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Contrôle par ultrasons multiéléments (PAUT)

1980
Technicien effectuant un contrôle par ultrasons à faisceau progressif sur un composant métallique dans une usine.

Réseau phasé Ultrasons (PAUT) utilise un transducteur à éléments multiples où chaque élément est pulsé indépendamment avec des délais précis calculés par ordinateur. En contrôlant cette mise en phase, le faisceau ultrasonique résultant peut être dirigé, focalisé et balayé électroniquement sans déplacer physiquement la sonde. Cela permet d'obtenir une imagerie rapide et détaillée des défauts, en particulier dans les géométries complexes, dépassant les techniques conventionnelles à élément unique.

Le principe fondamental de PAUT est l'interférence constructive et destructive des ondelettes, telle que décrite par le principe de Huygens. Une sonde PAUT se compose d'un réseau de petits éléments transducteurs individuels (de 16 à 256 ou plus). Un instrument contrôlé par ordinateur envoie des impulsions électriques précisément synchronisées à chaque élément. Si tous les éléments reçoivent des impulsions simultanément, ils produisent un faisceau ultrasonique standard et rectiligne. Cependant, en introduisant de minuscules délais entre les impulsions des éléments adjacents, un déphasage est créé à travers l'ouverture de la sonde.

Ce déphasage provoque l'interférence des ondelettes individuelles de telle sorte que le front d'onde combiné est orienté selon un angle ou focalisé à une profondeur spécifique. Par exemple, en retardant progressivement les impulsions d'une extrémité à l'autre de la matrice, le faisceau peut être balayé selon une gamme d'angles, créant ainsi un "balayage sectoriel" ou un balayage en "S". Cela permet d'inspecter un grand volume de matériau à partir d'une seule position de la sonde. De même, en appliquant un schéma de synchronisation parabolique, le faisceau peut être focalisé, ce qui augmente son intensité et améliore la résolution à une profondeur spécifique.

Cette commande électronique offre une flexibilité et une rapidité immenses. Une soudure entière peut être inspectée rapidement en combinant le balayage électronique sur la longueur du réseau avec le balayage angulaire. Les données sont souvent présentées sous forme d'images 2D ou 3D faciles à interpréter et codées en couleur (balayages S, balayages C), qui fournissent une représentation plus intuitive de l'emplacement et de la taille des défauts que le simple balayage A de l'UT conventionnelle.

UNESCO Nomenclature: 3322
- Science des matériaux

Type

Méthode d'essai

Perturbation

Important

Utilisation

Une utilisation répandue

Précurseurs

  • technologie d'antenne réseau à commande de phase développée pour le radar et le sonar
  • les progrès de la microélectronique et du numérique traitement des signaux pour contrôler de nombreux canaux
  • méthodes conventionnelles de test par ultrasons mono-élément
  • Principe de propagation des ondes de Huygens

Applications

  • inspection des soudures dans les centrales nucléaires et les pipelines
  • industrie aérospatiale pour l'inspection des structures composites et des soudures par friction-malaxage
  • l'imagerie médicale, notamment en échocardiographie et en obstétrique
  • cartographie de la corrosion dans les réservoirs et les tuyauteries de stockage pétrochimiques
  • inspection de composants à géométrie complexe comme les aubes de turbine

Brevets :

NA

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Voir aussi : réseau phasé, PAUT, orientation du faisceau, formation du faisceau, CND, imagerie ultrasonique, réseau de transducteurs, inspection des soudures, essais non destructifs, balayage électronique.

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