Détection non destructive des fissures par thermographie ultrasonore
- La thermographie excitée par ultrasons (également appelée vibrothermographie) est une méthode supérieure pour détecter les fissures dans les planches, les panneaux et les surfaces en bois.
- La thermographie ultrasonore permet une détection très juste, précise et rapide sans détruire le matériau inspecté.
- En tant que méthode de détection non destructive, la vibrothermographie ultrasonore surpasse la thermographie en ligne en matière de justesse.
Détection des fissures et des défauts par thermographie ultrasonore
Avantages de la détection par thermographie ultrasonore :
- Justesse et précision élevées
- Inspection rapide (en quelques secondes ou moins)
- Grande profondeur d’inspection
- Contrôle non destructif
Les méthodes de thermographie reposent sur la technologie infrarouge et peuvent fournir des données sur la structure sous la surface d’un matériau en observant les différences d’émission thermique de la surface à l’aide de caméras infrarouges qui enregistrent les données. L’émission dépend de la conduction thermique dans le matériau. Selon la manière dont le transfert thermique est généré, les méthodes de thermographie se répartissent en méthodes passives et actives. En thermographie active, le transfert thermique peut être amorcé par une excitation énergétique externe utilisant un rayonnement électromagnétique ou des ultrasons (également appelés vibrations ultrasonores) et dépend des propriétés physiques du matériau, telles que la conductivité et la diffusivité thermiques, la masse volumique, la teneur en humidité, etc. Si un défaut situé sous la surface possède de meilleures propriétés isolantes que le reste du matériau, il agit comme une barrière au transfert thermique, de sorte que l’émissivité de la surface au-dessus du défaut est plus élevée (Meinlschmidt, 2005).
Dispositif expérimental de thermographie excitée par ultrasons – Travaux de recherche de D. Popovic 2015
La thermographie excitée par ultrasons (UET) est une variante de la vibrothermographie (Maldague 2001). Contrairement à la plupart des méthodes de thermographie, la thermographie excitée par ultrasons est une méthode avec contact. Une sonotrode est mise en contact physique avec une pièce à tester afin de l’exciter par une onde mécanique. De la chaleur est produite localement par frottement dans les fissures et/ou les autres zones de décollement, où l’énergie mécanique est directement convertie en énergie thermique (Maldague 2001). Le transfert thermique ainsi amorcé entraîne une émission de chaleur à la surface de l’objet. Une augmentation locale de la température se produit en quelques millisecondes et apparaît sur l’image d’une caméra infrarouge sous la forme d’une source IR lumineuse sur fond sombre. (Cho et al. 2007).
Appareil à ultrasons UIP1000hdT (1kW, 20kHz)
Comparaison de la justesse et de la précision, avec les marges d’erreur, des deux méthodes : thermographie en ligne et thermographie ultrasonore. Travaux de recherche de Popovic et al. 2015.
Bibliographie et références
- Cho J., Seo Y., Jung S., Kim S., Jung H. (2007): Détection de défauts à l’intérieur d’un tuyau par thermographie excitée par ultrasons. Nuclear Engineering and Technology 37:637-646.
- Lukowsky D., Meinlschmidt P., Grote W. (2008): Ultraschallangeregte Thermographie an Holzverklebungen – Entwicklung einer Prüfmethode. Holztechnologie 49:42-47.
- Meinlschmidt P. (2005): Détection thermographique des défauts dans le bois et les matériaux à base de bois. Actes du 14e symposium international sur le contrôle non destructif du bois, Hanovre, Allemagne.
- Popovic D. (2015): Détection et classification des fissures dans les lamelles de chêne par thermographie en ligne et excitée par ultrasons. Mémoire de master – Lula University of Technology, Suède, 2015.
- Popovic D.; Meinlschmidt P.; Plinke B.; Dobic J.; Hagman O. (2015): Détection et classification des fissures dans les lamelles de chêne par thermographie en ligne et excitée par ultrasons. Pro Ligno, 11(4): 464-470.