Contrôle non destructif par imagerie thermique : application à la caractérisation de revêtements métalliques
De Wiki-thermographie.
par Olivier FAUGEROUX
De toutes les techniques de contrôle non destructif (CND), les méthodes thermiques sont les dernières à avoir vu le jour. Les développements des outils de mesure par rayonnement infrarouge leur ont donné un nouvel essor. Les mesures de température par thermocouples peuvent alors être remplacées par des mesures à distance et sans contact : les méthodes de contrôle par imagerie thermique stimulé sont nées. Elles prennent le nom de méthodes photothermiques. Nous proposons de caractériser des revêtements destinés à protéger leur substrat d'une usure précoce, caractérisation par une méthode photothermique : la méthode impulsionnelle en face avant, plus connue sous le nom de méthode "flash". Elle consiste à exciter de façon très brève la surface de l'échantillon à caractériser et à mesurer la variation de rayonnement thermique induite. A partir de ce signal mesuré (carte de luminances), nous cherchons à déterminer simultanément l'effusivité et la diffusivité thermique du dépôt ainsi que la résistance thermique de contact pouvant exister entre ce dernier et son substrat. Ensuite, nous étudions la possibilité d'exploiter ces cartographies afin d'estimer l'épaisseur du dépôt caractérisé. Pour déterminer les propriétés thermiques du dépôt et la qualité de l'interface, nous résolvons un problème inverse de transfert thermique. Ensuite, nous menons une conception optimale d'expérience par une étude de sensibilité exhaustive. Les paramètres sont identifiés à l'aide d'une méthode itérative de minimisation des écarts quadratiques entre les mesures et les valeurs calculées par un modèle. Les résultats d'estimations réalisées à partir de mesures obtenues sur des échantillons différents permettent de mettre en évidence une évolution des propriétés de la couche protectrice et de la qualité de l'interface. Les possibilités d'exploiter la réponse impulsionnelle de l'échantillon pour déterminer l'épaisseur de son dépôt sont évidentes. Cependant, mesurer simultanément la diffusivité thermique et l'épaisseur d'un dépôt n'est pas une tâche aisée. Nous proposons plusieurs techniques d'exploitation des images qui peuvent permettre d'accéder à une approximation de l'épaisseur, que nous sommes capables d'évaluer en fonction de la valeur de la diffusivité thermique.
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