L'objectif du groupe de travail COFREND "modélisation des courants de Foucault" est de proposer des benchmarks regroupant des résultats de simulations et d'expériences permettant de valider des codes de simulation des courants de Foucault.

Pièce

Une plaque plane en inconel, de 1,55 mm d’épaisseur, est inspectée par deux bobines, comme représenté sur la figure ci-dessous. Le matériau de la plaque, l’inconel, a une conductivité de 1,02 MS.m-1 et une perméabilité relative de 1.

Plaque modélisée dans CIVA

Sonde

Cette étude implique un capteur constitué de deux bobines opérant en fonctions séparées et mesures absolues, c’est-à-dire en « Mode Réflexion ». Les caractéristiques géométriques des bobines incluant une ferrite, ainsi que leur positionnement sont décrits sur les figures ci-dessous.

Paramètres des bobines formant la sonde à fonctions séparées

Positionnement des sondes à fonctions séparées

Défaut

La comparaison est réalisée sur le défaut nommé « F5 » sur la figure ci-dessous, une petite entaille traversante de longueur 2 mm et ouverture 0,1 mm, après calibration sur le défaut « F7 », entaille de longueur 10 mm, ouverture 0,3 mm, situé à 40 % de l’épaisseur de la plaque. Le signal est réglé à 1V d’amplitude et 0° de phase sur le défaut de calibration.

Caractéristiques de l’entaille rectangulaire (F5) et du TG de référence (F7)

Comparaisons Expérience/Simulation

Ce benchmark a été réalisé avec le logiciel semi-analytique CIVA_ET version 11.0.

Un modèle surfacique spécifique (Boundary Element Method) plus efficace et plus précis qu’un modèle volumique pour les défauts fins a été utilisé dans cette étude.

Les deux tableaux ci-dessous rassemblent les résultats calibrés pour la réponse du défaut « F5 » à 100 kHz et 300 kHz. La figure en bas de page représente les courbes des résultats obtenus avec CIVA et l’expérience. Un bon accord général a été trouvé entre la simulation et l'expérience.

Résultats de l’expérience et de la simulation à 100 kHz

Résultats de l’expérience et de la simulation à 300 kHz

Comparaison des résultats de CIVA et de la manip à 100 kHz (gauche) et 300 kHz (droite)

Comparaison entre codes

Les résultats de simulation CIVA ont également été comparés avec les résultats de deux codes éléments finis : C3D, développé par le LAMEL (laboratoire commun entre EDF R&D et l'université de Lille) et Flux 3D, développé par Altair. Les différences d'amplitude et de phase sont données par rapport aux résultats expérimentaux.

Comparaisons entre CIVA, C3D et Flux pour les voies à 100 et 300 kHz

On remarque que les écarts entre les résultats de CIVA et de l'expérience sont plus faibles que dans le cas des deux autres codes aussi bien à 100 kHz qu'à 300 kHz.

Ces résultats sont tirés de l'article Working Group COFREND "Eddy Current NDT modeling" : benchmarks for validation and improving simulation codes acceptation présenté à l'ECNDT en 2014.

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