BE1025565A1 - Dispositif et methode pour controle non destructif de structures - Google Patents

Dispositif et methode pour controle non destructif de structures Download PDF

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Abstract

L’invention se rapporte à un dispositif de contrôle non-destructif d’un objet par l’interférométrie holographique, comprenant un ensemble d’éléments (2, 3, 4) qui permettent d’acquérir une image interférométrique d’une zone de l’objet (10), ledit ensemble comprenant au moins une source de lumière cohérente (2), un interféromètre (4) et une caméra (3) pour capter l’image interférométrique, caractérisé en ce que le dispositif comprend en outre une caméra thermique (11) apte à capter une image thermographique d’au moins une partie de ladite zone de l’objet (10). L’invention se rapporte également à des méthodes d’utilisation du dispositif selon l’invention.

Description

DISPOSITIF ET METHODE POUR CONTROLE NON DESTRUCTIF DE STRUCTURES
Domaine de l'invention [0001] L'invention se rapporte à des dispositifs et méthodes destinés au contrôle non-destructif (NDT, Non-Destructive Testing) de structures par la technologie de l’interférométrie holographique, qui comprend des méthodes telles que la shearographie ou l’ESPI (electronic speckle pattern interferometry).
Etat de la technique [0002] La shearographie et l’ESPI sont des méthodes NDT bien connues dans l’industrie. Il s’agit de technologies reposant sur les principes de l’interférométrie holographique et dans laquelle un interféromètre et une caméra numérique sont utilisés pour détecter une déformation de la surface d’un objet soumis à une contrainte non-destructive, tel qu’un stimulus mécanique ou thermique. Un défaut structurel, par exemple un délaminage local d’un matériau composite, apparaît sur l’image interférométrique sous la forme d’un motif d’interférence caractéristique. La shearographie est une technique particulièrement avantageuse car contrairement à l’ESPI, elle prend en compte la dérivée spatiale de la déformation, permettant ainsi de s’affranchir des mouvements de corps rigide .
[0003] A cet égard, il est connu d’appliquer comme contrainte à l’objet un stimulus thermique. On peut par exemple utiliser à cet effet une lampe infrarouge qui va chauffer l’objet par radiation pendant un certain temps. Dans ce cas, il est important de savoir à quel instant l’objet est suffisamment stimulé pour
BE2017/5666 permettre l’acquisition présentant une dynamique optimale. Il est connu à cet égard d’utiliser un pyromètre mesurant la température d’une zone locale de la surface de l’objet. Pour des objets de forme complexe ou dans le cas de grandes surfaces à inspecter, cette méthode n’est cependant pas adéquate, dans le sens où l’information n’est pas complète mais partielle, car la mesure de température obtenue par le pyromètre est une information locale ne donnant aucune information sur la répartition spatiale de l’impact thermique.
[0004] Il est avantageux d’équiper les dispositifs de shearographie ou
ESPI d’un moyen de stimulation thermique ( par rayonnement) sans contact, intégré dans le dispositif. Cette disposition permet d’appliquer un stimulus reproductible. L’inconvénient est que ce type de dispositif offre peu de liberté au niveau du positionnement de la source thermique. L’utilisation d’une source nonintégrée dans le dispositif offre l’avantage d’une plus grande liberté de positionnement de la stimulation, mais au prix d’une perte au niveau de la reproductibilité des mesures.
[0005] Un autre inconvénient des dispositifs et méthodes existants est lié au fait que certains défauts sont difficiles à détecter, puisqu’ils sont noyés dans une déformation globale qui est le résultat du stimulus.
[0006] Un système de mesure qui combine la shearographie et la thermographie est divulgé par exemple dans le document ‘Improved defect detection with combined shearography and thermography, Schmidt, Internation Conference on Applications for Image Based Measurements, 6 and 7 March 2012, Ulm, Germany.
Eléments caractéristiques de l'invention [0007] La présente invention se rapporte à des méthodes tels que décrites dans les revendications. L’invention se rapporte plus particulièrement à des méthodes qui utilisent un dispositif de contrôle non-destructif d’un objet par interférométrie holographique, telle que la shearographie, comprenant un ensemble d’éléments qui permettent d’acquérir une image interférométrique d’une zone définie de l’objet, ledit ensemble comprenant au moins une source de lumière cohérente, un interféromètre et une caméra pour capter l’image interférométrique, caractérisé en ce que le dispositif comprend en outre une
BE2017/5666 caméra thermique apte à capter une image thermographique d’au moins une partie de ladite zone définie de l’objet.
[0008] L’invention se rapporte également à une méthode de contrôle non-destructif d’un objet par interférométrie holographique, telle que la shearographie, utilisant un dispositif tel que décrit ci-dessus, comprenant les étapes suivantes :
• Application d’un stimulus thermique à au moins une zone définie de l’objet, par l’activation d’une source thermique à un instant ti et la désactivation de ladite source à un instant t2, • Obtention d’une acquisition interférométrique de référence et une acquisition interférométrique de mesure, lesdites acquisitions étant relatives à ladite zone de l’objet, respectivement à un instant de référence et à un instant de mesure, les instants de référence et de mesure correspondant à deux états thermiques distincts, • Production d’une image interférométrique de ladite zone exprimant une différence entre les acquisitions de référence et de mesure, caractérisée en ce que l’instant t2 est choisi en temps réel sur base d’images thermographiques d’au moins une partie de ladite zone, obtenues pendant l’application du stimulus, la source thermique étant désactivée dès qu’au moins une partie de l’image thermographique correspond à une image souhaitée. [0009] Selon une autre forme d’exécution, la méthode selon l’invention, de contrôle non-destructif d’un objet par l’interférométrie holographique, telle que la shearographie, utilisant un dispositif tel que décrit cidessus, comprend les étapes suivantes :
• Application d’un stimulus thermique à au moins une zone définie de l’objet, par l’activation d’une source thermique à un instant ti et par la désactivation de ladite source à un instant t2, • Obtention d’une acquisition interférométrique de référence et une acquisition interférométrique de mesure, lesdites acquisitions étant relatives à laditezone de l’objet, respectivement à un instant de référence et à un instant de mesure, les instants de référence et de mesure correspondant à deux états thermiques distincts,
BE2017/5666 • production d’une image interférométrique de ladite zone qui exprime une différence entre les acquisitions de référence et de mesure, caractérisée en ce que :
• la méthode comprend également la prise d’une séquence d’images thermographiques d’au moins une partie de ladite zone, avant, pendant et après l’application du stimulus, • l’instant de référence est choisi sur base de la correspondance d’au moins une partie de l’image thermographique à une image souhaitée.
[0010] La méthode décrite au paragraphe précédent peut en outre comprendre les caractéristiques suivantes :
• une séquence d’acquisitions interférométriques est obtenue avant, pendant et après l’application du stimulus, • la séquence d’images thermographiques est synchronisée avec la séquence d’images interférométriques, • l’acquisition interférométrique de référence est l’acquisition obtenue à l’instant où au moins une partie de l’image thermographique correspond à une image souhaitée.
[0011] Selon une autre forme d’exécution, la méthode selon l’invention, de contrôle non-destructif d’un objet par l’interférométrie holographique, telle que la shearographie, utilisant un dispositif tel que décrit cidessus, comprend les étapes suivantes :
• Application d’un stimulus thermique à au moins une zone de l’objet, par l’activation d’une source thermique à un instant ti et par la désactivation de ladite source à un instant t2, • Obtention d’une acquisition interférométrique de référence et une acquisition interférométrique de mesure, lesdites acquisitions étant relatives à ladite zone de l’objet, respectivement à un instant de référence et à un instant de mesure, les instants de référence et de mesure correspondant à deux états thermiques distincts, • Production d’une image interférométrique de ladite zone qui exprime une différence entre les acquisitions de référence et de mesure, caractérisée en ce que :
BE2017/5666 • la méthode comprend également la prise d’une séquence d’images thermographiques d’au moins une partie de ladite zone, avant, pendant et après l’application du stimulus, ladite séquence comprenant une image obtenue à l’instant de mesure, • une opération mathématique est effectuée entre les valeurs respectives d’une matrice de valeurs numériques dérivées de ladite image interférométrique et une matrice de valeurs numériques dérivées de l’image thermographique obtenue à l’instant de mesure, les matrices ayant la même taille et étant relatives à une partie commune entre les images interférométriques et thermographiques, l’opération permettant d’obtenir une image recombinée par ladite opération mathématique, • détection dans l’image recombinée de une ou plusieurs détails (tels que des défauts) de l’objet, lesdits détails ayant une visibilité améliorée par rapport à la visibilité de ces détails dans l’image interférométrique.
[0012] Ladite opération mathématique peut être une opération algébrique, telle qu’une soustraction ou une division de valeurs respectives des ensembles de données.
[0013] La méthode décrite au deux paragraphes précédents peut également comprendre les caractéristiques suivantes :
• une séquence d’images interférométriques est obtenue avant, pendant et après l’application du stimulus, • la séquence d’images thermographiques est synchronisée avec la séquence d’images interférométriques.
Brève description des figures [0014] La figure 1 représente une vue schématique d’un système de shearographie tel que connu dans l’état de la technique.
[0015] La figure 2 représente un dispositif de shearographie selon une première forme d’exécution de l’invention.
[0016] La figure 3 représente un exemple d’un cycle thermique auquel un objet est soumis lors d’un essai de shearographie, avec la température en axe des ordonnées et le temps en axe des abscisses.
BE2017/5666 [0017] La figure 4 représente un exemple d’une image thermographique et d’une image shearographique de la même zone d’un objet.
[0018] La figure 5 représente les profils détectés sur base des images montrées à la figure 4.
[0019] La figure 6 représente la soustraction des données représentées à la figure 5.
[0020] La figure 7 représente une deuxième forme d’exécution du dispositif selon l’invention.
Description détaillée de l'invention [0021] La présente invention sera décrite ci-dessous et en détail dans des formes d’exécution préférées de l’invention et à l’aide des figures annexées qui représentent des variantes d’exécution préférées et non limitatives de l’invention.
[0022] L’invention sera décrite sur base d’un dispositif de shearographie, sans que la portée de l’invention soit limitée à ce type de dispositif. Un dispositif de shearographie tel que connu dans l’état de la technique est représenté de manière schématique à la figure 1. Les éléments suivants sont indiqués :
- une lampe infra-rouge 1 pour chauffer un objet à inspecter 10,
- un source de lumière cohérente, tel qu’un laser 2 pour éclairer l’objet et obtenir le motif d’interférence,
- une caméra numérique 3, telle qu’une caméra CCD (Charge Coupled Device) ou CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) pour capter les images à analyser. La caméra opère en mode ‘global frame’ : tous les pixels de l’image sont acquis en même temps.
- un interféromètre 4 du type Michelson, pourvu d’un miroir incliné 5 et d’un miroir déplaçable 6 par un actuateur piézo-électrique (PZT) 7, ainsi que d’un séparateur de faisceau 8. L’inclinaison du premier miroir 5 est telle que les faisceaux réfléchis de deux points séparés de l’objet vont coïncider sur un seul point du plan d’image de la caméra CCD. Le miroir déplaçable 6 permet le calcul du gradient de la déformation dans une direction hors du plan de la surface de l’objet. Ce gradient est proportionnel à la
BE2017/5666 différence de phase entre deux acquisitions, ladite différence de phase étant déterminée par une technique appelée ‘phase shifting’ et connue en soi par l’homme du métier. D’autres types d’interféromètres ayant la même fonctionnalité sont également envisageables dans un dispositif de shearographie (par exemple un interféromètre Fabry-Perrot),
- une unité numérique 9 qui régule et commande le fonctionnement du laser 2, de la caméra CCD 3, effectuant le traitement des mesures et l’affichage des résultats. L’unité 9 est généralement un ordinateur du type PC (Personal Computer), configuré ou programmé pour effectuer les fonctionnalités décrites ci-dessus.
[0023] Au moins l’ensemble des éléments 2, 3 et 4 est incorporé dans un boîtier qui forme le dispositif de shearographie, également nommé caméra de shearographie.
[0024] Selon une forme d’exécution particulière illustrée à la figure 2, le dispositif de shearographie utilisable dans la présente invention comprend en outre une caméra thermique 11. Ce type de caméra est connu en soi. Une telle caméra est apte à prendre une succession d’images thermographiques de l’objet en représentant la distribution de température sur une surface de l’objet. Le dispositif selon l’invention permet donc d’appliquer les principes de la thermographie active en combinaison avec la technique de shearographie. La thermographie active est une technique de contrôle non destructif qui utilise également un échauffement comme moyen d’excitation. Une modification du champ thermique, engendrée par réchauffement, est détectée par la caméra thermique, et est apte à indiquer un défaut potentiel de l’objet étudié.
[0025] Selon la forme illustrée à la figure 2, le fonctionnement de la caméra thermique 11 est contrôlé par l’unité numérique 9 configurée, outre sa mission consistant à gérer les fonctions de shearographie, pour régler la caméra thermique 11 ainsi que le traitement des mesures et l’affichage des résultats obtenus par la caméra thermique 11.
[0026] De manière générale, l’intégration d’une caméra thermique 11 permet d’obtenir avantageusement par un seul stimulus thermique une évaluation de l’objet par deux techniques NDT différentes, et ainsi d’augmenter l’information obtenue.
BE2017/5666 [0027] De plus, le dispositif permet d’améliorer la mesure de shearographie en utilisant les données thermographiques. Les améliorations apportées par les données thermographiques sont les suivantes : l’amélioration de la reproductibilité des mesures, et l’amélioration de la détectabilité de certains défauts. Ces utilisations seront décrites ci-après à l’aide de méthodes appliquant un dispositif selon l’invention.
[0028] Une mesure de shearographie requiert toujours deux étapes :
- une première acquisition shearographique de l’objet qui sert de référence,
- une deuxième acquisition shearographique de l’objet qui sert de mesure, et qui sera comparée à l’acquisition de référence sous la forme d’une image shearographique exprimant une différence de phase entre l’acquisition de mesure et l’acquisition de référence.
Une ‘acquisition shearographique’ est définie dans le présent contexte comme une image de phase acquise par la caméra CCD, càd une image qui représente la phase du signal d’intensité mesuré par la caméra sur une zone de l’objet. L’équation de l’intensité du front d’onde optique revenant de l’objet à un moment donné t peut être décrite par la formule :
l(x ,y)=A(x,y)cos(œt+ φ),
Dans cette équation :
• l(x,y) représentant l’intensité en un point de coordonnées (x,y) ce que l’on appelle le shearogramme, • A(x,y) représente la modulation en amplitude du point de coordonnées (x,y) du à l’objet, • ω représente la pulsation de la longueur d’onde λ prise en considération, ω correspondant à 2π/λ • φ représente la phase optique [0029] Tout déplacement d de l’objet hors du plan de la caméra induira une modification de la phase d’un facteur 2%d. Les informations sur la position hors plan de la peau de l’objet sont donc portées par la phase φ, qui peut être extraite du shearogramme par exemple par la méthode connue de déroulage de phase. De préférence, l’acquisition shearographique (i.e. la phase) est
BE2017/5666 calculée sur base d’une série de shearogrammes acquis en séquence de manière quasi-instantanée selon la technique de décalage de phase (phase shifting). L’acquisition quasi-instantanée permet de limiter l’influence de l’évolution temporelle de la phase sur les acquisitions et ainsi d’améliorer la qualité des acquisitions individuelles. Egalement dans le présent contexte, une ‘image shearographique’ représente la différence de phase entre deux ‘acquisitions shearographiques’ (telle que définies ci-dessus) prises à deux instants distincts. L’application d’un stimulus entre l’instant où est prise la phase de référence et le moment où est prise la phase servant de mesure permet sous certaines conditions de mettre en évidence d’éventuelles inhomogénéités/hétérogénéités.
[0030] La figure 3 présente un exemple de cycle d’excitation thermique typique exprimé en fonction de la température T en un point de l’objet étudié, en fonction du temps t. Dans le dispositif présenté à la figure 2, la lampe infrarouge 1 est allumée à un instant ti marquant le début du cycle thermique. La lampe est éteinte à un instant t2. Le cycle se termine au moment où la température est revenue proche de son niveau initial, à un instant t3. Le dispositif de l’invention permet la prise d’une séquence d’acquisitions shearographiques pendant la durée du cycle, ainsi que la prise d’une séquence d’images thermographiques, les deux séquences étant synchronisées dans le temps. En d’autres mots, pour chaque acquisition shearographique, une image thermographique correspondante est prise. Les champs de vue thermographiques et shearographiques se recouvrent au moins partiellement.
[0031] L’information thermique disponible dans une image thermographique est bien supérieure à la mesure d’une température ponctuelle par un pyromètre. L’image thermographique montre la distribution de la température sur la partie de la surface de l’objet étudiée. Cette distribution peut être quantifiée en étudiant le coefficient de détermination R2 et les paramètres d’une courbe de tendance appliquée à la distribution. Pour améliorer la reproductibilité de la mesure, les données thermographiques peuvent être utilisées de plusieurs manières.
[0032] Une première manière concerne le contrôle de la durée du stimulus thermique. Selon cette application, l’instant t2 auquel la lampe de
BE2017/5666 chauffe est éteinte est basé sur une évaluation en temps réel de l’image thermographique. Par exemple, une comparaison entre la distribution thermique et une distribution prédéfinie est à la base de l’extinction du stimulus et donc de l’instant t2. De manière générale, le choix de l’instant t2 est basé sur une comparaison entre au moins une partie de l’image thermographique et une image souhaitée. Ladite image souhaitée peut être définie par une distribution thermique, un gradient de température, une température d’échauffement maximale ou des températures de chauffe spécifiées au préalable. Cette manière de contrôler le stimulus thermique va assurer que le cycle d’excitation est effectué de manière reproductible.
[0033] Une deuxième amélioration de la reproductibilité des mesures est relative au choix de l’instant de référence. Sachant qu’il est courant de réaliser plusieurs mesures d’un même objet, et donc de soumettre l’objet à plusieurs échauffements, parfois avec une longue période entre deux mesures, il est important de savoir à quel instant l’objet atteint un état thermique particulier pouvant servir d’état de référence. L’analyse des images thermographiques permet de choisir cet instant et de s’assurer ainsi que l’objet a atteint l’état souhaité. Ainsi, on arrive à une meilleure reproductibilité des résultats. Le choix de l’instant de référence est basé sur une comparaison d’au moins une partie de l’image thermographique à une image thermographique prédéfinie. Cette comparaison peut prendre plusieurs formes, par exemple : comparaison directe des images (pixel par pixel) ou comparaison de la distribution de la température des images respectives. De préférence, le choix de l’instant de référence n’est pas effectué en temps réel, mais ce choix est fait sur base d’une séquence entière d’images thermographiques acquises lors d’un cycle thermique.
[0034] Faisant référence à la figure 3, une première possibilité pour le choix de l’instant de référence est l’instant tr avant le début du cycle. Une image thermographique prise avant la première application du stimulus peut être utilisée pour quantifier la distribution thermique de référence. Pour chaque mesure suivante, l’instant de référence sera déterminé en choisissant l’instant auquel l’image thermographique correspond avec l’image thermographique de référence (par exemple basé sur une comparaison des images ou des distributions).
BE2017/5666 [0035] Or, dans certains cas, il est utile de choisir l’instant de référence à un instant du cycle thermique où la température de l’objet est élevée. Par exemple, les instants tr’ ou tr” indiqués à la figure 3 peuvent servir comme points de référence. tr’ précède légèrement l’instant t2 lors duquel la source thermique est éteinte, et donc après que l’on ait pu constater que la température T se stabilise vers un niveau maximal. tr” se trouve après l’instant t2. Après une chute abrupte 12, la température T continue de diminuer à une vitesse plus réduite. L’acquisition de mesure peut être prise à un autre instant du cycle ou même hors du cycle ti-t3,. Le choix de l’instant de mesure peut dépendre d’un certain nombre de facteurs dont le type de matériau de l’objet testé, le type de défaut recherché, leur profondeur dans l’objet ou certains paramètres géométriques de l’objet.
[0036] Le choix de l’instant de référence pendant les régimes à haute température, tels que les points V ou tr” du cycle, facilite la détection de certains types de défauts, par exemple dans le cas d’une pièce d’épaisseur importante. Etant donné que ces points de référence sont choisis lors de régimes moins stables qu’en dehors du cycle, des moyens de vérification de l’état thermique de l’objet sont nécessaires. A ce titre, on utilisera avantageusement la caméra thermique qui démontre alors toute son efficacité. Sans le contrôle de la stabilité de la température sur base d’images thermographiques, il ne serait pas possible de choisir des instants de référence de manière reproductible.
[0037] L’utilisation d’images thermographiques pour définir l’instant t2 et/ou l’instant de référence tr, tr’ ou tr” permet de produire un dispositif dont la source du stimulus thermique est externe, et donc d’avoir une grande liberté au niveau du positionnement de la source par rapport à l’objet étudié, mais sans perdre l’avantage de la reproductibilité des résultats.
[0038] Une troisième piste d’amélioration de la reproductibilité consiste à vérifier la répartition spatiale de l’excitation thermique (centrage, orientation, homogénéité...). Cette vérification, effectuée sur base des images thermographiques obtenues par la caméra selon l’invention, permet d’optimiser le stimulus thermique en termes d’intensité, position de la lampe, etc.
[0039] La caméra shearographique selon l’invention permet en outre de comparer la répartition thermique mesurée par la caméra à une répartition
BE2017/5666 thermique simulée. Cette répartition simulée peut être obtenue sur base d’un modèle numérique de l’objet, par exemple un modèle calculé parla méthode des éléments finis (Finite Elements Model), basé sur la connaissance d’un nombre de paramètres physiques, tel que le matériau, la forme et les dimensions de l’objet. Ces paramètres permettent également de modéliser certains types de défauts, ainsi que de simuler la réponse shearographique et thermographique à des excitations thermiques différentes. La simulation permet d’optimiser le stimulus thermique de manière à maximaliser la détectabilité de certains types de défaut. La répartition thermique simulée servira comme référence lors d’une mesure shearographique effectuée avec une caméra selon l’invention.
[0040] Une autre manière d’améliorer la détectabilité de certains défauts consiste à utiliser une combinaison des acquisitions shearographiques et des images thermographiques prises de manière synchronisée. Selon une méthode d’utilisation du dispositif de l’invention, une image shearographique, représentant une différence de phase entre deux acquisitions shearographiques prises respectivement à un instant de mesure et à un instant de référence, est combinée de manière mathématique avec une image thermographique qui représente l’état thermique de l’objet à l’instant de mesure. Plus précisément, une opération mathématique est effectuée sur base de valeurs de pixels correspondants des deux images. Il est possible que ce calcul soit précédé par un recalcul de la matrice de pixels d’au moins une des deux images. L’image thermographique peut avoir une résolution moindre que l’image shearographique ou vice versa. Le recalcul se base alors avantageusement sur un algorithme d’interpolation entre pixels adjacents. Ce type d’algorithme étant connu dans l’état de la technique, nous n’entrons pas plus en détail sur ce sujet. L’objet de ces manipulations préliminaires est l’obtention de deux matrices de valeurs : une première matrice qui représente les valeurs de phase obtenues sur base de l’image shearographique, relatives à un nombre de zones de l’objet (pixels ou pixels recalculés) et une deuxième matrice qui représente les valeurs thermiques, obtenues sur base de l’image thermographique, relatives aux mêmes zones de l’objet. L’opération mathématique est alors effectuée sur les valeurs correspondantes des deux matrices, par exemple une soustraction ou une division des valeurs respectives des deux matrices est effectuée, conduisant à
BE2017/5666 une matrice résultante. Cette matrice résultante sera présentée sous la forme d’une image recombinée de la partie de l’objet concerné.
[0041] La figure 4 représente une image thermographique 15 et une image shearographique 16 d’un même objet. L’image thermographique comprend une région 17 à haute température, qui est reproduite sous la forme d’une région 17’ dans l’image shearographique due à la présence de gradients de déformation qui sont directement liés à l’augmentation de la température dans ladite région 17 selon le phénomène de dilatation thermique. De plus, l’image shearographique démontre une déformation locale 18 qui est causée par un défaut structurel de l’objet. La figure 5 montre une représentation des valeurs détectées et éventuellement recalculées comme décrit ci-dessus pour faire correspondre le nombre de pixels des deux images, au niveau des lignes horizontales x et x’ indiquées à la figure 4. Les axes verticaux y et y’ représentent une unité normalisée permettant d’évaluer les deux courbes par rapport à une référence commune. Les deux courbes représentent un profil similaire, bien que la déformation locale 18 ne figure que sur la courbe obtenue sur base de l’image shearographique. Dans cette représentation, la déformation locale 18 est encore visible sur la courbe. En réalité, la courbe peut être moins régulière ou elle peut être affectée par des phénomènes liés à l’acquisition de signaux, de sorte que les défauts sont noyés dans les données disponibles.
[0042] A la figure 6 est représentée la soustraction des deux courbes représentées à la figure 5. Les portions correspondantes des courbes se réduisent à des valeurs constantes, ce qui fait apparaître le défaut local 18 de manière plus visible. Au lieu d’une soustraction, d’autres opérations mathématiques peuvent être effectuées entre les deux matrices, telles que la division des valeurs, ou des opérations plus complexes.
[0043] L’opération mathématique effectuée sur les données shearographiques et thermographiques permet donc d’améliorer le rapport signal/bruit des défauts, de manière à faciliter la détection de détails difficiles à détecter en utilisant les techniques existantes. Ces détails comprennent des défauts mais également d’autres types de détails structurels détectables par l’interférométrie.
[0044] Selon une forme d’exécution préférée, illustrée à la figure 7,
BE2017/5666 un processeur 25 est intégré dans le dispositif de l’invention, ledit processeur étant configuré pour commander et contrôler le fonctionnement des éléments de shearographie 2, 3, 4 ainsi que de la caméra thermique 11. De plus, le processeur intégré 25 est configuré pour recueillir en temps réel les données numériques livrées par la caméra CCD 3 et la caméra thermique 11, ce qui permet de constituer respectivement les acquisitions shearographiques et les images thermographiques. Cette configuration permet d’acquérir deux séquences synchronisées tel que décrit ci-dessus. L’acquisition de ces deux séquences permet de choisir n’importe quelle paire d’acquisitions shearographiques comme acquisition de référence et acquisition de mesure, sur base des images de la séquence thermographique. Les acquisitions shearographiques et les images thermographiques sont enregistrées dans une base de données qui fait partie d’un ordinateur externe 9 ou qui est connectée à l’ordinateur 9. Ces données sont ensuite traitées de manière séparée et combinée (concept de « data fusion ») à l’aide de méthodes mathématiques de traitement d’images avancées.
[0045] Selon une forme d’exécution de l’invention, le dispositif comprend en outre un capteur permettant de mesurer la distance entre le dispositif de l’invention et l’objet inspecté. La distance mesurée estenregistrée dans la base de données qui recueille les images, de manière à ce que chaque image enregistrée soit liée à une distance mesurée. Cette mesure de distance permet d’introduire une fonction autofocus de la caméra. Elle permet également de reproduire les conditions exactes d’un essai particulier.
[0046] Comme il a déjà été indiqué, l’invention est applicable à d’autres dispositifs d’interférométrie holographique, tel un dispositif ESPI. La caméra thermique est intégrée dans le dispositif ESPI ou équivalent, de la même manière qu’illustrée à la figure 2 ou 7. La description des méthodes et utilisations d’un dispositif de shearographie sont applicables littéralement à des utilisations analogues de dispositifs non-shearographiques mais qui restent sous la portée de l’invention. Il suffit de remplacer ‘shearographique’ par ‘interférométrique’ partout dans la description en tenant compte aussi de certains aspects spécifiques qui sont connus par l’homme du métier. Par exemple, l’image interférométrique obtenue par un dispositif ESPI exprime un déplacement relatif entre points de l’objet étudié au lieu d’un gradient de ce déplacement.

Claims (7)

  1. REVENDICATIONS
    1. Méthode de contrôle non-destructif d’un objet (10) par interférométrie holographique, utilisant un dispositif comprenant un ensemble d’éléments (2, 3, 4) qui permettent d’acquérir une image interférométrique d’une zone définie de l’objet (10), ledit ensemble comprenant au moins une source de lumière cohérente (2), un interféromètre (4) et une caméra (3) pour capter l’image interférométrique, caractérisé en ce que le dispositif comprend en outre une caméra thermique (11 ) apte à capter une image thermographique d’au moins une partie de ladite zone définie de l’objet (10), la méthode comprenant les étapes suivantes :
    • Application d’un stimulus thermique à au moins une zone définie de l’objet, par l’activation d’une source thermique (1) à un instant ti et la désactivation de ladite source à un instant t2, • Obtention d’une acquisition interférométrique de référence et une acquisition interférométrique de mesure, lesdites acquisitions étant relatives à ladite zone de l’objet, respectivement à un instant de référence et à un instant de mesure, les instants de référence et de mesure correspondant à deux états thermiques distincts, • Production d’une image interférométrique de ladite zone exprimant une différence entre les acquisitions de référence et de mesure, caractérisée en ce que l’instant t2 est choisi en temps réel sur base d’images thermographiques d’au moins une partie de ladite zone, obtenues pendant l’application du stimulus, la source thermique (1) étant désactivée dès qu’au moins une partie de l’image thermographique correspond à une image souhaitée.
  2. 2. Méthode de contrôle non-destructif d’un objet (10) par l’interférométrie holographique, utilisant un dispositif comprenant un ensemble d’éléments (2, 3, 4) qui permettent d’acquérir une image interférométrique d’une zone définie de l’objet (10), ledit ensemble comprenant au moins une source de
    BE2017/5666 lumière cohérente (2), un interféromètre (4) et une caméra (3) pour capter l’image interférométrique, caractérisé en ce que le dispositif comprend en outre une caméra thermique (11 ) apte à capter une image thermographique d’au moins une partie de ladite zone définie de l’objet (10), la méthode comprenant les étapes suivantes :
    • Application d’un stimulus thermique à au moins une zone définie de l’objet, par l’activation d’une source thermique à un instant ti et par la désactivation de ladite source à un instant t2, • Obtention d’une acquisition interférométrique de référence et une acquisition interférométrique de mesure, lesdites acquisitions étant relatives à ladite zone de l’objet, respectivement à un instant de référence et à un instant de mesure, les instants de référence et de mesure correspondant à deux états thermiques distincts, • production d’une image interférométrique de ladite zone qui exprime une différence entre les acquisitions de référence et de mesure, caractérisée en ce que :
    • la méthode comprend également la prise d’une séquence d’images thermographiques d’au moins une partie de ladite zone, avant, pendant et après l’application du stimulus, • l’instant de référence est choisi sur base de la correspondance d’au moins une partie de l’image thermographique à une image souhaitée.
  3. 3. La méthode selon la revendication 2, dans laquelle :
    • une séquence d’acquisitions interférométriques est obtenue avant, pendant et après l’application du stimulus, • la séquence d’images thermographiques est synchronisée avec la séquence d’images interférométriques, • l’acquisition interférométrique de référence est l’acquisition obtenue à l’instant où au moins une partie de l’image thermographique correspond à une image souhaitée.
  4. 4. Méthode de contrôle non-destructif d’un objet par interférométrie holographique, utilisant un dispositif comprenant un ensemble
    BE2017/5666 d’éléments (2, 3, 4) qui permettent d’acquérir une image interférométrique d’une zone définie de l’objet (10), ledit ensemble comprenant au moins une source de lumière cohérente (2), un interféromètre (4) et une caméra (3) pour capter l’image interférométrique, caractérisé en ce que le dispositif comprend en outre une caméra thermique (11 ) apte à capter une image thermographique d’au moins une partie de ladite zone définie de l’objet (10), la méthode comprenant les étapes suivantes :
    • Application d’un stimulus thermique à au moins une zone de l’objet, par l’activation d’une source thermique à un instant ti et par la désactivation de ladite source à un instant t2, • Obtention d’une acquisition interférométrique de référence et une acquisition interférométrique de mesure, lesdites acquisitions étant relatives à ladite zone de l’objet, respectivement à un instant de référence et à un instant de mesure, les instants de référence et de mesure correspondant à deux états thermiques distincts, • Production d’une image interférométrique de ladite zone qui exprime une différence entre les acquisitions de référence et de mesure, caractérisée en ce que :
    • la méthode comprend également la prise d’une séquence d’images thermographiques d’au moins une partie de ladite zone, avant, pendant et après l’application du stimulus, ladite séquence comprenant une image obtenue à l’instant de mesure, • une opération mathématique est effectuée entre les valeurs respectives d’une matrice de valeurs numériques dérivées de ladite image interférométrique et une matrice de valeurs numériques dérivées de l’image thermographique obtenue à l’instant de mesure, les matrices ayant la même taille et étant relatives à une partie commune entre les images interférométriques et thermographiques, l’opération permettant d’obtenir une image recombinée par ladite opération mathématique, • détection dans l’image recombinée de un ou plusieurs détails de l’objet, lesdits détails ayant une visibilité améliorée par rapport à la visibilité de ces détails dans l’image interférométrique.
    BE2017/5666
  5. 5. La méthode selon la revendication 4, dans laquelle ladite opération mathématique est une opération algébrique, telle qu’une soustraction ou une division de valeurs respectives des ensembles de données.
    5
  6. 6. La méthode selon la revendication 4 ou 5, dans laquelle :
    • une séquence d’images interférométriques est obtenue avant, pendant et après l’application du stimulus, • la séquence d’images thermographiques est synchronisée avec la séquence d’images interférométriques.
    o
  7. 7. Méthode de shearographie selon l’une quelconque des revendications 1 à 6.
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