Conception et optimisation de capteurs à courants de Foucault pour la détection de défauts profonds dans des matériaux amagnétiques PDF Download
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Author: Frédéric Thollon
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Languages : fr
Pages : 167
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Book Description
Les exigences au niveau de la qualité et en matière de sécurité deviennent de plus en plus contraignantes dans l'activité industrielle et expliquent l'importance croissante du contrôle non destructif. Parmi les méthodes utilisées, les courants de Foucault sont appeles a occuper une place de plus en plus grande. Mais l'augmentation des exigences met en défaut les méthodes de développement classique. En s'appuyant sur le contrôle des assemblages rivetes des voilures d'avions, ce travail a pour but de mettre en place de nouvelles méthodes permettant d'augmenter les performances des dispositifs a courants de foucault. Pour cela, il est avant tout nécessaire d'avoir une connaissance aussi complète que possible du phénomène physique en utilisant les outils de modélisation 2d et 3d par éléments finis. Les possibilités d'utilisation et les limitations des logiciels mis en ouvre dans cette étude sont tout d'abord évaluées. La mise au point d'une méthode de détection par courants de Foucault pulses est ensuite présentée. Apres une caractérisation de ceux-ci sur des critères énergétiques, les différents éléments du dispositif sont optimises (dimension du bobinage, position des éléments de mesure, spectre du signal d'excitation). Les performances du capteur sont évaluées expérimentalement a chaque étape pour valider les résultats fournis par la modélisation. La méthode précédente est lourde a mettre en ouvre. L'introduction d'une méthode automatique d'optimisation utilisant un algorithme génétique permet d'alléger considérablement le travail de conception. L'ensemble de ces outils a permis de concevoir des capteurs plus performants que ceux existants
Author: Frédéric Thollon
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Languages : fr
Pages : 167
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Les exigences au niveau de la qualité et en matière de sécurité deviennent de plus en plus contraignantes dans l'activité industrielle et expliquent l'importance croissante du contrôle non destructif. Parmi les méthodes utilisées, les courants de Foucault sont appeles a occuper une place de plus en plus grande. Mais l'augmentation des exigences met en défaut les méthodes de développement classique. En s'appuyant sur le contrôle des assemblages rivetes des voilures d'avions, ce travail a pour but de mettre en place de nouvelles méthodes permettant d'augmenter les performances des dispositifs a courants de foucault. Pour cela, il est avant tout nécessaire d'avoir une connaissance aussi complète que possible du phénomène physique en utilisant les outils de modélisation 2d et 3d par éléments finis. Les possibilités d'utilisation et les limitations des logiciels mis en ouvre dans cette étude sont tout d'abord évaluées. La mise au point d'une méthode de détection par courants de Foucault pulses est ensuite présentée. Apres une caractérisation de ceux-ci sur des critères énergétiques, les différents éléments du dispositif sont optimises (dimension du bobinage, position des éléments de mesure, spectre du signal d'excitation). Les performances du capteur sont évaluées expérimentalement a chaque étape pour valider les résultats fournis par la modélisation. La méthode précédente est lourde a mettre en ouvre. L'introduction d'une méthode automatique d'optimisation utilisant un algorithme génétique permet d'alléger considérablement le travail de conception. L'ensemble de ces outils a permis de concevoir des capteurs plus performants que ceux existants
Author: Thierry Clauzon
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Languages : fr
Pages : 129
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Les exigences au niveau de la qualité des produits et en matière de protection des biens et des personnes deviennent de plus en plus contraignantes dans le secteur industriel et expliquent l'importance croissante du contrôle non destructif. De plus, dans les applications industrielles destinées au contrôle des structures, les objectifs poursuivis sont bien sur la détection de défauts, mais aussi leur caractérisation afin d'intégrer les méthodes de C.N.D dans une stratégie de maintenance pour en réduire les coûts. Parmi les méthodes utilisées, les courants de Foucault sont appelés à occuper une place de plus en plus grande. Mais l'augmentation des exigences met en défaut les méthodes de développement classique. En s'appuyant sur le contrôle des assemblages rivetés des voilures d'avion, ce travail a pour objet de définir une stratégie de caractérisation des défauts à l'aide de courants de Foucault pulsés. La caractérisation est rendue difficile compte tenu du nombre de paramètres mis en jeu, de la mauvaise connaissance des propriétés physiques des matériaux sous contrôle et des faibles niveaux de mesure. La caractérisation se fait à partir de l'analyse de la réponse impulsionnelle du système obtenue par déconvolution numérique. En utilisant des outils de modélisation 2D, une étude paramétrique a été réalisée. Elle a permis de dégager plusieurs configurations permettant une caractérisation partielle ou totale des caractéristiques des défauts et cela, avec un niveau de précision performant, compte tenu de la complexité du problème étudié. Un dispositif expérimental a et développé et réalisé pour approuver les différents résultats issus de la simulation. La conformité entre les essais et la simulation a permis la validation des choix réalisés.
Author: Laroussi Bettaieb
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Languages : fr
Pages : 236
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Ce travail de thèse est consacré à l'étude des courants de Foucault dans les applications de Contrôle Non Destructif (CND). L’utilisation des CF est un moyen très fiable, rapide, peu coûteux et particulièrement bien approprié pour tester les structures métalliques largement utilisées dans le domaine de l’aéronautique. Une partie importante de ce mémoire est consacré aux deux principaux aspects du CND par CF: la modélisation et l’instrumentation. Plusieurs méthodes analytiques ont été développées. Sur le plan de l’instrumentation, une optimisation englobant tous les éléments de la chaîne de mesure a été effectuée. Deux capteurs magnétiques ont été utilisés : le SQUID et la sonde à effet Hall. Le premier présente une très grande sensibilité (4,5V/μT); son inconvénient est la distance (12,8mm) qui le sépare de la surface de l’échantillon. Le deuxième est largement moins sensible que le SQUID (5mVμT) ; mais son avantage est sa proximité avec l’échantillon (1mm). Nous avons montré que l’utilisation de la sonde à effet Hall peut être parfois plus intéressante que celle du SQUID. Une autre partie importante est consacrée à l’étude du phénomène de fatigue mécanique. Une méthode analytique originale basée sur le principe de la corrélation entre ce phénomène et les propriétés électriques a été développée. En effet, la fatigue est considérée comme une cause d’augmentation de la résistivité électrique dans la zone endommagée. Nous avons également étudié le problème inverse, c'est-à-dire l’attribution des valeurs de résistivités locales à différents points d’une structure préalablement soumise à une fatigue répartie à partir des valeurs de composantes Bz du champ induit mesurées.
Author: Benjamin Delabre
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Languages : fr
Pages : 151
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Author: Thierry Clauzon
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Languages : fr
Pages : 0
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Author: Tao Peng
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Languages : fr
Pages : 0
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La capacité à détecter des micro-défauts ou des défauts profonds dans les pièces métalliques constitue un enjeu important pour l'industrie de l'aéronautique ou du nucléaire. La technique de contrôle non destructif (CND) par courant de Foucault est souvent utilisée pour cette application. Cette thèse s'inscrit dans le cadre d'une collaboration ayant pour but la réalisation et l'intégration de micro-capteurs de champ magnétique basés sur l'effet de magnéto-impédance (MI) à des systèmes de détection par CND. Ces micro-capteurs de structure multicouche (ferromagnétique/conducteur/ferromagnétique) ont été élaborés en salle blanche par dépôt de films minces. Un traitement thermique sous champ magnétique a ensuite permis d'optimiser les propriétés du matériau et d'induire des anisotropies dans le plan des couches ferromagnétiques. Une méthode basée sur la double démodulation d'amplitude du signal de mesure a été proposée pour la caractérisation dynamique des capteurs. Les paramètres importants tel que la géométrie, l'anisotropie et la fréquence d'excitation ont été étudiés afin d'optimiser les caractéristiques. Les résultats ont montré la nécessité de polariser les capteurs en champ. Nous avons donc étudié la possibilité de réaliser, grâce à une technique de micromoulage épais, un microsolénoïde 3D et des travaux préliminaires sur l'intégration d'un capteur dans le microsolénoïde par transfert de film ont été effectués. Enfin, une étude théorique a été réalisée en tenant compte des résultats obtenus expérimentalement. Pour cela, le modèle de Landau-Lifshitz-Gilbert (LLG) a été implanté dans un code de calcul électromagnétique par éléments finis permettant de calculer l'impédance du capteur en fonction du champ magnétique appliqué.
Author: François Vacher
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Languages : fr
Pages : 248
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Ce travail de thèse a consisté à exploiter les qualités de capteurs magnétiques innovants afin de réaliser des sondes à courants de Foucault. Des outils de modélisation ont été utilisés pour concevoir et optimiser ces sondes. Ce travail a abouti à la réalisation de deux sondes. La première présente une haute résolution spatiale de 100μm grâce à l'exploitation des petites dimensions de capteurs magnétorésistifs. Cette sonde compte 22 éléments. Les performances de détection obtenues ont dépassés les limites des sondes classiques : des défauts de 50x50x50μm3 ont ainsi été détectés avec un bon rapport signal sur bruit. La seconde sonde exploite la bonne sensibilité des magnétoimpédances afin de détecter des défauts profonds sous 8mm de ligament. Ce travail constitue une des premières applications des magnétoimpédances au contrôle non destructif. Des procédures de traitement du signal ont été mises en oeuvre afin d'améliorer les performances de cette sonde. Les caractéristiques des sondes réalisées, en terme de résolution spatiale comme en terme de détection, ont permis de dépasser les performances des sondes classiques et ouvrent ainsi de nouvelles perspectives d'application pour la technique des courants de Foucault
Author: Cyril Ravat
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Languages : fr
Pages : 121
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Book Description
La complexité grandissante des processus industriels et des pièces fabriquées, les exigences croissantes en termes de sûreté de fonctionnement ainsi que la volonté d'optimisation de la durée de vie des pièces conduisent à mettre en place des contrôles qualité de plus en plus poussés. Les fissures submillimétriques débouchantes, parmi l'ensemble des anomalies à considérer, doivent faire l'objet d'une attention particulière. Elles constituent en effet souvent des amorces de fissures plus grandes pouvant entraîner la destruction des pièces. Les techniques de ressuage sont actuellement largement utilisées pour ce type de défauts, en raison de leurs bonnes performances. Elles devront cependant à terme être abandonnées pour des raisons de normes environnementales. Au sein des solutions de remplacement envisageables, l'utilisation des courants de Foucault (CF) est pour les pièces conductrices une alternative fiable, rapide et peu coûteuse. L'étude porte sur la conception et l'utilisation de structures multiéléments de sondes CF exploitant des microcapteurs pour le contrôle non destructif. Une méthodologie a été établie afin de mettre au point de telles structures et de comparer leurs performances dans le cadre de la recherche de fissures submillimétriques débouchantes. Ces structures ont été employées pour l'évaluation de fissures calibrées sur un banc d'acquisition spécialement réalisé. Des algorithmes originaux de détection et de caractérisation de défauts ont été conçus et mis en œuvre pour les signaux acquis, permettant de déterminer la structure la plus efficace, de quantifier la qualité de détection des fissures et d'estimer les caractéristiques géométriques de ces défauts.
Author: Dominique Miller
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Languages : fr
Pages : 239
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Book Description
Compte-tenu des progrès en matière de modélisation des dispositifs à courants de Foucault, et de résolution des problèmes inverses, on peut espérer pouvoir utiliser bientôt les outils de l'imagerie pour la reconstruction de défauts de pièce métalliques. Encore faut-il disposer d'un capteur approprie, qui échantillonne correctement le champ magnétique et qui soit modélisable. Dans cette thèse, nous présentons les pré déterminations nécessaires à la réalisation d'un capteur multiéléments, dans le cadre du contrôle à grande vitesse de tubes de générateurs de vapeurs. Cela conduit en la conception d'une sonde de type microsystème, avec détecteurs sur silicium et électronique de conditionnement embarquée. Par ailleurs, la reconstruction tomographique étant une opération coûteuse en temps de calcul, et elle ne doit être appliquée que sur des zones suspectes. Nous proposons un pré traitement rapide et efficace, base sur l'analyse en composantes principales pour détecter de telles zones, malgré un rapport signal à bruit souvent très mauvais. L'ensemble sonde/pré traitement donne des résultats très satisfaisant en termes de détection, et doit permettre par la suite une reconstruction tomographique des défauts.
Author: Hassan Mansir
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Languages : fr
Pages : 147
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Book Description
CAS DU CONTROLE PAR COURANTS DE FOUCAULT. RECHERCHE D'UN MODELE MATHEMATIQUE POUR DES PIECES PLANES ET DES PIECES CYLINDRIQUES. CONSEQUENCES POUR LE DIMENSIONNEMENT DES DEFAUTS ET L'OPTIMISATION DES CAPTEURS
