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L RAPPORT BIBLIOGRAPHIQUE DU MEMOIRE DE MASTER Filière : Génie Électrique Spéci

L RAPPORT BIBLIOGRAPHIQUE DU MEMOIRE DE MASTER Filière : Génie Électrique Spécialité : Ingénierie des Systèmes Électromécaniques Intitulé du Sujet « CONTRÔLE NON DESTRUCTIF (CND) PAR COURANTS DE FOUCAULT (CF) , UTILISATION DES CAPTEURS MAGNETIQUES A TRES HAUTE SENSIBILITE » Présenté par : AISSANI Nacereddine Proposé et encadré par : Mr. A. ABDOU Année 2014/2015 UNIVERSITE MOHAMED BOUDIAF DE M’SILA FACULTE DE TECHNOLOGIE DEPT DE GENIE ELECTRIQUE ﻣﺤﻤﺪ ﺑﻮﺿﯿﺎف اﻟﻤﺴﯿﻠﺔ ﺟـــﺎﻣﻌﺔ ﻛﻠﯿــﺔ اﻟﺘﻜﻨـــﻮﻟﻮﺟﯿـــﺎ ﻗﺴﻢ اﻟﮭﻨﺪﺳﺔ اﻟﻜﮭﺮﺑﺎﺋﯿﺔ L RAPPORT BIBLIOGRAPHIQUE DU MEMOIRE DE MASTER Filière : Génie Électrique Spécialité : Ingénierie des Systèmes Électromécaniques Intitulé du Sujet « CONTRÔLE NON DESTRUCTIF (CND) PAR COURANTS DE FOUCAULT (CF) , UTILISATION DES CAPTEURS MAGNETIQUES A TRES HAUTE SENSIBILITE » Présenté par : AISSANI Nacereddine Proposé et encadré par : Mr. A. ABDOU Année 2014/2015 UNIVERSITE MOHAMED BOUDIAF DE M’SILA FACULTE DE TECHNOLOGIE DEPT DE GENIE ELECTRIQUE ﻣﺤﻤﺪ ﺑﻮﺿﯿﺎف اﻟﻤﺴﯿﻠﺔ ﺟـــﺎﻣﻌﺔ ﻛﻠﯿــﺔ اﻟﺘﻜﻨـــﻮﻟﻮﺟﯿـــﺎ ﻗﺴﻢ اﻟﮭﻨﺪﺳﺔ اﻟﻜﮭﺮﺑﺎﺋﯿﺔ L RAPPORT BIBLIOGRAPHIQUE DU MEMOIRE DE MASTER Filière : Génie Électrique Spécialité : Ingénierie des Systèmes Électromécaniques Intitulé du Sujet « CONTRÔLE NON DESTRUCTIF (CND) PAR COURANTS DE FOUCAULT (CF) , UTILISATION DES CAPTEURS MAGNETIQUES A TRES HAUTE SENSIBILITE » Présenté par : AISSANI Nacereddine Proposé et encadré par : Mr. A. ABDOU Année 2014/2015 UNIVERSITE MOHAMED BOUDIAF DE M’SILA FACULTE DE TECHNOLOGIE DEPT DE GENIE ELECTRIQUE ﻣﺤﻤﺪ ﺑﻮﺿﯿﺎف اﻟﻤﺴﯿﻠﺔ ﺟـــﺎﻣﻌﺔ ﻛﻠﯿــﺔ اﻟﺘﻜﻨـــﻮﻟﻮﺟﯿـــﺎ ﻗﺴﻢ اﻟﮭﻨﺪﺳﺔ اﻟﻜﮭﺮﺑﺎﺋﯿﺔ AISSANI Nacereddine Rapport bibliographique du MDM –ISE- Université Mohamed BOUDIAF de M’sila 2014/2015 Tables des matières i Tables de matière Tables de matière .................................................................................................................................... i Table de figure....................................................................................................................................... iii Préambule............................................................................................................................................. iiv Introduction générale .............................................................................................................................1 I. Concepts généraux sur les techniques de contrôle non destructif "CND"..............................2 I.1. Le contrôle non destructif ......................................................................................................2 I.1.1. Les objectifs du CND............................................................................................................2 I.2. Principes de détection des défauts.........................................................................................3 I.2.1. Hétérogénéités et défauts ......................................................................................................3 I.2.2. Défauts de surface.................................................................................................................3 I.2.3. Défauts internes ....................................................................................................................3 I.3. Procédure de CND ..................................................................................................................3 I.4. Techniques de CND et concepts généraux............................................................................4 I.4.1. Techniques du CND..............................................................................................................4 I.5. CND par courant de Foucault .............................................................................................11 I.5.1. Principe de fonctionnement du CND par courant de Foucault ...........................................12 I.5.2. Principe physique................................................................................................................12 I.5.3. Effet de peau .......................................................................................................................13 I.6. Avantages et inconvénient du contrôle par Courants de Foucault ..................................14 I.6.1. Avantages du contrôle par Courants de Foucault ...............................................................14 I.6.2. Inconvénients du contrôle par Courants de Foucault..........................................................14 I.7. Objectifs des CND-CF ..........................................................................................................14 I.7.1. Caractérisation géométrique ...............................................................................................15 I.7.2. Caractérisation électromagnétique......................................................................................15 I.7.3. Contrôle de l’état de la santé...............................................................................................15 I.8. Domaine d'application du CND par courants de Foucault...............................................15 Conclusion .............................................................................................................................................15 II. Capteurs pour le CND par CF.....................................................................................................15 II.1. Les courants de Foucault......................................................................................................15 II.2. Définition d’un capteur ........................................................................................................16 II.3. Paramètres du capteur .........................................................................................................16 II.4. Les capteurs à courants de Foucault...................................................................................17 II.5. Capteurs magnétiques ..........................................................................................................17 II.5.1. Les capteurs à effet Hall.....................................................................................................17 II.5.2. Les magnétorésistances.......................................................................................................18 II.5.3. Les Magnéto-Impédances (MI)...........................................................................................20 II.6. Classification des capteurs ...................................................................................................21 II.7. Type de capteur à (CF).........................................................................................................21 II.7.1. Capteur caractérisé par sa position .....................................................................................22 AISSANI Nacereddine Rapport bibliographique du MDM –ISE- Université Mohamed BOUDIAF de M’sila 2014/2015 Tables des matières ii II.7.2. Capteur caractérisé par sa fonction .....................................................................................24 II.7.3. Capteur caractérisé par le mode de contrôle .......................................................................25 II.8. Plan d'impédance normalisé ................................................................................................26 II.8.1. Définition ............................................................................................................................26 II.8.2. L' impédance ........................................................................................................................26 II.8.3. Impédance du capteur .........................................................................................................27 Conclusion .............................................................................................................................................28 III. Introduction à l’interface utilisateur de COMSOL 4.3.........................................................29 III.1. Création du modèle de simulation.......................................................................................29 III.1.1. Ajout des propriétés du matériel composant la plaque ...................................................31 III.1.2. Maillage ..........................................................................................................................32 III.2. Simulation et traitement des résultats.................................................................................32 Conclusion .............................................................................................................................................34 Conclusion générale..............................................................................................................................35 Références bibliographiques................................................................................................................36 AISSANI Nacereddine Rapport bibliographique du MDM –ISE- Université Mohamed BOUDIAF de M’sila 2014/2015 Tables de figures iii Table de figure Figure I-1.Schéma synoptique d un système de CND (4)........................................................................4 Figure I-2.Examen visuel des traces de corrosion ...................................................................................5 Figure I-3. Examen par ressuage,..............................................................................................................6 Figure I-4.Examen par radiographie ........................................................................................................6 Figure I-5. Examen par Magnétoscopie,...................................................................................................8 Figure I-6. Examen par ultrason. ..............................................................................................................9 Figure I-7. Exemple d’examen par Thermographie...............................................................................10 Figure I. 10.Examen par courant de Foucault.........................................................................................11 Figure I. 8 Examen par courants de Foucault d’un défaut Transversal (méthode indirecte).................11 Figure I. 9 Examen par courants de Foucault .........................................................................................11 Figure I. 11.principe du CND-CF (6) (9)...............................................................................................12 Figure I. 12. Schéma de principe de contrôle par courant de Foucault...................................................13 Figure I. 13.Répartition des courants de Foucault sous une surface plane. ............................................14 Figure II-1.Principe d’un capteur...........................................................................................................16 Figure II-2.Principe de fonctionnement des capteurs à effet Hall. .........................................................18 Figure II-3.Principe de fonctionnement des GMR.................................................................................19 Figure II-4. Évolution de l’aimantation des couches d’une GMR en fonction du champ magnétique appliqué (16) ...........................................................................................................................................19 Figure II-5.Exemple d' un fil GMI alimenté par un courant alternatif, iac, et soumis à un champ magnétique extérieur, Hexc ......................................................................................................................20 Figure II-6.Différentes conﬁgurations des capteurs GMI......................................................................21 Figure II-7.Critères de classification des capteurs.................................................................................21 Figure II-9. Bobine interne glissante avec noyau (10)............................................................................22 Figure II-8. Capteur encerclant. .............................................................................................................22 Figure II-10..Bobine interne glissante avec noyau (6) (9) (13) .............................................................23 Figure II-11.Bobine plate.......................................................................................................................23 Figure II-12. Capteur interne tournant...................................................................................................23 Figure II-13. Capteur à double fonction. (6) (9) ....................................................................................24 Figure II-14. Capteur à fonction séparée (6)..........................................................................................24 Figure II-15. Mode différentiel..............................................................................................................25 Figure II-16. variation d’impédance d’une bobine en présence de courants de Foucault. ...................26 Figure II-17. Influence de la conductivité et du lift-off sur le diagramme d’impédances normalisées. 28 Figure II-18.Effet du défaut sur la valeur de l’impédance de la bobine ................................................28 Figure III-1 Interface utilisateur de COMSOL 4.3. 29 Figure III-2 Les étapes pour dessiné un carré........................................................................................30 Figure III-3 Les démentions du rectangle...............................................................................................31 Figure III-4.Affichage du demain d étude ..............................................................................................31 Figure III-5 La méthodologie du maillage..............................................................................................32 Figure III-6. Résultat de simulation pour l’induction normal.................................................................32 Figure III-7. Profil du la densité magnétique normal..............................................................................33 Figure III-8 Profil de la densité magnétique sur l’axe x .......................................................................33 Figure III-9 Profil de la partie imaginaire de la densité magnétique sur l’axe x ...............................33 Figure III-10 Profil de la partie absolu de la densité magnétique sur l’axe x.......................................34 AISSANI Nacereddine Rapport bibliographique du MDM –ISE- Université Mohamed BOUDIAF de M’sila 2014/2015 Préambule iv Préambule Le contrôle non destructif (CND) est un ensemble de méthodes qui permettent de caractériser l' état d' intégrité de structures ou de matériaux, sans les dégrader, soit au cours de la production, soit en cours d' utilisation, soit dans le cadre de maintenances. On parle aussi d' essais non destructifs (END) ou d' examens non destructifs Plusieurs techniques sont utilisées , elle différent par leurs principe de fonctionnement et par les défauts qu' elles peuvent recherchés et par la natures de matériaux à inspectés. Ces méthodes sont utilisées dans l' ensemble des secteurs industriels. On peut citer notamment :  l' industrie pétrolière (pipelines, tubes, barres, soudures, réservoirs) ;  l' industrie navale (contrôle des coques) ;  l' aéronautique (poutres, ailes d' avion, nombreuses pièces moteurs, trains d' atterrissage, etc.) ;  l' aérospatiale et l' armée ;  l' industrie automobile (contrôle des blocs moteurs) ;  la sidérurgie…. La technique des courants de Foucault (CF) est utilisée pour la caractérisation de milieux électriquement conducteurs. Son principe consiste à balayer la zone à examiner avec un champ électromagnétique et à recueillir avec un capteur la réponse du milieu à cette excitation sous une forme donnée: variation de fém d' une bobine ( variation de son impédance), mesure d' une ou plusieurs composantes du champ magnétique... La caractérisation de la zone nécessite alors la résolution d' un problème inverse afin de reconstituer les paramètres recherchés à partir de la réponse CF. AISSANI Nacereddine Rapport bibliographique du MDM –ISE- Université Mohamed BOUDIAF de M’sila 2014/2015 Introduction générale 1 Introduction générale Dans l’industrie, les exigences de fiabilité, de réduction des coûts et de sécurité deviennent de plus en plus contraignantes. Au niveau de la production, il faut dimensionner les pièces au plus juste tout en garantissant leurs disponibilités et leurs performances. Durant l’exploitation d’un produit industriel, son maintien en état de marche dans de bonnes conditions de sécurité nécessite une bonne connaissance de l’évolution des pièces qui le constitue. Cette connaissance implique en particulier de réaliser des contrôles ne portant pas atteinte à l’intégrité des pièces et en entravant le moins possible la disponibilité du produit. Ceci justifie l’importance croissante que prend le contrôle non destructif (CND). Les méthodes de CND sont utilisées soit pour évaluer des grandeurs caractéristiques du produit (épaisseur, conductivité . . .), soit pour déceler la présence de défauts et les caractériser. Parmi les méthodes les plus utilisées, on peut citer les ultrasons, les méthodes utilisant des rayonnements ionisants (radioscopie) et les méthodes électromagnétiques (magnétoscopie, courants de Foucault . . .). Le choix d’une méthode dépend d’un grand nombre de facteurs tels que la nature des matériaux constituant les pièces à contrôler, la nature de l’information recherchée (défaut débouchant ou enfoui..) ; les conditions de mise en œuvre . Les méthodes électromagnétiques sont fréquemment utilisées pour le contrôle des pièces électriquement conductrices et/ou magnétiques. Par exemple, le contrôle de pièces de fonderie (industrie automobile, industrie pétrolière) peut se faire par magnétoscopie. Les tubes (nucléaire, industrie pétrolière . . .) peuvent être testés par courants de Foucault (CF), soit en cours de fabrication, soit lors des phases de maintenance. Le CND par capteurs à courants de Foucault est bien adapté à la détection de défauts dans les pièces métalliques. Cette technique est basée sur l' analyse des uploads/Management/ controle-non-destructif-cnd-par-courants-de-foucault-cf-utilisation-des-capteurs-magnetiques-a-tres-haute-sensibilite.pdf