Un contrôle des composites en perpétuelle évolution

Le 22/05/2018 à 14:00  

Les composites sont une vaste famille de matériaux. Plusieurs procédés de fabrication différents entrent en jeu, ils emploient des matières variées pour produire des pièces dédiées à une vaste gamme d'applications. « Différents matériaux sont assemblés pour former un ensemble complexe, explique Cyril Kouzoubachian, responsable du réseau de compétences Precend . En général, les composites sont formés de plusieurs couches de différentes matières. » Cette structure complexe rend les contrôles parfois difficiles. « Les matériaux composites sont très hétérogènes, précise NicolasTerrien, réfé-rent métier pour les contrôles non destructifs (CND) au Cetim (Centre technique des industries mécaniques ). Ils sont anisotropes, c'est-à-dire que leurs caractéristiques mécaniques sont différentes selon les directions.Le contrôle doit donc prendre cela en compte ».

Les ultrasons sont l'une des techniques les plus répandues pour la détection de défauts internes aux pièces en composites.

Différentes techniques sont employées en contrôle non destructif. Les ultrasons, la thermographie et la tomographie à rayons X sont les plus répandues, mais d'autres existent, comme les émissions acoustiques, le ressuage ou les ondes térahertz. Chacune de ces méthodes a ses spécificités, et s'adresse à des cas de figure différents. « Il n'y a pas de règles préétablies. Il faut choisir les moyens les mieux adaptés selon le besoin et le contexte, prévient Nicolas Terrien (Cetim) . Cela dépend principalement des structures à contrôler, de la nature des matériaux, et du type de défaut. » Mais d'autres paramètres entrent également en compte, comme l'environnement: la taille de la salle où est effectué le contrôle peut être une limite. Le contrôle par ultrasons est la technique la plus répandue,notamment dans l'aéronautique. Selon le matériau ou le procédé de fabrication mis en œuvre, cette méthode ne permet pas de détecter toujours le même type de défauts. Elle doit être calibrée à partir d'étalons, des échantillons pourvus des défauts que l'on souhaite détecter dans la pièce finale, par exemple la porosité d'une couche. À l'origine, les contrôles par ultrasons s'effectuaient uniquement avec des sondes simples, ou mono-élément. La mesure consiste à émettre des ultrasons et à analyser l'écho du signal: « En fonction du temps de vol et de l'amplitude de l'écho,il est possible de caractériser le défaut rencontré », explique NicolasTerrien. Il existe également des appareils à ultrasons multiéléments. Cette fois, la mesure met en jeu les interactions, constructives et destructives, entre deux signaux. L'avantage de cette technique est qu'elle permet d'orienter plus facilement les faisceaux et de balayer une pièce pour en cartographier l'intérieur plus précisément, sans avoir à déplacer la sonde. Ce type d'inspection est toutefois plus complexe à réaliser qu'avec la méthode classique. « Les ultrasons sont efficaces lorsque l'on a une géométrie régulière, précise Florian Madec, gérant du fabricant de pièces composites FMC Composites . Mais parfois, le rayon de courbure d'une pièce pose problème. Il faut alors utiliser un capteur spécifique. » Certains capteurs permettent de s'adapter à la forme de la pièce, mais ces systèmes restent limités, et ne peuvent pas convenir à toutes les géométries.

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