Contrôle non destructif : types et applications

Qu’est-ce qu’un contrôle non destructif ?

Les essais non destructifs constituent une technique efficace permettant aux inspecteurs de recueillir des données sans endommager le produit. Ils servent à détecter les défauts et la dégradation à l'intérieur des objets sans démontage ni destruction.

Les termes « essais non destructifs » (END) et « contrôle non destructif » (CND) sont synonymes et désignent des méthodes de contrôle qui n'endommagent pas l'objet. Autrement dit, les END sont utilisés pour les essais non destructifs, tandis que les CND sont utilisés pour les contrôles de conformité.
Dans certains cas, les termes « essais non destructifs » (END) et « contrôle non destructif » (CND) peuvent être utilisés indifféremment, les deux désignant le contrôle d'objets sans les endommager. Autrement dit, les END sont utilisés pour les essais non destructifs, tandis que les CND sont utilisés pour les contrôles de conformité. Cette section incluant également des méthodes d'END dans le cadre du contrôle non destructif, il est conseillé de faire la distinction entre les deux en fonction de l'application et de l'objectif visés.

Les deux principaux objectifs des essais non destructifs sont :

Contrôle qualité : vérification des défauts des produits et composants fabriqués. Par exemple, il permet de contrôler le retrait de fonderie, les défauts de soudure, etc.

Évaluation de la durée de vie : Confirmation du bon fonctionnement du produit. Permet de détecter les anomalies liées à l’utilisation à long terme des structures et infrastructures.
Avantages des essais non destructifs

Les essais non destructifs offrent des méthodes sûres et efficaces d'inspection des objets, comme suit.

Haute précision, permet de détecter facilement les défauts invisibles en surface.
Aucun dommage aux objets, disponibles pour toute inspection.
Amélioration de la fiabilité des produits
Identifier les réparations ou les remplacements nécessaires en temps opportun
L'efficacité et la précision des essais non destructifs résident dans leur capacité à identifier les défauts internes d'un objet sans l'endommager. Cette méthode est comparable au contrôle par rayons X, qui permet de révéler des zones de rupture difficiles à déceler de l'extérieur.

Les essais non destructifs (END) peuvent être utilisés pour l'inspection des produits avant expédition, car cette méthode ne contamine ni n'endommage le produit. Cela permet de garantir que tous les produits inspectés bénéficient de contrôles plus rigoureux, ce qui accroît leur fiabilité. Cependant, dans certains cas, plusieurs étapes de préparation peuvent être nécessaires, ce qui peut s'avérer relativement coûteux.

Méthodes courantes de CND

Il existe plusieurs techniques utilisées en matière de contrôle non destructif, et leur degré d'efficacité varie en fonction des défauts ou des matériaux à examiner.

Tests radiographiques (RT)

Les essais non destructifs (END) peuvent être utilisés pour l'inspection des marchandises avant leur expédition, car cette méthode ne contamine ni n'endommage le produit. Cela permet de garantir que tous les produits inspectés bénéficient d'inspections plus poussées, améliorant ainsi leur fiabilité. Cependant, dans certains cas, plusieurs étapes de préparation peuvent être nécessaires, ce qui peut s'avérer relativement coûteux. Les essais radiographiques (ER) utilisent les rayons X et gamma pour inspecter les objets. Les ER détectent les défauts en exploitant les différences d'épaisseur de l'image sous différents angles. La tomographie informatisée (TDM) est une méthode d'imagerie END industrielle qui fournit des images en coupe et en 3D des objets inspectés. Cette caractéristique permet une analyse détaillée des défauts internes ou de l'épaisseur. Elle convient à la mesure de l'épaisseur des tôles d'acier et à l'inspection interne des bâtiments. Avant d'utiliser le système, certaines précautions doivent être prises : une extrême prudence est de mise lors de l'utilisation des rayonnements. Les ER sont utilisées pour l'analyse interne des batteries lithium-ion et des cartes de circuits imprimés. Elles peuvent également servir à détecter les défauts dans les canalisations et les soudures installées dans les centrales électriques, les usines et autres bâtiments.

Contrôle par ultrasons (UT)

Le contrôle par ultrasons (UT) utilise les ondes ultrasonores pour détecter les objets. En mesurant la réflexion des ondes sonores à la surface des matériaux, l'UT permet d'en déterminer l'état interne. Couramment employé dans de nombreux secteurs industriels comme méthode de contrôle non destructif, l'UT est utilisé pour détecter les défauts internes des produits et les défauts des matériaux homogènes, tels que les bobines laminées. Les systèmes UT sont sûrs et faciles à utiliser, mais présentent des limitations pour les matériaux de forme irrégulière.

Contrôle par courants de Foucault (électromagnétiques) (ET)

En contrôle par courants de Foucault (CF), une bobine parcourue par un courant alternatif est placée près de la surface d'un objet. Le courant généré par la bobine induit un courant de Foucault rotatif à proximité de la surface, selon le principe de l'induction électromagnétique. Les défauts de surface, tels que les fissures, sont ainsi détectés. Le contrôle par courants de Foucault est l'une des méthodes de contrôle non destructif les plus courantes, ne nécessitant aucun prétraitement ni post-traitement. Il est particulièrement adapté à la mesure d'épaisseur, à l'inspection de bâtiments et à d'autres domaines, et est fréquemment utilisé dans les usines. Cependant, le contrôle par courants de Foucault ne peut détecter que les matériaux conducteurs.

Contrôle par particules magnétiques (MT)

Le contrôle par magnétoscopie (MT) permet de détecter les défauts situés juste sous la surface des matériaux grâce à une solution d'inspection contenant de la poudre magnétique. Un courant électrique est appliqué à l'objet afin de le contrôler, modifiant ainsi la distribution de la poudre magnétique à sa surface. Lorsque le courant rencontre un défaut, il crée un champ de fuite de flux magnétique à l'endroit où se situe le défaut.
Il est utilisé pour détecter les fissures superficielles/fines à la surface d'un matériau et est disponible pour les pièces d'aéronefs, d'automobiles et de chemins de fer.

Contrôle par ressuage (PT)

Le contrôle par ressuage (PT) est une méthode qui consiste à pénétrer dans un défaut en appliquant un pénétrant sur l'objet par capillarité. Après traitement, le pénétrant de surface est éliminé. Celui qui a pénétré dans le défaut ne peut être rincé et y reste. L'application d'un révélateur permet d'absorber le défaut et de le rendre visible. Le PT est uniquement adapté au contrôle des défauts de surface, car il nécessite un temps de traitement plus long, et n'est pas adapté au contrôle interne. Il est utilisé pour contrôler les aubes de turbines de turboréacteurs et les pièces automobiles.

Autres méthodes

Le système de contrôle par impact au marteau est généralement utilisé par des opérateurs qui inspectent l'état interne d'un objet en le frappant et en écoutant le son produit. Cette méthode repose sur le même principe qu'une tasse intacte produit un son clair lorsqu'on la frappe, tandis qu'une tasse cassée produit un son sourd. Ce test est également utilisé pour contrôler le serrage des boulons, des essieux de chemin de fer et des murs extérieurs. L'inspection visuelle est l'une des méthodes de contrôle non destructif les plus simples et les plus courantes : elle consiste à examiner visuellement l'aspect extérieur de l'objet. Les essais non destructifs offrent des avantages en matière de contrôle qualité pour les pièces moulées, les pièces forgées, les produits laminés, les canalisations, les procédés de soudage, etc., améliorant ainsi la sécurité et la fiabilité des installations industrielles. Ils sont également utilisés pour la maintenance des infrastructures de transport telles que les ponts, les tunnels, les roues et les essieux de chemin de fer, les aéronefs, les navires, les véhicules, ainsi que pour l'inspection des turbines, des canalisations et des réservoirs d'eau des centrales électriques et d'autres infrastructures du quotidien. De plus, l'application des techniques CND dans des domaines non industriels tels que les biens culturels, les œuvres d'art, le classement des fruits et l'imagerie thermique prend une importance croissante.