiéléments basées sur la mesure d’amplitude de signal. Les échantillons utilisés dans cette étude ont été créés par TWI (The Welding Institute) qui a développé une méthodologie pour la création de fissuration par corrosion sous contraintes. Cette méthodologie a permis depuis plusieurs années de démontrer son efficacité pour répliquer ce type de défaut de manière naturelle. Un outil de modélisation numérique sera utilisé pour optimiser les paramètres de contrôle principaux (angles de réfraction, ouverture de la sonde, fréquence, etc). L’acquisition et l’analyse des données seront effectuées à l’aide d’un appareil multiélément disponible dans le commerce.

15:30 JE.3.A.3
Application de la TFM à l’inspection de pièces à profil interne irrégulier et à l’inspection de soudures TIG Narrow gap de forte épaisseur
Laurent Le BER¹ | Co-auteurs : Patrick RECOLIN ¹ – Guillaume FAUVEAU ¹ – Antoine HEGRON ¹| NAVAL Group ¹
Depuis quelques années, Naval Group s’approprie la technologie de Focalisation en Tous Points (FTP plus connue sous son acronyme anglais TFM) en l’appliquant progressivement à des cas industriels concrets. Deux applications sont présentées dans cet article : Une utilisation de la TFM pour les mesures de corrosion/profilométrie interne de composants ;  une utilisation de la TFM pour le contrôle d’une soudure bout à bout à chanfrein étroit (TIG Narrow Gap) de 55 mm d’épaisseur, avec comparaison des différentes techniques ultrasonores conventionnelles/TOFD/multiéléments classiques. Pour chaque cas, l’application est décrite et les comparaisons entre différentes techniques ultrasonores sont effectuées. Une analyse des gains potentiels est présentée. Des explications physiques des gains utilisant la simulation CIVA sont proposées. Les éventuels inconvénients sont aussi discutés.

15:50 JE.3.A.4
Imagerie ultrasonore par inversion accélérée des données avec émission de formes d’ondes arbitraires.
Ralph ABI-RIZK ¹ ² | Co-auteurs : Ewen CARCREFF ¹ – Jérôme IDIER² – Nans LAROCHE ¹ – Sébastien BOURGUIGNON² | TPAC ¹ – Is2n ²
En contrôle non destructif (CND) ultrasonore, les performances des dispositifs d’imagerie sont souvent évaluées comme un compromis entre la vitesse d’acquisition des données radiofréquence (RF) et la qualité (résolution, contraste) des images reconstruites représentant l’objet inspecté. Les techniques standard de formation de voies, reposant principalement sur le principe du “Delay and Sum” (DAS), telle que la méthode de Total Focusing (TFM), sont souvent utilisées dans les applications temps réel. Cependant, la résolution spatiale et le contraste des images sont limités. Récemment, des approches de type problèmes inverses ont été proposées pour améliorer la qualité des images, mais avec un temps de calcul souvent élevé en raison du grand nombre de données acquises. Dans ce travail, nous cherchons à accélérer le processus de reconstruction en s’appuyant sur le principe du screening qui exploite des propriétés liées à la solution du type parcimonieuse sans modifier l’image reconstruite. L’objectif final est d’appliquer cette approche d’imagerie pour les applications temps réel. De plus, nous proposons un modèle linéaire qui permet différents schémas d’acquisition, tels que l’imagerie par ondes planes (PWI), “Full Matrix Capture” (FMC), ou la transmission simultanée. Ce modèle prend en compte la réponse du transducteur et des signaux d’excitation spécifiques (Dirac, signaux codés avec Chirp, séquences aléatoires, etc.). L’algorithme proposé reconstruit la carte de réflectivité à partir des données acquises par inversion du modèle direct. Nous proposons d’utiliser l’approche des moindre carrés avec une régularisation L1 pour favoriser la parcimonie de la solution. Le problème est résolu en utilisant l’algorithme d’optimisation FISTA. De plus, nous proposons d’utiliser la technique de screening qui vise à accélérer le processus de reconstruction en éliminant les éléments qui ne contribuent pas à la solution du problème. Nous validons d’abord les performances de l’algorithme sur des données synthétiques avec émission de forme d’onde arbitraire, générées avec le modèle direct que nous avons développé. Nous considérons une sonde linéaire de 64 éléments mise en contact directement avec un milieu homogène contenant des réflecteurs proches séparés par une demie longueur d’onde. Nous effectuons plusieurs tests avec différents signaux d’excitation et différents modèles d’acquisitions tout en faisant varier le SNR et la taille de l’image. Nous testons également l’algorithme proposé sur des données FMC expérimentales acquises à l’aide d’un système TPAC Pioneer 128 canaux. L’échantillon testé est un bloc d’aluminium avec deux trous percés de 1 mm de diamètre et séparés de 1 mm. La sonde comporte 128 éléments avec une fréquence centrale de 3 MHz et un pitch de  0,8 mm. Le critère de Rayleigh est de 1,86 mm, soit environ le double de la distance entre les défauts. L’algorithme proposé permet d’améliorer de manière significative la qualité des images reconstruites à partir de données synthétiques et expérimentales par rapport à la méthode TFM standard. De plus, l’ajout de la règle de screening à l’algorithme d’optimisation permet de réduire le temps de calcul d’environ un facteur deux tout en préservant la qualité de l’image reconstruite.

16:10 JE.3.A.5
Contrôle de soudures acier inox par ultrasons TFM, facilité de mise en œuvre et comparaison avec ultrasons multiéléments classiques
Guillaume NEAU  | Ekoscan
Le contrôle de soudures prend une part de plus en plus importante dans le marché du CND. De nombreuses technologies sont utilisées pour détecter, caractériser et dimensionner les indications contenues dans un jeu de données. Cet article présente et illustre un contrôle de soudures en TFM avec différents modes d’émission (e.g., FMC, PWI, etc.). L’approche et le matériel choisis pour le contrôle sont justifiés par des études de simulation. Les paramètres d’équipement présentent l’avantage d’être très voisins de ceux utilisées pour des contrôles en multiéléments classiques. Les données réelles sont acquises, analysées et présentées de façon à illustrer la performance de cette technique de contrôle, en plus de la pédagogie associée au mode de visualisation. Une comparaison de techniques entre multiéléments dits « classiques » et TFM-PWI est également présentée, pour évaluer les avantages et les inconvénients de chaque méthode. Les résultats sont présentés pour des cales ASME ainsi que des cas d’application réels. Les avantages des technologies ultrasonores sont mis en regard des méthodes RX, pour lesquelles les difficultés de mise en œuvre sont parfois un frein. Dans le cadre d’un projet commun, Ekoscan et SGS s’associent pour cette présentation de comparaisons de technologies dans l’évaluation non destructive de soudures inox d’épaisseurs de l’ordre de 10mm. Les cas de soudures circulaires et longitudinales sont discutés et illustrés.

14:50 JE.3.B.1
Solution automatique par Courants de Foucault multiéléments pour l’inspection de géométries complexes dans l’aviation, alternative à la magnétoscopie
Angélique RAUDE ² | Co-auteur : Etienne GRONDIN ¹ | Evident Scientific Canada ¹ – Evident Scientific Europe Germany ²
Dans l’aviation, la qualité est primordiale pour déterminer la navigabilité d’un avion et assurer la sécurité du personnel et des passagers. Les méthodes d’essais non destructifs (END) sont largement utilisées tout au long de la durée de vie d’un avion, comme lors de la sélection des matières premières, la fabrication, l’assemblage et la maintenance en service. En tant que composant clé des avions, les moteurs sont régis par des programmes de maintenance stricts et planifiés en fonction des temps de vols, durant lesquels ils doivent être démontés et inspectés. Une partie de cette inspection globale concerne la vérification individuelle des aubes de turbine afin d’évaluer l’absence de défauts, tels que des fissures de surface. En raison de la géométrie complexe des aubes de turbine, les méthodes établies telles que le ressuage (PT) et l’inspection par magnétoscopie (MPI) ont été utilisées avec succès au cours des dernières décennies pour détecter les défauts surfaciques dans ces structures. Cependant, ces techniques sont complexes à déployer et ne permettent pas toujours la traçabilité des résultats. Comme alternative, les courants de Foucault (EC) se sont avérés être un bon candidat pour discriminer des défauts aussi petits que 1 mm de long. La combinaison de solution conventionnelle et multiéléments permet d’obtenir des informations précieuses sur l’intégrité du composant. Enrichie par le développement de méthodes de traitement du signal dédiées, la solution proposée a permis d’augmenter le rapport signal sur bruit, permettant de réduire les fausses sanctions. Une fois cet objectif atteint, une étude minutieuse du déploiement des capteurs face aux variations de géométrie de la pale, a permis d’assurer une détection optimale des fissures. Enfin, les progrès récents de la robotique ont permis de définir une stratégie d’inspection automatisée assurant une couverture à 100 % de la surface de l’aube avec une reproductibilité et une répétabilité élevée. Cela a considérablement amélioré la probabilité de détection de fissures débouchantes inférieures au millimètre. Ce papier décrit l’étude réalisée pour évaluer la capacité des solutions par courants de Foucault (conventionnelles et avancées) à remplacer les méthodes traditionnelles pour l’inspection des aubes de turbine en titane. Il montre également comment un traitement de signal dédié permet d’augmenter la probabilité de détection. L’approche proposée pour fournir une couverture complète de géométries complexes et les développements associés sont détaillés. Enfin, ce papier présente une intégration de la technique d’inspection complète dans un système automatisé.

15:10 JE.3.B.2
Shearographie: De la maquette numérique à l’inspection robotisée
Camille DUBOS ¹ | Co-auteurs : Sébastien HOFFAIT ² – Grégory CHARRIER ³ | Twin Robotics ¹ – Optrion ² – Axiome ³
La shearographie est une méthode de contrôle exploitant l’interférométrie dans le domaine des ondes visibles. Cette méthode utilisée dans l’aéronautique, le spatial ou le naval permet de détecter les décollements, les délaminages ou vérifier la porosité des matériaux composites. Pour les pièces de grandes dimensions, plusieurs acquisitions sont nécessaires pour contrôler l’intégralité de la pièce. Le capteur de shearographie peut être déplacé sur ces positions d’acquisitions par un opérateur ou bien être intégré dans une cellule robotisée. Cette robotisation permet d’automatiser l’inspection et de réduire les facteurs humains. Cet article présente – après un bref rappel des principes physiques exploités par cette méthode de CND – dans sa seconde partie, les grandes étapes de l’inspection par shearographie automatisée. Les opportunités et freins de cette robotisation sont détaillés. Dans une troisième partie, cet article détaille l’utilité d’avoir le jumeau numérique de la machine d’inspection. Ce jumeau simule le comportement du capteur pour visualiser les zones couvertes par une position d’inspection. Il devient aisé de définir manuellement le scénario d’inspection pour une pièce donnée. La validation du scénario peut alors être réalisée d’un point de vue robotique (absence de collision, respect des vitesses) et procédé d’inspection. Le jumeau numérique est confronté, dans un but d’être validé, aux résultats obtenus dans le monde physique (robot et capteur). En dernière section, cet article présente des résultats d’auto-apprentissage de scénarios d’inspection. Ces algorithmes experts calculent de manière automatique les scénarios, en utilisant le jumeau numérique de la machine. Les résultats sont optimisés tant en terme de nombre de vues utiles à couvrir la pièce, que dans les trajectoires robotiques. Les discussions seront ouvertes sur comment évaluer les résultats.

15:30 JE.3.B.3
Contrôle industriel 4.0 de panneaux sandwich en Composites de type Aéronautique par Thermographie Infrarouge
Samuel MAILLARD ¹ | Co-Auteurs : Lionel GAY ¹ – André BAILLARD ¹ – Marc GARAS ¹ – Nicolas SERRE ¹ – Xavier DUPONT ¹ – Alexis HUCK ¹ | Safran ¹
Historiquement, les panneaux sandwich aéronautiques sont généralement inspectés en ultrasons, par jets d’eau en transmission. Dans le cadre de ses activités sur les matériaux composites, Safran s’est intéressé à des méthodes alternatives et a retenu le contrôle par thermographie infrarouge. Après avoir décrit le produit (panneaux sandwich de grandes dimensions et de géométrie complexe) et le procédé actuel (ultrasons), le principe de thermographie, en particulier par excitation Flash en réflexion, va être détaillé. Au-delà-du caractère novateur d’une telle application industrielle, le procédé complet a été pensé dès la conception en termes de continuité numérique, pour s’inscrire dans l’Usine du Futur, dite 4.0, avec l’objectif final d’aller jusqu’à l’aide à la sanction des données. Les différentes phases du projet, de la R&D jusqu’à l’industrialisation et la qualification, vont être présentées et illustrées. La conclusion va aborder les perspectives actuellement envisagées autour du contrôle par thermographie chez Safran.

15:50 JE.3.B.4
Contrôle automatise de matériaux hétérogènes par imagerie térahertz (thz)
Thierry Antonini ¹| Terakalis ¹
Les matériaux hétérogènes sont de plus en plus utilisés dans l’industrie, notamment pour des applications critiques, dans un but principal d’alléger les structures, de renforcer certaines propriétés mécaniques ou chimiques propres à chacun des matériaux combinés ou encore d’accélérer la cadence de production. Ils peuvent être déclinés sous la forme d’assemblages collés ou soudés ou sous forme de composites. En raison d’un retour d’expérience limité sur ces matériaux et de la complexité de leurs procédés de fabrication, ces derniers nécessitent des moyens de contrôle permettant de détecter leurs défauts internes ou d’évaluer les propriétés internes qui pourraient notamment affecter leur durabilité que ce soit au stade de la production ou en cours d’exploitation. Les matériaux assemblés peuvent être affectés par différents types de défauts, de type cohésif ou adhésif, tels que des porosités dans la colle, des défauts de polymérisation, des mauvaises transformations de la matière chauffée ou encore des décollements. Pour les matériaux composites, dans le cadre de leur production, il s’agit notamment de défauts d’imprégnation, de défauts d’alignement ou d’orientation des fibres ; en cours d’exploitation, il s’agit plutôt de délaminations ou de pertes d’épaisseur. De ce fait, la possibilité d’apporter des garanties supplémentaires sur les performances de ces matériaux suscite un intérêt grandissant pour les techniques de contrôle non destructif et rapide pour qualifier 100% des produits en production et de suivre le vieillissement de ces matériaux en exploitation et venir compléter les manques des technologies existantes. Dans ce cadre, la technologie d’imagerie Terahertz (THz), méthode de contrôle non destructif rapide, sans contact et portative, est une solution prometteuse. Basée sur de nouvelles ondes électromagnétiques, appelées THz, elle associe une capacité de pénétration importante dans la plupart des matériaux diélectriques (i.e. non conducteurs), comme les polymères et céramiques, une forte sensibilité de détection des hétérogénéités de la matière et de leur anisotropie associée à une capacité de résolution d’imagerie compatible avec la taille des défauts recherchés. Une technique d’imagerie THz innovante en mode réflexion ou transmission permet notamment de réaliser des cartographies 2D de leurs hétérogénéités en temps réel, compatible avec du contrôle à haute cadence sur ligne de production ou pour des pièces de grandes dimensions. Lors de cette communication, TERAKALIS, société spécialisée en fabrication d’équipements THz, présentera le principe des ondes TeraHertz, les principales méthodes de mesure, un état de la maturité des systèmes THz actuels avec leurs niveaux de performance et limites pour le contrôle de la qualité des assemblages collés ou soudés et aussi des matériaux composites. Elle s’appuiera sur des cas applicatifs automatisés en guise d’illustration dans le cadre de production ou d’exploitation.

16:10 JE.3.B.5
Développement d’une solution d’inspection CND multiméthodes digitales pour pièces composites aéronautiques
Thibault BOULANGER ¹ | Co-auteurs : Pierre SERVAIS ² – Mathieu KLEIN ³ | Optrion ¹ – NDTPro ² – Visiooimage ³
Le Contrôle Non-Destructif (CND) en vue de l’inspection de composants composites est un élément critique dans la chaine de valeur garantissant leur intégration dans un avion. Les méthodes se basant sur une inspection par ultrasons sont, depuis de longues années, et restent la méthode la plus couramment déployée dans l’industrie aéronautique. Ces méthodes sont, chez la plupart des constructeurs, reconnues comme étant les seules capables de détecter des défauts de 6mm avec la probabilité de détection requise. A côté de ces capacités de détection, la méthode UT possède quelques inconvénients tels que le besoin d’un contact entre la sonde et la surface de la pièce ou encore le besoin d’un fluide couplant qui rend l’inspection plus ardue et plus couteuse (économiquement et environnementalement). Il existe d’autres méthodes bien connues de la communauté offrant d’autres perspectives : soit avec des capacités de détection similaires ou meilleures pour des applications ciblées, soit avec une réduction des couts d’inspection (plus rapide, pas de besoin de couplant) et avec une solution plus adaptée aux géométries complexes des pièces avionnées comme la double courbure. Parmi ces méthodes, nous pouvons citer les méthodes digitales que sont la thermographie, la shearographie, les rayons X ainsi que les ultrasons laser, méthodes qui sont sous-estimées et souvent non considérées comme candidates pour compléter ou précéder une inspection par ultrasons. Cet article présente l’application de concert de plusieurs de ces méthodes intégrées à un démonstrateur robotique visant à l’automatisation de l’inspection de pièces de grande taille. La réalisation du démonstrateur est le délivrable du projet LDCOMP groupant des sociétés wallonnes et québécoise visant à développer les méthodes digitales et passer un niveau de maturité vers des solutions efficaces, robustes, rapides et offrant un niveau de détection élevé. La démonstration de la faisabilité d’inspection d’un panneau composite de grande taille (>2m) ainsi qu’une structure à géométrie complexe sera décrite. La solution consiste en une inspection combinant de la thermographie et de la shearographie installées sur un dispositif robotisé permettant une vérification de la présence de défauts avec une vitesse d’inspection inégalée, chaque méthode étant validée sur un ensemble de calibres en composite adaptés à la thermographie et shearographie pour simuler au mieux un délaminage ou une zone poreuse. Des développements logiciels sont mis en œuvre afin de fournir une représentation unifiée et assemblée de l’ensemble des zones inspectées. Un défaut détecté peut ensuite être confirmé à l’aide d’une inspection US manuelle, si nécessaire.

14:50 JE.3.C.1
Une approche POD par simulation d’un contrôle ultrasonore industriel
Romain HODÉ ¹ – Fabrice FOUCHER ² | Benoît DUPONT ¹ – Jérôme DUDOUS ² – Laura CLEMENT ² – Sébastien LONNÉ ² | Cetim ¹ – Extende ²
La fiabilisation des contrôles non destructifs est un réel enjeu industriel. Pour répondre à ce besoin, des indicateurs basés sur la probabilité de détection (POD) ont été développés [1, 2]. Ceux-ci permettent de définir les performances en détection d’une technique de contrôle END en considérant la variabilité des paramètres influents. L’intérêt de ce type d’approche est de fournir un indicateur statistique participant à la qualification du mode opératoire pour une structure (géométrie, matériau) et une technique de contrôle donnée. L’objectif de ce travail est d’évaluer l’intérêt d’une telle démarche dans un cadre industriel et d’identifier les ressources nécessaires (humaines, financières, matérielles, etc.). La réalisation d’une étude POD peut être menée soit de manière expérimentale, soit par simulation numérique, soit par une combinaison des deux approches. L’approche expérimentale nécessite l’approvisionnement d’un grand nombre de maquettes avec des défauts calibrés et de différentes dimensions. Celle-ci est donc difficile à mettre en œuvre et onéreuse. Les études réalisées dans le cadre de ce projet sont basées sur l’utilisation de simulations numériques obtenues à l’aide du logiciel CIVA. Cette approche numérique permet d’étudier la variabilité d’un nombre important de paramètres et de classer ces paramètres en fonction de leur ordre d’influence sur le résultat final du contrôle CND. L’inconvénient de cette dernière approche réside dans la moindre prise en compte des gestes de l’opérateur et du facteur humain. La structure mécanique étudiée est un assemblage soudé bout-à-bout avec un défaut de type « manque de fusion » orienté parfaitement le long du chanfrein en « V ». Deux techniques de contrôle par ultrasons sont étudiées : la première avec une sonde monoélément et la seconde avec un traducteur multiélément. La démarche complète permettant d’aboutir au tracé des courbes POD est mise en œuvre pour ces deux techniques de contrôle. Une approche basée sur l’utilisation de métamodèles est réalisée. Les paramètres les plus influents sur les résultats des contrôles par ultrasons (monoélément et multiélément) sont déterminés grâce aux indices de Sobol. Cette approche permet finalement de faire varier différentes combinaisons de paramètres en temps réel et d’évaluer de très nombreux scénarios de contrôles à l’aide des courbes POD associées. [1] A. Berens, NDE reliability data analysis, Nondestructive Evaluation and Quality Control, 17, 689-701, 1989. [2] MIL-HDBK-1823A – Nondestructive evaluation system reliability assessment, US Dept of Defense, 2009.

15:10 JE.3.C.2
Apports d’une cosimulation “END – Tolérance aux dommages” dans la réduction des risques de rupture
Fabrice FOUCHER ¹ | Co-auteurs : Sébastien LONNE ¹ – Pierre CALMON² – Stéphane LEBERRE² – Michael ENRIGHT ³ – Philippe DUBOIS ¹ | Extende ¹ – Université Paris Saclay, CEA List ² – Southwest Research Institute ³
Dans l’approche par tolérance aux dommages utilisée notamment en aéronautique, il est essentiel de démontrer la fiabilité des inspections END pour la détection de potentiels défauts structurels, particulièrement dans le cas de pièces obtenues par fabrication additive, car ce procédé introduit davantage d’anomalies. Les courbes de Probabilité de Détection (POD), qui relient la probabilité de détecter un défaut à sa taille, constituent un indicateur clé en évaluant une taille maximale de défaut que le procédé END peut manquer à un certain niveau de probabilité et avec un certain taux de confiance. Cette information est utilisée, conjointement à d’autres données telles que la géométrie de la pièce, les propriétés mécaniques, les contraintes ou encore les cinétiques d’évolution des défauts, pour adapter la stratégie de maintenance et de contrôle de la pièce afin d’optimiser la sureté et sa durée de vie en service. La fiabilité d’un END et l’évaluation du risque sont basées sur des indicateurs statistiques qui nécessitent un volume de données important si l’on veut que ces indicateurs soient fiables. Ainsi, il est difficile d’obtenir un bon niveau de confiance sur la base d’une approche purement basée sur des essais expérimentaux compte-tenu du volume de maquettes et des coûts engendrés. Les outils de simulation peuvent atteindre cet objectif s’ils ont la capacité de prendre en compte et piloter précisément les paramètres pertinents et grâce aux capacités de calcul intensif maintenant disponibles. Le travail présenté dans cet article met en œuvre des cosimulations réalisées entre les logiciels DARWIN®, en modélisation probabiliste de la tolérance au dommage, et CIVA, en modélisation END. DARWIN calcule des niveaux de risque de rupture par zone dans une pièce donnée, quand CIVA permet d’obtenir des courbes de probabilité de détection pour différentes méthodes END. L’application présentée illustre le cas d’une pièce de rotor en titane impliquant un contrôle par ultrasons. Il apparait très pertinent de relier la simulation des END et celle de la mécanique de la rupture, deux disciplines assez compartimentées par ailleurs. En effet, DARWIN permet de connaitre les défauts et les tailles critiques associées qui sont les données d’entrées essentielles pour développer une méthode d’inspection pertinente. CIVA permet d’obtenir des courbes POD permettant ensuite à DARWIN de quantifier le niveau de réduction de risque apporté par cet END. Cela souligne l’importance des END pour la sureté de fonctionnement et permet d’adapter la sensibilité du procédé d’inspection afin de trouver le meilleur compromis entre la performance nécessaire et les coûts.

15:30 JE.3.C.3
E-tubing: contrôle de soudure par courants de Foucault en alternative à la radiographie
Yann KERNIN ¹ | Co-auteurs : Stéphane BOURGOIS ¹ – Sébastien SEGURA ¹ – Guillaume COMBRET ² – Chiara ZORNI ³| Framatome Intercontrole ¹ –  Framatome ² – EDF ³
Dans le cadre du projet de remplacement des générateurs de vapeur du parc nucléaire, un système de contrôle non destructif par courants de Foucault, appelé e-Tubing, a été développé en alternative au contrôle radiographique. Cette présentation décrit les travaux accomplis au travers des phases de spécification, d’analyse de risques « soudage », d’étude de performance et d’équivalence, d’industrialisation et de mise en œuvre sur site. Enfin, un bilan décrivant les gains opérationnels permet d’illustrer les avantages de cette solution.

15:50 JE.3.C.4
Capteurs multiéléments courants de foucault en remplacement du ressuage sur matériaux métalliques
Bastien LAVIE¹ | Co-auteurs : Antoine BRETONNIERE ¹ – Agnès GRAINDORGE ¹ – Patrick RECOLIN ¹ | Naval Group ¹
Dans le cadre de ses contrats, NAVAL GROUP assure le Maintien en Conditions Opérationnelles des sous-marins et bâtiments de surface de la Marine Nationale. Les contrôles non destructifs par ressuage, largement mis en œuvre, participent à démontrer l’intégrité de matériaux métalliques sur coque et structure de ces bâtiments. Néanmoins, ces méthodes ont un impact non négligeable sur l’environnement et la santé des opérateurs (traitement des déchets, …) et de surcroît présentent de réelles contraintes en termes de mises en œuvre à bord des bâtiments en phase de maintenance notamment. A ce titre, plusieurs études sur l’utilisation de capteurs courants de Foucault multiéléments sont menées au sein du département END du CESMAN sur diverses applications avec pour but de se substituer aux méthodes ressuage. Un état des lieux de ces différentes études est présenté.

16:10 JE.3.C.5
Advanced eddy current array (eca) for the external inspection of fuel lines and rods
Mathieu BOUCHARD ¹ | Co-auteurs : Louis Daniel THEROUX ¹ – Olivier BELLAVANCE ¹ | Eddyfi Technologies ¹
The recent advances in eddy current array testing (ECA) have considerably expanded the range of components and assets that can be inspected for surface flaws. One of the great advantages of this technology is its capability to adapt to various materials and geometries. From carbon steel pipelines to aluminum friction-stir welds, ECA is being used as a replacement of magnetic particle testing (MT) and penetrant testing (PT) in a wide array of industrial applications for the detection of surface- breaking cracks and discontinuities. By transmitting and receiving signal with one another, ECA sensors enable detection performance that cannot be reached with traditional single element probes. ECA is also significantly faster, less operator- dependent, and easier to automate. One lesser-known benefit of eddy currents is their capability to penetrate non- ferromagnetic surfaces and be sensitive to subsurface flaws that are otherwise invisible to visual inspection. By controlling the size and impedance of the sensors, the frequency of the currents and the multiplexing pattern of the array, it becomes possible to inspect both sides of a thin conductive wall during a single scan. This becomes especially useful for the assessment of thin-walled tubes containing fuel, which are often accessible only from the outside. This paper discusses two applications in which ECA has brought substantial improvements to the non-destructive testing of thin-walled tubes. First, a technology has been developed for the inspection of nuclear fuel rods. Typically made of zirconium or stainless-steel alloys, fuel rods can be inspected using encircling ECA to get a more precise detection of both external and internal cracks, pitting, dents, oxidation, and other anomalies prior to metallographic examination and destructive testing. The second application is the inspection of fuel lines in aircraft and spacecraft. Those small diameter lines are often located in areas with restricted access, where they are assembled by automated orbital welding. Even with a highly controlled welding process, small cracks and clusters of porosities can be present in the joint and eventually propagate, leading to fuel leakage and the direct failure of propulsion systems. An ECA system has been developed for the rapid circumferential scanning of those orbital welds, allowing detection of flaws in a matter of seconds. This solution has the potential to represent significant time savings if used as a replacement of radiography, which is currently the method of choice for this inspection. Both ECA systems are presented in detail through the paper, and their performance are discussed.

14:50 JE.3.D.1
Inspection télévisuelle : guide et recommandations techniques – groupe de travail Cofrend
Sébastien PETIT ¹ | Co-auteurs : Anjorand David ² – Grosseau Frédéric ³ – Muller David ⁴ – Queval Pascal ⁵ – Rayer Eric ⁶ – Roussillon Mickael ⁷ – Bouvet Patrick ⁸ – Skopinski  Clement ⁹ – Trujas Didier ¹⁰ | Vallourec ¹ – Cetim ² – Naval Group ³ – Framatome ⁴ – IFAT ⁵ – Armée de l’air ⁶ – EDF ⁷  – CTIF ⁸ – Framatome Intercontrole ⁹ – Efer Endoscopy¹⁰
L’inspection télévisuelle s’entend comme un contrôle visuel à distance effectué au moyen d’une caméra et dont la vision est dite déportée sur un moniteur vidéo. En plus des difficultés et de l’enjeu souvent sous-estimés de l’inspection visuelle, la numérisation des images apporte donc son lot de pièges et de spécificités. La Cofrend a décidé de lancer un groupe de travail regroupant les spécialistes de l’inspection télévisuelle de l’aéronautique, du nucléaire et de l’industrie métallurgique pour convenir de bonnes pratiques et de recommandations techniques dans ce domaine, et de les regrouper dans un guide. Ce guide s’adressera donc aux industriels soucieux de réaliser ou de faire réaliser des inspections en adéquation avec leur besoin, mais aussi aux opérateurs qui, en l’absence de normes de méthodologie concrètes sur le sujet, sont désireux de respecter un mode opératoire dont les résultats seront maitrisés. Il aura pour vocation de traiter le cas de l’endoscopie et de ses nouvelles possibilités (traitement d’images, mesures 3D), mais également du contrôle à distance par drone (aérien et sous- marin) ou télescope, ainsi que le contrôle automatisé en production. A l’aide d’exemples concrets et d’illustrations, cette conférence abordera quelques recommandations liées à l’utilisation de mires, de caméras, d’éclairages, mais aussi à la mise en œuvre pratique et aux opportunités offertes par la numérisation des images.

15:10 JE.3.D.2
Vers une vérification simplifiée des systèmes ultrasons multiéléments
Benoît DUPONT ¹ | Cetim ¹
La première version de la norme ISO 18563-3 publiée en 2015, était le résultat d’un long travail au sein du GT Cofrend Multiéléments. En raison de la multitude de faisceaux générés en multiéléments, et pour réduire le nombre de vérifications, plusieurs modes de fonctionnement ont été introduits selon le nombre de faisceaux différents générés. Selon la configuration, les vérifications portaient finalement sur 1 à 9 faisceaux. Malgré ce travail de réduction, les vérifications se sont, dès le départ, avérées trop lourdes à mettre en œuvre au quotidien pour les opérateurs : angles de réfraction, sensibilité le long du faisceau, dimensions du faisceau dans les plans d’incidence et secondaire, taille du faisceau sur l’image… Le GT Cofrend a été réactivé dès 2016 pour proposer une nouvelle version de la partie 3, simplifiant les vérifications du système complet en multiéléments. D’autre part, la partie 2 de la norme ISO 18563 publiée en 2017, intégrait les capteurs multiéléments matriciels. La révision de la partie 3 devait donc également intégrer ces capteurs. Pendant près de 3 ans, le GT a travaillé pour définir une solution simple permettant à l’opérateur de vérifier le système complet constitué d’un appareil, d’un capteur, d’un sabot, de câbles, d’adaptateurs, et d’un réglage plus ou moins complexe. L’idée est alors d’utiliser l’imagerie issue du réglage appliqué : en positionnant le capteur sur une pièce de référence contenant un certain nombre de réflecteurs connus, les images issues du réglage appliqué doivent permettre de localiser les échos à des emplacements cohérents par rapport à la position des réflecteurs sur la pièce. Si tel est le cas, les faisceaux générés sont bien ceux spécifiés. Sinon, un élément de la chaîne n’est pas conforme : le traducteur ? le sabot ? le paramétrage ? Des explorations complémentaires devront être menées par l’opérateur… Ce papier présente les principes de la nouvelle méthodologie simplifiée pour la vérification du système complet en ultrasons multiéléments à l’aide de l’imagerie. Des exemples d’anomalies dans le système sont montrés afin d’illustrer leurs effets sur l’image générée. Remerciements : Loïc de Roumilly, ancien pilote du GT Cofrend Multiéléments, et tous les participants de ce GT.

15:30 JE.3.D.3
Une interopérabilité européenne maîtrisée et une opportunité de développement : la prise en compte du référentiel normatif – EN16910-1 Exigences END pour la maintenance des essieux montés
Paolo MARTINS ¹ | Co-auteurs : Florence BEY ¹ – Jean-Pierre GIELEN ¹ | SNCF Voyageurs ¹
Afin de promouvoir la sécurité, l’interopérabilité et l’acceptation mutuelle entre les entreprises et les pays effectuant la maintenance ferroviaire des essieux montés, des travaux européens ont permis d’aboutir à un consensus sur les exigences nécessaires en matière de CND. Ainsi est née, en 2018, la norme EN 16910-1, intitulée « Applications ferroviaires – Matériel roulant – Exigences pour les essais non destructifs sur les organes de roulement lors de la maintenance ferroviaire – Partie 1 : Essieux », forte de quatre piliers fondateurs :Exigences pour le personnel END en termes de formation, d’expérience, d’examens, d’autorisation d’opérer, et de son maintien par l’employeur, Exigences en matière d’END sur les essieux posés sous véhicule ou déposés (plan de maintenance, défauts recherchés, traçabilité), Exigences relatives aux procédures et instructions pour les END sur les essieux du matériel ferroviaire, Exigences relatives à l’autorisation d’utiliser des équipements END et à l’introduction de nouvelles techniques END en maintenance ferroviaire. L’Ingénierie du Matériel de SNCF VOYAGEURS, qui pilote, supervise et anime la maîtrise de la qualité des essais non destructifs en maintenance du matériel roulant ferroviaire, a joué un rôle moteur dans la mise en œuvre de ces nouvelles exigences. Après un état des lieux préalable, un plan d’action a été défini et mis en œuvre afin d’intégrer les prescriptions de la nouvelle norme EN 16910-1 dans les référentiels de maintenance, de formation et d’habilitation du personnel de SNCF VOYAGEURS. L’organisation END de SNCF VOYAGEURS intègre aujourd’hui les spécificités des quatre piliers de la norme EN16910-1, avec une phase de transition pour sa mise en œuvre, et un accompagnement des acteurs. En 2022, les résultats sont déjà visibles : Les premières attestations complémentaires essieux sont délivrées aux personnels END (Niveau 1 à 3) afin de garantir la sécurité d’exploitation ferroviaire sur les organes de roulement, tout en optimisant les coûts, SNCF Voyageurs propose à ses clients des prestations de maintenance END incluant les préconisations de la norme EN16910-1, La France, via SNCF Voyageurs, fait partie des deux premiers pays européens à faire bénéficier de ce type de prestation.

15:50 JE.3.D.4
Rédaction des annexes TOFD et UT multiéléments dans le CODAP
François BERTHELOT ¹ | Co-auteurs : Jean-Yves ROLLAND ¹ – Benoit DUPONT ¹ | Cetim ¹
Afin de permettre aux fabricants français d’appareils à pression de disposer d’un code de construction compétitif et pertinent techniquement dans un marché mondial très concurrentiel, le syndicat national de la chaudronnerie/tuyauterie (SNCT) a mandaté le Cetim pour réviser le CODAP, en particulier sur la partie CE – Contrôles – Essais – Inspection. Ce code introduit depuis 2010 de nouvelles techniques de contrôles volumiques telles que le TOFD ou les ultrasons multiéléments. La révision demandée a été réalisée sur tout le document en élargissant le domaine d’application de certaines méthodes, en précisant le périmètre et les modalités de certaines autres et en proposant de réelles avancées techniques sur les techniques TOFD et UT multiéléments rendant ces techniques utilisables avec un document autoporteur. En effet, outre les principes généraux et dispositions générales (modalités d’examen…), chacune des annexes propose à l’utilisateur des critères de notation et d’acceptation associés. Les documents ont été rédigés afin d’être au minimum en conformité avec les documents européens dans un objectif d’assurer une conformité à la DESP (Directive européenne des appareils à pression), mais en imposant certains points supplémentaires jugés indispensables, comme par exemple d’avoir recours à des défauts plans internes orientés sur les chanfreins ou dans le plan du talon dans la pièce de référence afin que les réflecteurs de référence soient représentatifs des défauts recherchés dans les soudures. L’ensemble des évolutions importantes sera présenté et chacune de ces évolutions fera l’objet d’une justification technique.

16:10 JE.3.D.5
Ultrasons multiéléments en alternative à la radiographie pour la fabrication de tuyauteries de cat. 0 selon norme NF EN 13480
Christophe GIBERT ¹ | Co-auteurs : Marouane EL BAKKALI ¹ – Frédéric CAPRON ¹ | EDF ¹
Depuis quelques années, EDF a engagé des études visant à remplacer l’utilisation de la radiographie par des ultrasons afin de profiter des nouvelles perspectives liées à l’essor des techniques multiéléments. Ces techniques CND présentent l’avantage d’un point de vue sécurité d’éliminer le rayonnement ionisant. Elles suppriment la contrainte du travail posté et autorisent la co-activité. EDF envisage d’utiliser les ultrasons multiéléments en alternative à la gammagraphie pour le contrôle de fin de fabrication des soudures de tuyauteries industrielles faiblement sollicitées (catégorie 0). Ces tuyauteries sont de qualité courante en acier carbone ou faiblement allié, de DN ≤ 300 mm, réalisées selon la norme EN 13480. La conférence a pour objectif de présenter la démarche retenue pour traiter le cas des faibles épaisseurs où, en l’absence de cadre normatif, une approche OPC (Occurrence, Performance, Conséquence) a été engagée afin d’identifier les défauts les plus critiques et les critères associés.

Visite Naval Group – Toulon – Retour prévu sur Marseille entre 13h30 et 14h00
Pour des raisons de sécurité, les participants devront déclarer leur pièce d’identité, + adresser une copie pour valider leur inscription. Les papiers d’identité déclarés devront être ceux présentés sur place à l’accueil du site de Naval Group. Également, munissez-vous de vos EPI
Afin d’organiser votre logistique, ci-dessous le déroulé de la visite :

• 7h30 : Rendez-vous au Parc Chanot
• 7h45 : Départ de l’Autocar
• 9h00-9h15 : Arrivée à Toulon sur le site de l’Arsenal, accueil et formalités d’accès
• 9h30 – 10h15 : Présentation en salle des activités de Naval Group au Visiteur Center
  
• 10h00-11h00 : Visite des ateliers CND de Naval Group
  
• 11h00 – 12h00 : Visite depuis le quai du porte-avion Charles de Gaulle.
  
• 12h15 : fin de la visite
• 13h30/14h00 Arrivée à Marseille et arrêts à l’aéroport, la gare St Charles et le Parc Chanot.

Visite CEA & Framatome Intercontrôle – Cadarache – Retour prévu sur Marseille entre 13h30 et 14h00
Pour des raisons de sécurité, les participants devront déclarer leur pièce d’identité, + adresser une copie pour valider leur inscription. Les papiers d’identité déclarés devront être ceux présentés sur place à l’accueil du site du CEA et de Framatome Intercontrôle. Également, munissez-vous de vos EPI
Afin d’organiser votre logistique, ci-dessous le déroulé de la visite :

• 7h45 : Rendez-vous au Parc Chanot
• 8h00 : Départ de l’Autocar
• 9h15 : Arrivée à Cadarache, accueil et formalités d’accès
• 9h45 – 10h45 : Présentation en salle des activités du CEA Cadarache et du bâtiment WEST
  
• 10h45 : transfert en autocar vers le site de Framatome Intercontrôle
• 11h00 – 12h00 : Présentation des activités du site de Framatome Intercontrôle et démonstrations de la MIS
• 12h15 : fin de la visite
• 13h30/14h00 Arrivée à Marseille et arrêts à l’aéroport, la gare St Charles et le Parc Chanot.

Visite ITER – Cadarache – Retour prévu sur Marseille entre 14h00 et 14h30
Pour des raisons de sécurité, les participants devront déclarer leur pièce d’identité, + adresser une copie pour valider leur inscription. Les papiers d’identité déclarés devront être ceux présentés sur place à l’accueil du site du CEA et de ITER, lors du contrôle de sécurité des visiteurs. Également, munissez-vous de vos EPI
Afin d’organiser votre logistique, ci-dessous le déroulé de la visite du site ITER à Cadarache le vendredi 9 juin :

• 8h30 : Rendez-vous au Parc Chanot et Départ de l’Autocar
• 10h00 : Arrivée à Cadarache, accueil et formalités d’accès
• 10h30 – 11h30 : Présentation générale des activités en salle
• 11h30 – 13h00 : Tour commenté du site, pour une vue d’ensemble avec arrêt au bâtiment d’assemblage
• 14h00/14h30 Arrivée à Marseille et arrêts à l’aéroport, la gare St Charles et le Parc Chanot.