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En anglaisAuteur(s)
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Christian BUDNIK : Ingénieur CESTI (Centre d’études supérieures des techniques industrielles) - Responsable des méthodes de gestion industrielle de la Société de construction des avions Hurel-Dubois
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Lire l’articleINTRODUCTION
Comme toutes les techniques de contrôle non destructif, le contrôle par ultrasons permet, sans nuire à l’intégrité d’une structure, de caractériser les défauts qu’elle contient et de porter ainsi un jugement sur l’acceptation des pièces réalisées. Cette méthode peut être employée à différents stades du développement de la structure considérée (fabrication, mise en service, réparation). Elle ne quantifie pas un défaut mais nécessite une comparaison avec un étalon. De plus, les limites et les probabilités de détection sont variables selon l’appareil, le matériau, la surface à inspecter et l’opérateur.
Les méthodes de contrôle non destructif sont mises en œuvre dans un système qualité qui garantit la fiabilité du processus dans un environnement de production.
L’efficacité du système qualité, répondant aux exigences de la norme ISO 9001, est considérée de nos jours comme prérequise.
Les installations de contrôle doivent aussi répondre aux notions de « flexibilité », de « juste à temps », de changement rapide d’outils SMED (Single Minute Exchange of Die) pour être en adéquation avec la politique des « flux tendus ».
L’objet du présent article est de décrire deux techniques par ultrasons, très utilisées, en particulier en aéronautique, pour les matériaux composites :
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la méthode par transmission, qui est mise en œuvre pour la recherche d’anomalies internes dont les dimensions, la forme ou la localisation ne permettent pas un contrôle par réflexion. On l’utilise pour les matériaux de forte absorption, surtout les matériaux sandwiches et les pièces d’un seul bloc (monolithes) de grande surface ;
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la méthode par réflexion, qui s’applique à la détection et au dimensionnement des défauts propres à la matière des composites à fibres de carbone, de verre, d’aramide (Kevlar, Twaron) et permet la vérification manuelle de défauts détectés par la méthode de transmission.
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2. Acquisition multibuse et suivi du profil de la pièce
La société Hurel-Dubois, société spécialisée dans la mise en œuvre des composites, a développé (brevet français n° 92 07787 du 25 juin 1992) un ensemble porte-buses qui permet :
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soit une acquisition multibuse (acquisition de la cartographie des défauts sur plusieurs buses afin de diminuer les temps de balayage et de contrôle) ;
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soit un suivi de la pièce contrôlée en distance et/ou en angle sans programmation afin de contrôler les pièces de forme évolutive simple.
2.1 Acquisition multibuse
L’ensemble des buses est réparti dans un carré de 94 mm de côté et sous un angle de 18° qui permet à chacune de parcourir une portion de la pièce en composite de 30 mm avant d’atteindre la zone contrôlée par la buse précédente (figure 5).
L’ensemble se déplace alors de 150 mm et l’assemblage des différentes cartographies par zone est réalisé automatiquement.
Le mode multibuse permet de contrôler les pièces de forme géométrique simple, planes ou de révolution, et parallèles à un des axes de la machine.
Les performances de l’installation permettent de contrôler :
-
une surface plane de 1 m x 1 m par pas de 1 mm en 30 min ;
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une surface plane de 2 m x 1 m par pas de 1 mm en 45 min ;
-
une surface cylindrique de 4 m de diamètre sur 180× par 1 m par pas de 1 mm et 1 h 5 min.
2.2 Suivi du profil de la pièce
Le principe repose sur l’utilisation du signal ultrason réfléchi par la surface de la pièce.
Le temps entre l’émission et le retour de ce signal étant égal à 2 fois la distance du palpeur à la surface de la pièce divisée par la vitesse du son dans le milieu de couplage (en général de l’eau), le maintien de la distance du palpeur à la pièce est obtenu en asservissant la position relative de la buse par rapport à la pièce sur ce temps de trajet du signal ultrasonore.
Un dispositif comprenant plusieurs palpeurs ultrasonores peut être maintenu perpendiculaire à la surface de la pièce à...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - CHERFAOUI (M.) - Essais non destructifs. - [BM 6 450] Traité Machines hydrauliques et thermiques (2006).
-
(2) - CHEVALIER (Y.) - Essais dynamiques sur composites – Caractérisation aux basses fréquences. - [AM 5 400] Traité Plastiques et Composites (2002).
-
(3) - CHEVALIER (Y.) - Essais dynamiques sur composites – Caractérisation aux hautes fréquences. - [AM 5 401] Traité Plastiques et Composites (2003).
-
(4) - DUMONT-FILLON (J.) - Contrôle non destructif (CND). - [R 1 400] Traité Mesures mécaniques et dimensionnelles (1996).
-
(5) - KRAWCZAK (P.) - Essais des plastiques renforcés. - [AM 5 405] Traité Plastiques et Composites (1997).
-
(6) - LEMASÇON (A.) - Analyse de défaillance de pièces en composites. - [AM 5406]...
ANNEXES
1.1 Organismes – Fédérations – Associations (liste non exhaustive)
ACMA (American Composites Manufacturers Association) http://www.acmanet.org
AFNOR (Association Française de Normalisation) www.afnor.fr
ASTM International http://www.astm.org
BSI (British Standards Institution) http://www.bsi-global.com
CEN (Comité européen de normalisation) http://www.cen.eu
DIN (Deutsches Institut für Normung) http://www.din.de
EuCIA (European Composites Industry Association) http://www.eucia.org
GPIC (Groupement de la Plasturgie Industrielle et des Composites) http://www.gpic.fr
JEC Composites http://www.jeccomposites.com
Organisation internationale de normalisation http://www.iso.org
HAUT DE PAGE1.2 Laboratoires – Bureau d'études – Écoles – Centres de recherche (liste non exhaustive)
Certech http://www.certech.be
CRITT Polymères Picardie ...
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