EXTENDE

Principe physique du CND par émission acoustique :

La technique de Contrôle Non Destructif par Emission Acoustique (AE) consiste à détecter des ondes ultrasonores émises par le bruit généré lors de l’évolution d’une dégradation au sein d’une structure sous contrainte.

Cette technique implique la mise sous contrainte de la pièce, un phénomène physique de dégradation émettant une onde acoustique puis le recueil des signaux acoustiques par un réseau de transducteurs ultrasonores placés au contact de celle-ci. Une fois acquis et traités, les signaux permettent de remonter par triangulation à la localisation d’un défaut.

Plusieurs phénomènes peuvent être sources d’émission acoustique :

• La propagation d’une fissure
• Un délaminage ou une rupture de fibre dans les structures composites
• Une déformation plastique
• Le développement de corrosion
• La relaxation de contraintes dans les soudures
• Des fuites de liquide ou de gaz

Cas d’applications et secteurs industriels

La technique de contrôle par émission acoustique est particulièrement utilisée pour les contrôles des appareils sous pression ainsi que les réservoirs de stockage ou les structures aéronautiques.
On la retrouve ainsi dans différents secteurs de l’industrie :

Dans les transports :

• Structures aéronautiques en aluminium ou composites : Voilure, dérive, réservoirs haute pression en composite
• Chaufferies de sous-marins nucléaires (tuyauteries sous pression)
• Batiments navals : Contrôle des embarcations en composite
• Structures offshores : Détection de la corrosion dans les pétroliers ou méthaniers

Dans l’industrie pétrochimique et du gaz :

• Réservoirs : Grand réservoirs pétrochimiques, Citernes de gaz GPL chez les particuliers, Réservoirs enterrés, etc.
• Détection de fuite dans les canalisations (oléoducs, gazoducs, etc.)
• Détection de corrosion dans les bacs de stockage

Dans la production d’énergie, notamment nucléaire : Contrôle de l’étanchéité du circuit primaire des centrales nucléaires (réacteurs, condenseurs, échangeurs, etc.)

Dans le génie civil :

• Contrôle de la fissuration des bétons
• Surveillance continue des ouvrages
• Détection des ruptures de fils sur les cables (ponts à haubans)

Dans l’industrie mécanique : Notamment pour la surveillance des procédés de fabrication (emboutissage, usinage,soudure,etc.)

Avantages et limites actuelles de la méthode AE :

Avantages

Limites

- Grande sensibilité aux évènements pendant la fissuration, donc sensible à la croissance d’un défaut

- La pièce doit être mise sous contrainte et déjà fissurée

- Méthode globale, couvre une structure complète en un seul examen

- Interprétation délicate des signaux : Caractérisation difficile des défauts (position, type, dimension)

- Appareillage assez simple, peu de contraintes d’accès

-Incertitudes importante, ce qui rend la méthode difficilement quantitative aujourd’hui

- Adapté au suivi en fonctionnement (le dispositif peut rester monté sur la pièce)

- Le placement des capteurs se fait aujourd’hui de manière assez empirique lors de l’étalonnage

- Peut remplacer l’épreuve hydraulique lorsque celle-ci est nocive à coût inférieur

- Etalonnage délicat (notamment pour mesurer les vitesses de propagation)

Les tendances autour de l’émission acoustique :

Le contrôle par Emission acoustique connait un développement relativement important depuis les années 90.
Plusieurs raisons peuvent être avancées :

• Une demande croissante des fabricants et exploitants d’appareils à pression : L’évolution du contexte règlementaire depuis 1999 impose que les appareils à pression doivent subir un contrôle avant leur mise en service puis en cours d’utilisation. Ce contrôle implique généralement une épreuve hydraulique qui se révèle couteuse et parfois nocive pour la structure (notamment corrosion). L’émission acoustique peut compléter ou se substituer avantageusement à l’épreuve hydraulique à moindre coût.
• Le développement (notamment dans l’aéronautique) des technologies de type SHM (Structural Health Monitoring) proposant un suivi permanent de l’état de santé en service d’une structure. L’appareillage associé à l’émission acoustique ainsi que la sensibilité de cette technique à l’évolution d’un défaut s’inscrit tout à fait dans cette philosophie du contrôle en continu.
• La demande des utilisateurs de matériaux composites, pour lesquels cette technique présente une sensibilité intéressante par rapport à d’autres méthodes.
• Le besoin de surveillance en cours de fabrication pour garantie la qualité du produit et protéger les outils de fabrication.