Page 4 - Insavalor Contrôles Essais Mesures 2018

FOCUS
Inspection par tomographie aux rayons X de matériaux et de pièces industrielles
Caractérisation et contrôle des matériaux
La tomographie aux rayons X : un outil de pointe pour l’inspection 3D de matériaux et de pièces industrielles
Le développement de matériaux et de pièces de plus en plus complexes nécessite des moyens de contrôle adaptés pour s’assurer de leur conformité vis-à-vis des propriétés recherchées.
La tomographie aux rayons X, qui est la transposition du scanner médical aux domaines de la recherche et de l’industrie, a connu un essor important ces dernières années. Cette méthode non destructive permet une visualisation en 3D de pièces d’une grande complexité géométrique. Son utilisation est maintenant très répandue dans des domaines aussi variés que la science des matériaux, les sciences du vivant et de la santé, l’automobile, l’aéronautique, l’agro-alimentaire ou les géosciences...
Les experts
Jérôme ADRIEN
MATEIS
l n’est pas toujours simple de contrôler la conformité d’objets après fabrication et encore
Eric MAIRE
MATEIS
l’information contenue dans le volume de l’échantillon. La tomographie aux rayons X permet également une visuali- sation non-destructive mais en volume, en combinant les informations fournies par des radiographies de l’objet collectées sous différents angles. À partir d’un nombre suffisant de radiographies, la valeur locale du coefficient d’atténuation en chaque point de l’objet est calculée par reconstruction informatique. À partir du volume reconstruit, il est ensuite possi- ble d’obtenir une visualisation en coupe selon l’orientation désirée mais égale- ment en 3D.
Le laboratoire MATEIS (INSA Lyon) utilise cette technique depuis plus d’une vingtaine d’années pour caractériser la microstructure de matériaux métalliques, céramiques, polymères et composites à des échelles allant jusqu’au micromètre voire moins. Tout d’abord essentielle-
Nicolas COURTOIS
ANTHOGYR
ment réalisées au moyen de dispositifs synchrotron, ces caractérisations sont maintenant possibles avec des dispositifs de laboratoire ou industriels. Le labora- toire MATEIS a en parallèle rapidement développé un grand nombre de dispositifs d’essais pouvant s’insérer dans les tomo- graphes de manière à pouvoir suivre in-situ l’évolution des matériaux lors des sollici- tations les plus diverses. Des systèmes adaptés de chauffage ou de congélation permettent, par exemple, de suivre l’évo- lution de la microstructure lors des procé- dés d’élaboration ou de traitement des matériaux en température (positive ou négative). Des systèmes de sollicitation mécanique, véritables machines d’essais en miniature, permettent quant à eux de détecter l’apparition de cavités et de suivre leur évolution lors d’essais de traction ou la propagation de fissures lors d’essais de fatigue. Fort de cette expérience, de nombreuses collaborations ont été établies
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moins de suivre leur comportement en service. De nombreuses techniques d’ob- servation sont disponibles mais elles sont bien souvent destructives, c’est-à-dire que la préparation de l’échantillon pour son contrôle ou son observation entraîne sa destruction. Par exemple, il est très difficile d’obtenir une représentation fidèle de la microstructure de matériaux complexes tels que les mousses polymères ou métalliques, leur découpe ou leur préparation (par polissage) risquant de fausser l’observation. Il en est de même pour l’observation d’assemblages. La radiographie aux rayons X est une méthode non-destructive utilisée depuis longtemps pour la détection de défauts mais elle fournit une information limi- tée, provenant uniquement d’une projec- tion sur un plan en 2D de la totalité de
SUPPLÉMENT À N°64 G SEPTEMBRE 2018
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