Deux bancs de mesures ont été utilisés, selon que le détecteur utilisé était un capteur plan ou un écran photostimulable.
Cales radiographiées
Les cales étudiées sont dites « à gradins ». Ce sont des plaques de métal (Dural et acier ferritique) planes, comportant des marches régulièrement espacées mais de hauteur non-constante, ainsi que 2 séries de trous, eux aussi régulièrement espacés mais de profondeurs et de diamètres différents.
Les dimensions de chaque cale sont :
- 200 mm de longueur,
- 120 mm de largeur,
- 10 mm d’épaisseur pour la cale en acier ferritique et 9,6 mm pour la cale en Dural.
Vue 3D d'une cale radiographiée
Les valeurs relevées sur les reliefs des deux cales sont notées ci-dessous. Les dimensions non-renseignées sont celles pour lesquelles il a été impossible de faire la mesure (diamètre des trous trop petit ou en dessous de la résolution du dispositif de mesure).
| Relief | Profondeur mesurée : cale en Dural (mm) | Profondeur mesurée : cale en acier ferritique (mm) |
| Trou n°1 | 6,0 | 5,2 |
| Trou n°2 | 4,7 | 3,9 |
| Trou n°3 | 3,6 | 3,4 |
| Trou n°4 | 2,3 | 1,8 |
| Trou n°5 | - | - |
| Trou n°6 | - | - |
| Trou n°7 | 4,6 | 4 |
| Trou n°8 | 3,5 | 3,4 |
| Trou n°9 | 2,4 | 1,9 |
| Trou n°10 | - | - |
| Trou n°11 | - | - |
| Marche n°1 | 5 | 5,3 |
| Marche n°2 | 2 | 2,2 |
| Marche n°3 | 1 | 1,2 |
| Marche n°4 | 0,5 | 0,4 |
| Marche n°5 | 0,2 | 0,3 |
| Marche n°6 | 0,1 | 0,2 |
| Marche n°7 | - | - |
Les masses volumiques ont été mesurées respectivement à 2,76 g.cm-3 et 7,87 g.cm-3 pour la cale en Dural et la cale en acier ferritique.
Banc de mesure capteur plan
Le banc de mesure pour les acquisitions effectuées à l’aide du capteur plan est présenté ci-dessous.
Configuration expérimentale pour les mesures avec écrans plats
Il est constitué d’un support de positionnement des pièces à radiographier, autour duquel deux robots viennent positionner la source d’irradiation et le détecteur. La source d’irradiation est un générateur X micro-foyer (2 µm) de marque VISCOM, dont la tension de fonctionnement est réglable de 30 kV à 225 kV, pour une puissance maximum de fonctionnement de 320 W. Le détecteur est un capteur plan de marque PERKIN-ELMER, référence XRD 0822 AP. Il est constitué d’un scintillateur CsI de plusieurs centaines de microns d’épaisseur, déposé sur une matrice de 1024 x 1024 photodiodes de 200 x 200 µm² de surface. La surface photosensible du détecteur est protégée par une plaque d’aluminium épaisse de 750 µm.
Les acquisitions sur la cale en Dural ont été effectuées avec une tension d’accélération de 100 kV et une intensité de 800 µA. En plus du filtre de 1 mm d’aluminium intégré au générateur VISCOM, un second filtre d’aluminium d’épaisseur 1 mm a été utilisé.
La cale est positionnée contre le détecteur, et la distance source-détecteur fixée à 60 cm.
Les acquisitions sur la cale en acier ferritique ont été effectuées avec une tension d’accélération de 200 kV et une intensité de 800 µA. En plus du filtre de 1 mm d’aluminium intégré au générateur VISCOM, un second filtre de cuivre d’épaisseur 1,2 mm a été utilisé.
La cale est positionnée contre le détecteur, et la distance source-détecteur fixée à 60 cm.
Dans le cas du capteur plan, chaque acquisition a été corrigée d’une image de noir obtenue en faisant la moyenne de 60 acquisitions sans irradiation, de telle sorte que le bruit intrinsèque du détecteur soit négligeable par rapport au niveau de gris mesuré en tout point. La rémanence du capteur a été prise en compte en effectuant ces acquisitions avant irradiation. L’uniformité de la réponse du détecteur, mesurée approximativement à 1%, n’a pas fait l’objet d’une correction.
Les écart-types sur la réponse moyenne ont été calculés en analysant la distribution des niveaux de gris, sur une région d’intérêt, de la différence de deux images obtenues successivement, dans des conditions identiques, et en multipliant le résultat obtenu par un facteur (var(X-Y) = var(X) + var(Y)) pour deux variables aléatoires indépendantes. On s’affranchit de cette façon des défauts de sensibilité systématiques du capteur dans l’estimation du bruit de mesure.
Banc de mesure écran photostimulable
Le banc de mesure pour les acquisitions effectuées à l’aide d’écran photostimulable est présenté ci-dessous.
Configuration expérimentale pour les mesures avec écrans photostimulables
Le générateur X utilisé de marque YXLON modèle Y.TU 450-D09 fournit des photons jusqu’à 450 keV, avec une puissance de 1,5 kW ; son foyer a un diamètre de 400 µm. Il est soutenu par une potence et orienté de telle sorte que l’axe d’irradiation soit vertical. La cale à radiographier, placée directement sur l’écran photostimulable, est maintenue en position sur cet axe. Les écrans photostimulables utilisés sont de marque DÜRR NDT, modèle 10x48 HR (version haute-résolution). Après irradiation, ils sont numérisés à l’aide d’un scanner GE FS50B. La résolution de ce dispositif de numérisation est de 493 points par pouce, soit environ 50 µm.
Pour la cale en Dural, la tension d’accélération du générateur a été réglée à 100 kV, son intensité à 500 µA. Un filtre d’aluminium de 3 mm d’épaisseur est positionné entre le générateur et la cale, distants de 1 m.
Les acquisitions pour la cale en acier ferritique ont été obtenues avec une tension d’accélération de 200 kV, les autres paramètres restant constants.
L’évaluation du bruit de mesure n’est faite qu’à partir d’une seule acquisition. L’écart type sur la réponse du détecteur, mesuré dans une région d’intérêt, prend donc en compte également les effets systématiques (éraflures, planéité de la cale, variation locale de sensibilité du détecteur), et le bruit de mesure est donc surévalué.
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