EP4732000A1 - Procédé de détection par ultrasons de défauts de type zone d'air dans une pièce - Google Patents

Abstract

Un aspect de l'invention concerne un procédé de détection par ultrasons de défauts de type zone d'air dans une pièce à contrôler, comprenant : - recevoir une cartographie ultrasonore de la pièce à contrôler; - recevoir une cartographie d'épaisseur d'au moins une portion de la pièce à contrôler; - déterminer, à partir de la cartographie d'épaisseur, une cartographie ultrasonore simulée d'une pièce sans défaut de type zone d'air ayant une même composition et une même cartographie d'épaisseur que la pièce à contrôler; - déterminer, à partir de la cartographie ultrasonore de la pièce à contrôler et de la cartographie ultrasonore simulée, une cartographie de détection de la pièce à contrôler; - déterminer, à partir de la cartographie de détection, une présence ou une absence d'un défaut de type zone d'air dans la pièce à contrôler.

Description

DESCRIPTION

TITRE : Procédé de détection par ultrasons de défauts de type zone d’air dans une pièce

DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION

[0001] Le domaine technique de l’invention est celui du contrôle non destructif d’une pièce par ultrasons, et en particulier par analyse de l’atténuation des ondes ultrasonores dans la pièce à contrôler.

[0002] L’invention concerne ainsi une méthode ultrasonore pour détecter des défauts utilisant des données d’épaisseur d’au moins une partie de la pièce.

ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION

[0003] Dans l’industrie, certaines pièces sont fabriquées à partir de modèles numériques. Toutefois, lors de la fabrication de la pièce, il peut y avoir des différences de structure ou de composition entre le modèle numérique de la pièce (qui représente la pièce « idéale » que l’on souhaite fabriquer) et la pièce effectivement fabriquée. Par exemple, pour des pièces en matériau composite tissé, il peut y avoir une différence entre l’armure de la pièce fabriquée et l’armure théorique fournie au métier à tisser. Ces différences ne sont pas forcément problématiques et ne nécessitent pas toujours d’être détectées.

[0004] La pièce fabriquée peut aussi présenter des défauts tels que des criques, des fissures, des délaminages ou des décollements (dans le cas de matériaux collés), qui se traduisent par la présence de « zones d’air » au sein de la pièce. De tels défauts modifient les propriétés mécaniques de la pièce et la fragilisent, et doivent en conséquence être détectés.

[0005] Pour détecter des défauts de type « zones d’air », il est connu d’utiliser des méthodes de contrôle par ultrasons. Dans les méthodes de contrôle par ultrasons, des ondes ultrasonores sont émises par un transducteur placé à la surface de la pièce à contrôler, et se propagent à l’intérieur de celle-ci. Lorsqu’une onde ultrasonore rencontre une interface séparant deux zones ayant des impédances acoustiques différentes dans la pièce (en particulier lorsque l’onde ultrasonore rencontre un défaut à l’intérieur de la pièce), une partie de l’onde ultrasonore est réfléchie et la partie de l’onde non réfléchie est atténuée.

[0006] Il existe classiquement deux catégories dans les méthodes de contrôle par ultrasons : les méthodes par réflexion et les méthodes par transmission (appelées aussi méthodes par atténuation). Dans les méthodes par réflexion, le même transducteur effectue à la fois l’émission des ondes ultrasonores et la réception des ondes réfléchies (i.e. des « échos », ou « signaux retour >> issus des ondes émises). A partir des intensités et des temps d’arrivée des signaux retour, il est ensuite possible d’extraire des informations relatives à la présence et à la position de défauts dans la pièce. Dans les méthodes par transmission, un récepteur distinct de l’émetteur et placé sur une autre surface de la pièce (par exemple une surface opposée à la surface sur laquelle est placée le transducteur qui émet les ondes ultrasonores) reçoit les ondes ultrasonores atténuées. La détection de défauts est effectuée à partir de la quantité d’ondes qui ont atteint la deuxième surface après avoir traversé la pièce (une seule fois donc, contre deux fois - aller et retour - pour les méthodes par réflexion).

[0007] Comme les défauts de type zones d’air atténuent fortement les ondes ultrasonores, les méthodes par transmission sont bien adaptées à la détection de tels défauts.

[0008] Par exemple, il est connu d’utiliser de telles méthodes pour des pièces obtenues par collage, tel que des pièces aéronautiques comprenant une partie en matériau composite sur laquelle est collé un renfort en métal. Un exemple de telles pièces est l’aube de soufflante en matériau composite du moteur LEAP, sur laquelle est collée un renfort en titane. Sur les zones de colle, il peut y avoir des anomalies de type porosité ou manque de colle, qui sont des défauts de type zones d’air. Un contrôle par ultrasons est typiquement mis en œuvre sur la pièce fabriquée pour vérifier qu’il n’y a pas de tels défauts.

[0009] Le tissage 3D du matériau composite disperse fortement les ondes ultrasonores. En outre, la résine dans le matériau composite atténue fortement les ondes ultrasonores. Pour ces raisons, une méthode par réflexion est très compliquée à mettre en œuvre et il est préférable d’utiliser une méthode par atténuation.

[0010] Le résultat du contrôle par ultrasons peut être représenté à l’aide d’une visualisation de type C, dite « C-scan >>, qui est une cartographie reliant l’amplitude du signal transmis au travers de la pièce à une position d’inspection pour la surface de la zone contrôlée. Le C-scan fournit donc une vue en plan et de dessus de la pièce.

[0011] Les défauts ne sont pas toujours facilement visualisables dans le C-scan de la pièce fabriquée, et généralement un traitement du C-scan est mis en œuvre pour les mettre en évidence. En particulier, il est possible d’utiliser une pièce de référence, qui est une pièce du même type que la pièce à contrôler (par exemple, une aube en composite avec un bord d’attaque en titane collé ayant des dimensions prédéfinies), dont on sait qu’elle ne présente pas de défaut de type zone d’air. Une cartographie C- scan de cette pièce de référence est déterminée et utilisée comme cartographie de référence de la pièce.

[0012] Pour chaque pièce à contrôler, une cartographie C-scan est déterminée et cette cartographie est soustraite de la cartographie de référence. Le résultat de cette soustraction est une cartographie « traitée » sur laquelle les défauts apparaissent, avec d’autres motifs de l’image. Un seuillage de l’image est ensuite effectué pour supprimer les motifs autres que les défauts, de sorte que seuls les défauts restent apparents dans l’image ainsi seuillée. Le seuil utilisé pour le seuillage de l’image est un seuil prédéfini, qui peut être éventuellement réajusté comme décrit plus bas.

[0013] La détection d’un défaut selon la méthode ci-dessus est représentée sur les Figures 1 a - 1 e. En particulier, les Figures 1 a - 1 e représentent une pièce 101 à contrôler. Sur cet exemple, la pièce 101 représentée à la Figure 1a est une aube de soufflante en matériau composite ayant un bord d’attaque 101 b en titane collé sur un corps 101 a en matériau composite. La Figure 1 b représente une cartographie C-scan 102 de la pièce 101. Cette cartographie est classiquement obtenue grâce à une méthode de contrôle par ultrasons par atténuation. La cartographie C-scan 102 comprend plusieurs zones 102a, 102b, 102c, 102d qui correspondent à différentes valeurs d’atténuation ultrasonore.

[0014] La Figure 1c représente une cartographie C-scan 103 d’une pièce de référence. La pièce de référence correspond à une pièce du même type que la pièce à contrôler 101 (par exemple fabriquée à partir d’un même modèle numérique, et donc possédant en théorie les mêmes dimensions, la même structure et les mêmes composants), mais dont on sait qu’elle ne présente pas de défauts du type que l’on cherche à détecter dans la pièce à contrôler 101. En d’autres termes, la pièce de référence est une pièce « idéale » et sans défauts. Dans l’exemple des Figures 1 a - 1e, la pièce de référence est une aube assemblée constituée d’un corps en matériau composite préusiné parfaitement intègre et d’un bord d’attaque en titane collé ayant la géométrie la plus proche possible de la géométrie nominale. Le collage a été préalablement maîtrisé et contrôlé pour s’assurer qu’il ne présente aucun défaut.

[0015] De manière similaire à la cartographie C-scan 102 de la pièce à contrôler, la cartographie C-scan 103 de la pièce de référence présente plusieurs zones 103a, 103b, 103c, 103d qui correspondent à différentes valeurs d’atténuation ultrasonore.

[0016] La Figure 1d représente une cartographie traitée 104 obtenue en soustrayant la cartographie C-scan 103 de la pièce de référence à la cartographie C- scan 102 de la pièce à contrôler. Comme représenté sur la Figure 1d, la cartographie 104 présente globalement une amplitude de variations des valeurs d’atténuation ultrasonore plus restreinte que les cartographies C-scan 102 et 103. La cartographie traitée 104 comprend toutefois des zones 104a, 104b, 104c appelées « indications ultrasonores », qui correspondent à des zones de pic des valeurs d’atténuation, et qui peuvent correspondre à des défauts de type zones d’air. Pour déterminer de tels défauts, un seuillage peut ensuite être appliqué à la cartographie traitée 104, pour obtenir la cartographie seuillée 105 de la Figure 1 e. En d’autres termes, un seuil est appliqué sur les valeurs d’atténuation de la cartographie traitée 104. En particulier, ce seuil peut être défini comme un pourcentage de l’amplitude maximale du signal reçu (i.e. les amplitudes inférieures à ce pourcentage de l’amplitude maximale sont « coupées »). Par exemple, le seuil peut être une valeur prédéfinie, qui correspond par exemple à une atténuation du signal égale à -6 dB. En d’autres termes, les différences entre la cartographie C-scan 102 de la pièce à contrôler et la cartographie C-scan 103 de la pièce de référence sont considérées comme des défauts de type zone d’air (notamment des défauts de collage) lorsqu’elles correspondent à une atténuation au- delà de -6dB. Comme décrit ci-après, ce seuil peut être déterminé lors d’une étape détaillée ci-dessous. Sur l’exemple de la cartographie seuillée 105, un défaut 105a apparaît.

[0017] La soustraction d’une cartographie C-scan 103 d’une pièce de référence à la cartographie C-scan 102 de la pièce à contrôler permet donc de s’affranchir de la géométrie complexe et de la différence d’épaisseur de la pièce, et ainsi une meilleure détectabilité des défauts de type zones d’air. [0018] Le seuil à appliquer à la cartographie traitée 104 peut être déterminé ou ajusté lors d’une étape supplémentaire, à partir d’une pièce dite « à défauts ». Cette pièce est une pièce du même type que la pièce à contrôler, mais elle comprend des défauts « maîtrisés », dans le sens où la localisation, les dimensions et le type de défaut est connu pour chaque défaut de la pièce à défauts. La pièce à défauts est typiquement obtenue à partir d’une pièce de référence (i.e. sans défaut) dans laquelle ont été insérés des éléments qui ont le même comportement que des défauts de type zones d’air. Par exemple, des éléments en téflon peuvent être insérés, en sachant qu’un élément en téflon a un comportement globalement similaire à celui d’une bulle d’air par rapport aux signaux ultrasonores (les signaux sont approximativement atténués de la même manière lorsqu’ils traversent un élément en téflon et lorsqu’ils traversent une bulle d’air ou une lame d’air). Cette pièce à défauts permet de définir le seuil à appliquer, par exemple en Décibels (dB), selon des tolérances par rapport à la taille réelle des défauts. En d’autres termes, comme les positions des défauts de la pièce à défauts sont connues, il est possible d’ajuster le seuil de détection pour obtenir le meilleur compromis entre « faux positifs » (détections sur la cartographie seuillée qui ne correspondent pas à un défaut que l’on cherche à contrôler) et « faux négatifs » (aucun élément n’apparaît sur la cartographie seuillée alors qu’il y a un défaut).

[0019] Un ordinogramme de la méthode de détection de défauts dans une pièce selon l’art antérieur décrit ci-dessus est représenté à la Figure 2.

[0020] Lors d’une étape 210, une cartographie C-scan d’une pièce de référence sans défaut (cartographie C-scan 103 des Figures 1a - 1 e), aussi appelée « aube de correction de gain », est obtenue. Lors d’une étape 220, une cartographie C-scan de la pièce à contrôler (cartographie C-scan 102 des Figures 1 a - 1 e) est obtenue. La cartographie C-scan de la pièce de référence (sans défaut) est soustraite (étape 230) de la cartographie C-scan de la pièce à contrôler pour obtenir une cartographie dite traitée (cartographie 104 des Figures 1 a - 1 e).

[0021] Lors d’une étape 240, une cartographie C-scan de la pièce à défauts (les défauts étant connus, comme détaillé ci-dessus) est obtenue, et utilisée pour déterminer un seuil optimal (étape 250) pour détecter les défauts, comme décrit ci- dessus. [0022] Lors d’une étape 260, le seuil déterminé à l’étape 250 peut être appliqué à la cartographie traitée obtenue à l’étape 230. Le ou les défauts peuvent ensuite être identifiés dans la cartographie seuillée lors d’une étape 270. En effet, les écarts entre la pièce à contrôler et la pièce de référence sans défaut, qui sont des « indications ultrasonores », ne devraient théoriquement être que des anomalies de collage, i.e. des défauts de type zones d’air.

[0023] La cartographie C-scan de la pièce de référence, la cartographie C-scan de la pièce à contrôler et la cartographie C-scan de la pièce à défauts sont typiquement obtenues par une méthode de contrôle par ultrasons par transmission.

[0024] Il est noté que les étapes 210, 220 et 240 peuvent être mises en œuvre en parallèle ou dans n’importe quel ordre (même si en général, les étapes 210 et 240 sur la pièce de référence et la pièce à défauts sont mises en œuvre avant d’effectuer le contrôle effectif d’une pièce, donc avant l’étape 220).

[0025] Dans le procédé de l’art antérieur décrit ci-avant, le rôle de la pièce de référence sans défaut est d’obtenir une cartographie C-scan traitée la plus homogène possible, qui s’affranchisse des variabilités d’atténuations induites par le ou les matériaux utilisés et les épaisseurs de la pièce (notamment du matériau composite et/ou les épaisseurs des différents matériaux comme le titane dans l’exemple précédent).

[0026] Toutefois, les défauts que l’on cherche à détecter ne sont pas les seuls à générer des indications ultrasonores, i.e. des zones de pics d’atténuation ultrasonore. D’autres facteurs peuvent générer des indications ultrasonores, notamment la variabilité de structure ou d’épaisseur de la pièce (dans le cas de l’aube composite à bord d’attaque en titane collé par exemple, la variabilité de la géométrie du bord d’attaque et/ou la variabilité de l’armure tissée génèrent de telles indications ultrasonores). Ces variabilités non anticipées à la mise en place du contrôle peuvent être issues par exemple de la diversité des fournisseurs pour un même produit, de révolution des géométries, du processus de fabrication et/ou de l’élargissement des critères d’acceptation géométriques sur la pièce (ou les pièces intermédiaires, c’est-à- dire le bord d’attaque et le corps préusiné dans l’exemple précédent). Ces variabilités donnent lieu à des faux positifs (faux défauts) détectés sur la cartographie après seuillage. [0027] Une solution serait d’adapter le seuil aux différentes parties de la pièce à contrôler, mais une telle solution est difficile à mettre en œuvre car elle nécessite en amont de déterminer les zones dans lesquelles une variabilité d’atténuation est acceptable, et de déterminer le seuil d’acceptabilité associé. Cette solution présente en outre le risque d’augmenter le nombre de faux négatifs, c’est-à-dire le nombre de défauts non détectés (notamment car ils sont situés dans une partie de la pièce pour laquelle il a été considéré qu’une plus grande variabilité de l’atténuation est acceptable).

[0028] Il existe donc un besoin pour améliorer la détection de défauts de type zones d’air dans des pièces et s’affranchir d’indications ultrasonores non pertinentes (i.e. de zones qui apparaissent sur la cartographie seuillée comme des défauts alors qu’elles n’en sont pas).

RESUME DE L’INVENTION

[0029] L’invention offre une solution aux problèmes évoqués précédemment, en utilisant des données d’épaisseur de la pièce fabriquée que l’on veut contrôler pour construire une cartographie ultrasonore simulée d’une pièce virtuelle, et en utilisant cette cartographie ultrasonore simulée comme cartographie de référence (à la place de la cartographie ultrasonore d’une pièce de référence sans défauts, comme dans la méthode de l’art antérieur ci-dessus). L’utilisation d’une telle cartographie ultrasonore simulée permet de diminuer les indications ultrasonores non pertinentes dues notamment à la variabilité de la géométrie de la pièce fabriquée par rapport au modèle numérique sur la base duquel elle est fabriquée.

[0030] Un aspect de l’invention concerne ainsi un procédé, mis en œuvre par ordinateur, de détection par ultrasons de défauts de type zone d’air dans une pièce à contrôler. Le procédé comprend :

[0031] - recevoir une cartographie ultrasonore de la pièce à contrôler ;

[0032] - recevoir une cartographie d’épaisseur d’au moins une portion de la pièce à contrôler ;

[0033] - déterminer, à partir de la cartographie d’épaisseur de l’au moins une portion de la pièce à contrôler, une cartographie ultrasonore simulée d’au moins une portion d’une pièce sans défaut de type zone d’air ayant une même composition et une même cartographie d’épaisseur que la au moins une portion de la pièce à contrôler ; [0034] - déterminer, à partir de la cartographie ultrasonore de la pièce à contrôler et de la cartographie ultrasonore simulée, une cartographie de détection de la pièce à contrôler ;

[0035] - déterminer, en appliquant un seuil prédéfini à la cartographie de détection de la pièce à contrôler, une présence ou une absence d’un défaut de type zone d’air dans la pièce à contrôler.

[0036] Par « défaut de type zone d’air », il est entendu un défaut dans la pièce dont le comportement vis-à-vis des ultrasons (notamment le coefficient d’atténuation ultrasonore) est similaire à celui d’une zone d’air présente dans la pièce. Lorsqu’elles présentent un tel défaut, les ondes ultrasonores sont typiquement atténuées davantage que lorsqu’elles traversent le reste de la pièce. Un tel défaut peut être par exemple une bulle d’air ou une fissure.

[0037] Par « pièce à contrôler >>, il est entendu la pièce mécanique dans laquelle on cherche à détecter la présence éventuelle d’un défaut. Il est noté que le procédé peut être appliqué à une pièce complète ou à une partie de pièce (plutôt qu’à une pièce complète), tous deux désignés par « pièce » ou « pièce à contrôler >> dans la suite, par souci de simplification.

[0038] Par « cartographie ultrasonore », il est entendu une représentation graphique du comportement ultrasonore en différents points de la pièce. Par exemple, la cartographie ultrasonore peut être une image 2D d’une projection de la pièce sur un plan prédéfini, représentant les amplitudes de signaux ultrasonores en les différents points de la projection après avoir traversé la pièce. En particulier, à chaque point de la cartographie peut être associée une donnée relative au comportement ultrasonore de la pièce dans un axe passant par le point considéré selon une direction orthogonale au plan de projection. Par exemple, la donnée relative peut être une valeur d’amplitude du signal en sortie de la pièce, qui traduit l’atténuation subie par l’onde ultrasonore lors de son passage au travers de la pièce. Comme les défauts de type zone d’air atténuent les signaux ultrasonores qui les traversent, ces atténuations sont visibles dans la cartographie ultrasonore de la pièce.

[0039] La « cartographie ultrasonore de la pièce à contrôler » est donc une cartographie obtenue sur la pièce (ou portion de pièce) complète, après sa fabrication. [0040] Par « cartographie d’épaisseur », il est entendu une représentation graphique de l’épaisseur de la pièce selon une direction donnée. Typiquement, la cartographie d’épaisseur représente une projection de la pièce sur le même plan que la cartographie ultrasonore, dans laquelle chaque point de la projection est associé à une donnée représentative de l’épaisseur de la pièce en ce point, selon la direction orthogonale au plan considéré. Par exemple, la cartographie d’épaisseur peut être une image 2D comprenant une pluralité de pixels, chaque pixel ayant une valeur calculée en fonction de l’épaisseur de la pièce en un point correspondant au pixel considéré.

[0041] Selon le procédé, la cartographie d’épaisseur reçue est une cartographie d’épaisseur de toute la pièce à contrôler ou une cartographie d’épaisseur de seulement une portion de la pièce à contrôler. Par exemple, lorsque la pièce à contrôler est une aube de moteur comprenant un corps en matériau composite et un bord d’attaque en titane collés entre eux, la cartographie d’épaisseur reçue peut être une cartographie du bord d’attaque seul. A l’inverse, la cartographie ultrasonore reçue est une cartographie ultrasonore de la pièce complète.

[0042] Par « cartographie ultrasonore simulée » de la pièce ou de la portion de pièce, il est entendu une cartographie qui « simule » une cartographie ultrasonore de la pièce ou de la portion de pièce, mais qui n’a pas été établie (du moins en partie) à partir d’une méthode ultrasonore appliquée à la pièce à contrôler ou à la portion de pièce à contrôler. Plus précisément, la cartographie ultrasonore simulée est ici déterminée à partir de la cartographie d’épaisseur. En d’autres termes, la cartographie d’épaisseur est « transformée » en une cartographie ultrasonore équivalente, qui serait théoriquement obtenue si on appliquait une méthode ultrasonore à la pièce ou portion de pièce pour en étudier le comportement ultrasonore et en déduire une cartographie ultrasonore, en supposant que cette pièce ou portion de pièce ne comprend pas de défaut.

[0043] La cartographie ultrasonore simulée correspond à la cartographie ultrasonore d’une pièce « virtuelle » (ou d’une portion de pièce virtuelle) qui serait similaire à la pièce (ou la portion de pièce) considérée, et qui ne présenterait pas de défaut de type zone d’air. L’idée sous-jacente est qu’en l’absence de défaut, l’atténuation des ondes ultrasonores dépend d’un coefficient moyen d’atténuation du milieu traversé et de la longueur parcourue par les signaux ultrasonores (et donc de l’épaisseur de la pièce). En utilisant des données d’atténuation pour des pièces correspondant à un même milieu (qui peut être hétérogène, par exemple plusieurs milieux successivement traversés) et les données d’épaisseur réelle de la pièce (c’est- à-dire la vraie épaisseur de la pièce fabriquée, intégrant ses possibles variations par rapport au modèle numérique selon laquelle elle a été fabriquée), il est possible d’en déduire une cartographie ultrasonore simulée d’une pièce ayant la même cartographie d’épaisseur, mais qui n’aurait pas de défaut. La cartographie ultrasonore simulée permet ainsi d’obtenir une cartographie de référence du comportement ultrasonore dans la pièce en l’absence de défaut.

[0044] En particulier, la cartographie d’épaisseur peut comprendre une pluralité de pixels, chaque pixel de la pluralité de pixels étant associé à une valeur respective, et la détermination de la cartographie ultrasonore simulée peut comprendre une multiplication de la valeur de chaque pixel de la pluralité de pixels par un coefficient respectif.

[0045] Par « composition », il est entendu un ensemble de paramètres définissant la structure et le ou les matériaux constituant la pièce (ou la portion de pièce). Par exemple, pour une pièce en matériau composite tissé, la composition couvre notamment le type d’armure, le type de fils de trame et de chaîne, le ratio chaîne/trame, etc. Par « pièce sans défaut ayant une même composition et une même cartographie d’épaisseur >> que la pièce à contrôler, il est donc entendu une pièce virtuelle « identique » en termes de composition et de dimensions à la pièce à contrôler, mais que l’on suppose sans défaut de type zone d’air.

[0046] Par « cartographie de détection >>, il est entendu une représentation d’une projection de la pièce sur laquelle les défauts éventuels sont déterminés. Dans le présent procédé, cette cartographie de détection est obtenue à partir de la cartographie ultrasonore (réelle) de la pièce fabriquée et de la cartographie ultrasonore simulée (qui sert de référence).

[0047] Le procédé ci-dessus exploite avantageusement les données réelles d’épaisseur de la pièce à contrôler pour construire une cartographie ultrasonore (simulée) qui sert de référence pour déterminer la présence ou non de défaut de type zone d’air. Le procédé est ainsi plus précis que la méthode traditionnelle de l’art antérieur décrite ci-dessus, dans lequel la cartographie de référence provient d’une pièce « idéale » (physique), qui peut présenter des différences d’épaisseur par rapport à la pièce à contrôler.

[0048] Dans un ou plusieurs modes de réalisation, la cartographie de détection de la pièce à contrôler peut comprendre une pluralité de pixels, chaque pixel parmi la pluralité de pixels étant associé à une valeur respective. La détermination de la présence ou de l’absence d’un défaut de type zone d’air dans la pièce à contrôler peut comprendre :

[0049] - déterminer s’il existe un groupe de pixels voisins dans la cartographie de détection de la pièce à contrôler pour lequel les valeurs associées aux pixels dudit groupe sont inférieures ou supérieures au seuil prédéfini :

[0050] s’il existe un groupe de pixels voisins dans la cartographie de détection de la pièce à contrôler pour lequel les valeurs associées aux pixels dudit groupe inférieures ou supérieures au seuil prédéfini, détecter un défaut de type zone d’air ;

[0051] s’il n’existe pas de groupe de pixels voisins dans la cartographie de détection de la pièce à contrôler pour lequel les valeurs associées aux pixels dudit groupe inférieures ou supérieures au seuil prédéfini, détecter une absence de défaut de type zone d’air.

[0052] Selon ces modes de réalisation, la cartographie de détection est une image comprenant une pluralité de pixels, chaque pixel étant associé à une valeur respective. La valeur associée à un pixel peut être par exemple un niveau de gris ou une valeur d’intensité lumineuse. Il est entendu que l’invention ne se limite pas à une valeur unique par pixel, par exemple chaque pixel peut être associé à un triplet de valeurs représentant les valeurs d’intensité sur les trois canaux rouge, vert et bleu du pixel.

[0053] Par « pixels voisins » il est entendu des pixels reliés entre eux par une relation de connexité, par exemple une 4-connexité. Par « groupe de pixels voisins », il est entendu que chaque pixel du groupe est voisin d’au moins un autre pixel du groupe. Le groupe de pixels peut comprendre un seul pixel ou plus de deux pixels. Selon des modes de réalisation, une condition peut être ajoutée sur le nombre de pixels formant le groupe (ainsi, un ensemble de pixels voisins est considéré comme un « groupe » au sens ci-dessus s’il comprend un nombre de pixels supérieur ou égal à une limite inférieure prédéfinie). [0054] Selon les modes de réalisation, les groupes de pixels peuvent comprendre des pixels dont les valeurs sont supérieures au seuil prédéfini ou des pixels dont les valeurs sont inférieures au seuil prédéfini. Ces modes de réalisation sont équivalents.

[0055] Lorsque les valeurs des pixels de la cartographie de détection sont supérieures (ou inférieures) au seuil prédéfini, cela signifie que les signaux ont été plus fortement atténués lors de la traversée de la pièce, ce qui peut traduire la présence d’un défaut.

[0056] Dans des modes de réalisation, la cartographie d’épaisseur peut être une cartographie d’épaisseur de la pièce entière. La cartographie d’épaisseur de la pièce à contrôler peut comprendre une pluralité de pixels, chaque pixel de la pluralité de pixels étant associé à une valeur respective, et la cartographie ultrasonore simulée peut être déterminée en modifiant la valeur d’au moins un pixel parmi la pluralité de pixels.

[0057] Par exemple, la cartographie ultrasonore simulée peut être déterminée en multipliant la valeur de chaque pixel de la pluralité de pixels de la cartographie d’épaisseur de la pièce à contrôler par un coefficient respectif. Ce coefficient peut être le même coefficient pour tous les pixels ou un coefficient propre à chaque pixel.

[0058] Il est entendu que l’invention ne se limite pas à ce mode de réalisation. Par exemple, la cartographie d’épaisseur simulée peut être obtenue de manière automatique à partir de la cartographie d’épaisseur de la pièce, grâce à un algorithme d’apprentissage automatique, comme un réseau antagoniste génératif (ou « GAN », pour « Generative Adversial Network >> en anglais).

[0059] Selon ces modes de réalisation, la cartographie d’épaisseur est donc réalisée sur la pièce complète (et non sur une portion de la pièce). La cartographie d’épaisseur est « transformée » en une cartographie ultrasonore simulée, qui est donc la cartographie ultrasonore qu’aurait une pièce similaire à la pièce à contrôler en l’absence de défaut.

[0060] Dans des modes de réalisation, le procédé peut en outre comprendre :

[0061] - recaler la cartographie d’épaisseur de la pièce à contrôler avec la cartographie ultrasonore de la pièce à contrôler ; [0062] et la transformation peut être appliquée sur la cartographie d’épaisseur de la pièce recalée.

[0063] Par « recalage », il est entendu que des pixels des deux cartographies correspondant à des mêmes points de la projection de la pièce sont mis en correspondance. Cela permet de combiner les informations respectives des cartographies.

[0064] Selon ces modes de réalisation, le recalage est appliqué avant de transformer la cartographie d’épaisseur pour obtenir la cartographie ultrasonore simulée.

[0065] Alternativement, le procédé peut en outre comprendre :

[0066] - recaler la cartographie ultrasonore simulée de la pièce avec la cartographie ultrasonore de la pièce ;

[0067] et la cartographie de détection peut être déterminée à partir de la cartographie ultrasonore de la pièce et de la cartographie ultrasonore simulée et recalée de la pièce.

[0068] Selon ces modes de réalisation, le recalage est appliqué après la transformation, sur la cartographie ultrasonore simulée.

[0069] Dans des modes de réalisation alternatifs, la pièce à contrôler comprend une première partie et une deuxième partie assemblées par collage, la deuxième partie étant fabriquée selon un modèle numérique prédéfini. La cartographie d’épaisseur peut être une cartographie d’épaisseur de la première partie de la pièce à contrôler avant assemblage avec la deuxième partie de la pièce à contrôler, et la cartographie ultrasonore de la pièce à contrôler peut être une cartographie ultrasonore de la pièce à contrôler assemblée. Le procédé peut en outre comprendre :

[0070] - recevoir une cartographie ultrasonore de référence de la deuxième partie de la pièce à contrôler, la cartographie ultrasonore de référence de la deuxième partie de la pièce à contrôler correspondant à une cartographie ultrasonore d’une deuxième partie de référence fabriquée à partir du modèle numérique prédéfini et ne comprenant pas de défaut de type zone d’air ; [0071] et la cartographie ultrasonore simulée peut être déterminée à partir de la cartographie d’épaisseur de la première partie de la pièce à contrôler et de la cartographie ultrasonore de référence de la deuxième partie de la pièce à contrôler.

[0072] Selon ces modes de réalisation, la pièce à contrôler comprend au moins deux parties collées entre elles. La zone de collage peut typiquement comprendre des défauts de type zones d’air, par exemple par manque de colle, ou à cause d’une bulle d’air dans la colle. La cartographie ultrasonore est toujours réalisée sur la pièce complète (et assemblée). En revanche, la cartographie d’épaisseur ne concerne que la première partie de la pièce, avant qu’elle soit collée à la deuxième partie de la pièce. Dans ces modes de réalisation, une cartographie ultrasonore dite « de référence » de la deuxième partie de pièce est également reçue. Cette cartographie ultrasonore de référence de deuxième partie de pièce est typiquement une cartographie ultrasonore effectuée sur une deuxième partie de pièce « similaire » à la deuxième partie de la pièce contrôlée mais dont on sait qu’elle ne comprend pas de défaut (comme c’était le cas dans la méthode de l’art antérieur sur toute la pièce ; à l’inverse ici cela ne concerne que la deuxième partie de la pièce).

[0073] De tels modes de réalisation sont particulièrement avantageux lorsque la pièce comprend une partie dont l’épaisseur varie très peu, et une partie dont l’épaisseur varie davantage.

[0074] Dans ces modes de réalisation, la cartographie d’épaisseur de la première partie de la pièce à contrôler peut comprendre une pluralité de pixels, chaque pixel de la pluralité de pixels étant associé à une valeur respective. Le procédé peut en outre comprendre :

[0075] - modifier la valeur d’au moins un pixel parmi la pluralité de pixels de la cartographie d’épaisseur de la première partie de la pièce à contrôler pour obtenir une cartographie d’épaisseur dite transformée de la première partie de la pièce à contrôler ;

[0076] dans lequel la cartographie ultrasonore simulée peut être déterminée à partir de la cartographie ultrasonore de référence de la deuxième partie de la pièce à contrôler et de la cartographie d’épaisseur transformée de la première partie de la pièce à contrôler.

[0077] Par exemple, cette modification peut être faite en multipliant la valeur de chaque pixel de la pluralité de pixels de la cartographie d’épaisseur de la première partie de la pièce à contrôler par un coefficient respectif. Ce coefficient peut être le même coefficient pour tous les pixels ou un coefficient propre au pixel.

[0078] Il est entendu que l’invention ne se limite pas à ce mode de réalisation. Par exemple, la cartographie d’épaisseur transformée peut être obtenue de manière automatique à partir de la cartographie d’épaisseur de la première partie de la pièce à contrôler, grâce à un algorithme d’apprentissage automatique, comme un réseau antagoniste génératif (ou « GAN », pour « Generative Adversial Network >> en anglais).

[0079] La cartographie d’épaisseur de la première partie de pièce est ainsi transformée en cartographie ultrasonore équivalente en l’absence de défaut, et la cartographie ultrasonore simulée est déterminée en « regroupant » la cartographie ultrasonore de référence de la deuxième partie et la cartographie ultrasonore équivalente obtenue pour la première partie.

[0080] Dans des modes de réalisation, le procédé peut en outre comprendre :

[0081] - recaler la cartographie d’épaisseur de la première partie de la pièce et la cartographie ultrasonore de la deuxième partie de la pièce avec la cartographie ultrasonore de la pièce ;

[0082] dans lequel la transformation peut être appliquée sur la cartographie d’épaisseur de la pièce recalée ; et

[0083] dans lequel la cartographie ultrasonore simulée de la pièce peut être obtenue en sommant la cartographie ultrasonore de la deuxième partie de la pièce recalée et la cartographie obtenue par application de la transformation à la cartographie d’épaisseur de la pièce recalée.

[0084] Alternativement, le procédé peut en outre comprendre :

[0085] - recaler la cartographie obtenue par application de la transformation à la cartographie d’épaisseur de la pièce recalée et la cartographie ultrasonore de la deuxième partie de la pièce avec la cartographie ultrasonore de la pièce ;

[0086] dans lequel la cartographie ultrasonore simulée de la pièce peut être obtenue en sommant la cartographie ultrasonore de la deuxième partie de la pièce recalée et la cartographie obtenue par application de la transformation à la cartographie d’épaisseur de la pièce recalée. [0087] Dans un ou plusieurs modes de réalisation, la transformation peut être une multiplication par un coefficient prédéterminé.

[0088] En particulier, le procédé peut comprendre un calcul préalable du coefficient prédéterminé. Le calcul préalable du coefficient peut comprendre :

[0089] - pour chaque pièce d’un ensemble de pièces sans défaut de type zone d’air ayant la même composition que la pièce à contrôler :

[0090] recevoir une cartographie d’épaisseur de ladite pièce, la cartographie d’épaisseur comprenant une pluralité de pixels, chaque pixel étant associé à une valeur respective ;

[0091] recevoir une cartographie ultrasonore de ladite pièce comprenant une pluralité de pixels, chaque pixel étant associé à une valeur respective ;

[0092] déterminer un rapport entre des valeurs de pixels de la cartographie d’épaisseur avec des valeurs de pixels correspondants de la cartographie ultrasonore ;

[0093] - calculer le coefficient à partir des rapports déterminés.

[0094] Dans des modes de réalisation, la cartographie de détection est obtenue par soustraction de la cartographie ultrasonore de la pièce à contrôler et de la cartographie ultrasonore simulée.

[0095] Par exemple, la pièce peut être une pièce aéronautique. En particulier, dans le cas où la pièce comprend deux parties, la pièce peut être une aube de moteur, dans lequel la première partie de la pièce est un bord d’attaque en métal, et dans lequel la deuxième partie de la pièce est un corps en matériau composite tissé.

[0096] Dans des modes de réalisation, le défaut de type zone d’air peut être une présence de crique, de fissure, de délaminage ou de décollement.

[0097] Dans des modes de réalisation, les cartographies sont des visualisations de type C.

[0098] Un autre aspect de l’invention concerne un dispositif de détection par ultrasons de défauts de type zone d’air dans une pièce à contrôler. Le dispositif peut comprendre :

[0099] - une interface d’entrée configurée pour :

[00100] recevoir une cartographie ultrasonore de la pièce à contrôler ; [00101] recevoir une cartographie d’épaisseur d’au moins une portion de la pièce à contrôler ;

[00102] - un circuit configuré pour :

[00103] déterminer, à partir de la cartographie d’épaisseur de l’au moins une portion de la pièce à contrôler, une cartographie ultrasonore simulée d’au moins une portion d’une pièce sans défaut de type zone d’air ayant une même composition et une même cartographie d’épaisseur que la au moins une portion de la pièce à contrôler ;

[00104] déterminer, à partir de la cartographie ultrasonore de la pièce à contrôler et de la cartographie ultrasonore simulée, une cartographie de détection de la pièce à contrôler ;

[00105] déterminer, en appliquant un seuil prédéfini à la cartographie de détection de la pièce à contrôler, une présence ou une absence d’un défaut de type zone d’air dans la pièce à contrôler.

[00106] Un programme informatique, mettant en œuvre tout ou partie du procédé décrit ci- avant, installé sur un équipement préexistant, est en lui-même avantageux.

[00107] Ainsi, la présente invention vise également un programme informatique comportant des instructions pour la mise en œuvre de certaines étapes du procédé précédemment décrit, lorsque ce programme est exécuté par un processeur.

[00108] Ce programme peut utiliser n'importe quel langage de programmation (par exemple, un langage-objet ou autre), et être sous la forme d'un code source interprétable, d'un code partiellement compilé ou d'un code totalement compilé.

[00109] La figure 3 décrite en détail ci-après peut former l'organigramme de l'algorithme général d'un tel programme informatique.

[00110] L’invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent.

BREVE DESCRIPTION DES FIGURES

[00111] D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description, qui peut être lue en regard des figures. Ces figures sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l’invention. [00112] Les Figures 1a à 1 e illustrent certaines étapes d’une méthode de détection de défauts de type zones d’air selon l’art antérieur.

[00113] La Figure 2 représente un ordinogramme d’une méthode de détection de défauts de type zones d’air selon l’art antérieur.

[00114] La Figure 3 représente un ordinogramme d’une méthode de détection de défauts de type zones d’air selon un mode de réalisation de l’invention.

[00115] La Figure 4 représente un ordinogramme d’une méthode de détection de défauts de type zones d’air selon un autre mode de réalisation de l’invention.

[00116] Les Figures 5a, 5b et 5c illustrent une étape de détermination d’une cartographie ultrasonore simulée de la pièce selon un mode de réalisation de l’invention.

[00117] La Figure 6 représente un ordinogramme d’une méthode de détection de défauts de type zones d’air intégrant une détermination du seuil à appliquer selon des modes de réalisation de l’invention.

[00118] La Figure 7 représente un exemple de dispositif de détection de défauts de type zones d’air selon des modes de réalisation de l’invention.

DESCRIPTION DETAILLEE

[00119] La Figure 3 représente un ordinogramme d’une méthode de détection de défauts de type zones d’air selon un mode de réalisation de l’invention.

[00120] Selon ce mode de réalisation, la pièce est considérée dans son ensemble (alors que dans le mode de réalisation décrit en référence à la Figure 4, elle est considérée comme un assemblage de deux parties collées entre elles).

[00121] Lors d’une étape 220 similaire à celle décrite en référence à la Figure 2, une cartographie ultrasonore, par exemple une cartographie C-scan, de la pièce est reçue. La cartographie ultrasonore de la pièce est typiquement une image comprenant une pluralité de pixels, dans laquelle chaque pixel est associé à une valeur d’intensité lumineuse qui représente une amplitude du signal reçu (ou de manière équivalente, une valeur d’atténuation du signal ultrasonore lors de sa propagation dans la pièce, appelée aussi valeur d’atténuation ultrasonore) dans la région de la pièce correspondant audit pixel. En d’autres termes, chaque pixel traduit la façon dont le signal ultrasonore émis est atténué lors de sa propagation dans la pièce. Ainsi, des pixels correspondant à des zones de la pièce dans lesquelles se situent des défauts de type zones d’air sont généralement associés à des valeurs d’intensité lumineuse traduisant une atténuation ultrasonore plus importante du signal.

[00122] Lors d’une étape 310, une cartographie d’épaisseur de la pièce est obtenue. La cartographie d’épaisseur de la pièce est typiquement une image comprenant une pluralité de pixels, dans laquelle chaque pixel est associé à une valeur d’intensité lumineuse qui représente une épaisseur de la pièce selon une direction donnée. Par exemple, si la pièce est dans un repère (X, Y, Z), une cartographie de la pièce selon l’axe Z représente l’épaisseur de la pièce selon l’axe Z, représentée dans le plan (X, Y).

[00123] La cartographie d’épaisseur peut être obtenue, par exemple, grâce à une méthode de contrôle dimensionnel de l’état de la technique. Par exemple, la cartographie d’épaisseur peut être établie à partir de données de mesure obtenues à l’aide d’une machine de mesure tridimensionnelle (MMT). Une telle machine permet, à l’aide de palpeurs et/ou de capteurs optiques déplacés par un bras de mesure, de connaître les dimensions, la forme, la position de l’objet mesuré dans un repère donné, et donc les épaisseurs de cet objet selon plusieurs directions. Les données mesurées peuvent être ensuite, par exemple, traitées par un logiciel de métrologie qui permet la modélisation de l’objet ainsi que la détection des écarts dimensionnels de la pièce par rapport au modèle numérique selon lequel elle a été fabriquée.

[00124] La cartographie ultrasonore de la pièce reçue à l’étape 220 et la cartographie d’épaisseur de la pièce reçue à l’étape 310 sont typiquement des images de mêmes dimensions (i.e. ayant le même nombre de pixels selon les deux axes de l’image). Il est noté que les étapes 220 et 310 peuvent être mises en œuvre dans n’importe quel ordre, ou en parallèle.

[00125] Dans un ou plusieurs modes de réalisations, il est possible de mettre en œuvre un recalage 320 pour recaler la cartographie ultrasonore de la pièce et la cartographie d’épaisseur de la pièce. En effet, selon la manière dont les deux cartographies ont été obtenues, les cartographies peuvent ne pas complètement correspondre. Par exemple, un pixel correspondant à un point de la pièce peut ne pas avoir les mêmes coordonnées dans les deux images. Typiquement, il peut y avoir une rotation et/ou une translation de l’une des images par rapport à l’autre. Pour pouvoir mettre en correspondance les deux cartographies et ainsi pouvoir combiner leurs informations respectives, une transformation peut donc être appliquée à l’une des cartographies pour la « recaler » avec l’autre cartographie.

[00126] De telles techniques de recalage d’images entre elles sont connues de l’homme du métier. En particulier, il est possible d’utiliser une technique de recalage reposant sur des points de référence de la pièce, dont les positions sont connues. Les pixels correspondant à ces points de référence peuvent être identifiés sur chacune des cartographies, et la transformation à appliquer pour effectuer le recalage 320 peut être déterminée à partir de ces pixels. Par exemple, si un point M de la pièce est associé au pixel p de coordonnées (x, y) dans la cartographie ultrasonore et au pixel p’ de coordonnées (x’, y’) de la cartographie d’épaisseur, la transformation T à appliquer est telle que T(x’, y’) = (x, y) (ou telle que T(x, y) = (x’, y’)). Comme mentionné ci-dessus, ces techniques sont connues et ne sont pas davantage détaillées ici. Un exemple d’un recalage est illustré aux Figures 5a, 5b et 5c, dans un mode de réalisation particulier de l’invention.

[00127] Dans un ou plusieurs modes de réalisation, une transformation peut être appliquée à la cartographie d’épaisseur de la pièce lors d’une étape 330 pour modifier les valeurs d’intensité des pixels de la cartographie d’épaisseur afin d’obtenir une cartographie ultrasonore dite « simulée » d’une pièce similaire à la pièce considérée (i.e. ayant la même composition, la même structure, les mêmes dimensions) qui ne présenterait pas de défaut. A l’issue de l’étape 330, une cartographie ultrasonore simulée de la pièce est ainsi obtenue. Le mot « simulé » renvoie ici au fait que la cartographie obtenue « simule » une cartographie ultrasonore alors qu’elle est obtenue (au moins partiellement) à partir d’une cartographie d’épaisseur. Il est bien noté que le mot « simulé » ne désigne pas ici une cartographie qui serait complètement issue d’une simulation par ordinateur.

[00128] Par exemple, lors de l’étape 330, il est possible de multiplier les valeurs d’intensité lumineuse de chaque pixel de la cartographie d’épaisseur par un même coefficient prédéfini, pour obtenir la cartographie ultrasonore simulée. Ce coefficient peut être déterminé en amont de la méthode de détection selon l’invention, par exemple à partir d’une pièce présentant plusieurs épaisseurs connues, pour laquelle on réalise une cartographie ultrasonore. Par exemple, il est possible d’utiliser une cale à gradins d’épaisseurs variables (par exemple, 5 gradins ayant des épaisseurs égales à 1 mm pour le premier gradin, 2 mm pour le deuxième gradin, ... et 5 mm pour le cinquième gradin, le nombre de gradins et leurs épaisseurs respectives étant fournies à titre d’exemple uniquement et de manière non limitative), l’épaisseur de chaque gradin étant connue. La cartographie ultrasonore permet de faire apparaître des valeurs d’atténuation ultrasonore pour chaque gradin (par exemple, -3 dB pour le premier gradin, -4 dB pour le deuxième gradin, ..., et -7 dB pour le cinquième gradin). Une corrélation entre les valeurs d’épaisseurs et les valeurs correspondantes d’atténuation est ensuite déterminée. Par exemple, une relation du type : Att = (Ep x n) + z est établie, où Att représente l’atténuation ultrasonore, Ep représente l’épaisseur et n et z sont deux paramètres déterminés à partir des valeurs expérimentales d’atténuation ultrasonore et d’épaisseur obtenues sur la cale à gradins. Des modélisations du lien entre l’atténuation ultrasonore et l’épaisseur autres qu’un modèle linéaire comme ci-avant sont bien entendues possibles.

[00129] Alternativement, il est possible de définir différents coefficients pour différentes régions de la cartographie d’épaisseur de la pièce. Par exemple, ces régions peuvent correspondre à des régions de la pièce ayant des matériaux (et donc des coefficients d’atténuation moyens) différents, et les coefficients à appliquer aux pixels de chaque région peuvent être déterminés comme précédemment.

[00130] D’autres méthodes de détermination du ou des coefficient(s) peuvent être mises en œuvre, par exemple des méthodes d’apprentissage automatique. Par exemple, un modèle d’apprentissage automatique peut être entraîné sur une base de données d’entraînement comprenant des couples de cartographies, chaque couple comprenant une cartographie d’épaisseur d’une pièce et une cartographie ultrasonore de la même pièce, pour déterminer, à partir d’une cartographie d’épaisseur, le ou les coefficients à appliquer pour obtenir la cartographie ultrasonore « équivalente ». Un tel modèle peut être par exemple un réseau de neurones, notamment un GAN (pour « generative adversarial network » en anglais, ou « réseau antagoniste génératif » en français) mais l’invention ne se limite pas à cet exemple.

[00131] A l’issue de l’étape 330, la cartographie ultrasonore simulée est « semblable » à une cartographie ultrasonore, dans le sens où la valeur d’intensité lumineuse d’un pixel de la cartographie ultrasonore simulée est au moins approximativement égale à une valeur d’intensité lumineuse d’un pixel correspondant à un même point de la pièce de la cartographie ultrasonore. En d’autres termes, la transformation appliquée permet de transformer des valeurs d’épaisseur en des valeurs équivalentes d’atténuation ultrasonore.

[00132] La transformation appliquée à l’étape 330 permet avantageusement que les valeurs d’intensité lumineuse de la cartographie ultrasonore et de la cartographie d’épaisseur soient suffisamment comparables, pour pouvoir combiner les informations de ces deux cartographies.

[00133] Dans ce qui précède, l’étape 330 a été décrite dans le cas où la transformation est appliquée à la cartographie d’épaisseur de la pièce. Il est noté qu’alternativement, la transformation peut être appliquée à la cartographie ultrasonore de la pièce pour modifier les valeurs d’intensité des pixels de la cartographie ultrasonore afin qu’elles coïncident avec les valeurs d’intensité des pixels de la cartographie d’épaisseur de la pièce, de manière similaire à ce qui a été décrit ci- dessus.

[00134] A l’étape 340, la cartographie ultrasonore simulée déterminée à l’étape 330 est soustraite de la cartographie ultrasonore reçue à l’étape 220. Alternativement, il est bien entendu possible de soustraire la cartographie ultrasonore à la cartographie ultrasonore simulée. Par « soustraction », il est entendu une soustraction pixel par pixel, ce qui signifie que chaque pixel de l’image soustraite est associé à une valeur qui correspond à la différence entre la valeur du pixel correspondant (i.e. du pixel de même coordonnées) dans l’une des cartographies et la valeur de pixel correspondant dans l’autre cartographie.

[00135] La cartographie obtenue à l’issue de l’étape 340, aussi appelée « cartographie de détection >>, fait apparaître les défauts de type zones d’air. Ces zones sont en effet associées à des valeurs de pixels plus importantes. Ceci est dû au fait qu’en l’absence de défaut, les valeurs d’atténuation ultrasonore sont directement corrélées à l’épaisseur de la pièce. En revanche, si le signal ultrasonore traverse un défaut de type zone d’air, il est plus atténué. Pour les pixels correspondant à ce défaut, il apparaît donc une différence entre les valeurs de la cartographie ultrasonore (qui intègrent le défaut) et les valeurs de la cartographie d’épaisseur (qui représentent des valeurs « équivalentes » aux valeurs d’atténuation de la pièce, sans défaut). [00136] La cartographie de détection obtenue à l’étape 340 présente moins de faux positifs (i.e. de fausses indications ultrasonores) que la cartographie traitée obtenue à l’étape 230 du procédé de l’art antérieur décrit en référence à la Figure 2, car elle est beaucoup moins soumise aux facteurs liés à la variabilité du matériau. Cette cartographie de détection permet donc une détection nettement plus fiable que le procédé de l’art antérieur décrit ci-dessus.

[00137] De manière similaire au procédé de la Figure 2, un seuillage 260 peut être appliqué à la cartographie de détection obtenue à l’étape 340. En particulier, il est possible de ne retenir que les valeurs de pixels au-dessus d’un seuil prédéterminé. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, le seuil peut être déterminé comme décrit en référence à la Figure 2 (étape 250). Par exemple, le seuil peut correspondre à un pourcentage d’atténuation égal à -6 dB.

[00138] Selon un mode de réalisation, les pixels dont les valeurs sont au-dessus du seuil peuvent être mis à une première valeur de référence, par exemple un niveau de gris égal à 0 (pixel noir), et les pixels dont les valeurs sont en-dessous du seuil peuvent être mis à une deuxième valeur de référence, par exemple un niveau de gris égal à 255 (pixel blanc). La cartographie de détection seuillée est alors une image en noir et blanc dans laquelle les défauts apparaissent en noir et le fond en blanc. Alternativement, les pixels dont les valeurs sont au-dessus du seuil peuvent conserver la même valeur et les pixels dont les valeurs sont en-dessous du seuil peuvent être mis à une valeur de référence, par exemple un niveau de gris égal à 255 (pixel blanc). La cartographie de détection est alors une image dont le fond est en blanc et les défauts conservent leurs valeurs d’intensité calculées à l’étape 260. D’autres modes de réalisation sont possibles.

[00139] De manière similaire au procédé de la Figure 2, la présence ou l’absence de défauts de type zones d’air peut être déterminée à l’étape 270, à partir de la cartographie de détection seuillée obtenue à l’étape 260. Selon un mode de réalisation, des zones correspondant à des groupes de pixels voisins dont les valeurs sont toutes au-dessus du seuil prédéfini et utilisé pour le seuillage 260 sont considérées comme des défauts. Par « pixels voisins », il est entendu un ensemble de pixels dans lequel chaque pixel est relié à au moins un autre pixel de l’ensemble par un lien de connexité (par exemple une 4-connexité). Dans certains modes de réalisation, il est possible de définir un nombre minimum Nmin de pixels pour chaque groupe. Selon ces modes de réalisation, pour être détecté comme correspondant à un défaut, le groupe de pixels voisins doit comprendre au moins Nmin pixels voisins. S’il n’existe aucun groupe de pixels voisins dont les valeurs dépassent le seuil prédéfini, il n’y a pas de défaut dans la pièce contrôlée.

[00140] La Figure 4 représente un ordinogramme d’une méthode de détection de défauts de type zones d’air selon un autre mode de réalisation de l’invention.

[00141] Dans ce mode de réalisation, la pièce à contrôler comprend deux parties (une première partie et une deuxième partie) destinées à être assemblées par collage. Par exemple, la pièce contrôlée peut être une aube de moteur comprenant un corps et un bord d’attaque, le corps étant réalisé dans un matériau composite tissé et le bord d’attaque étant en métal, par exemple en titane. Le corps et le bord d’attaque sont fabriqués séparément et sont assemblés par collage pour former l’aube de moteur. Dans de telles pièces comprenant des parties collées entre elles, il existe un risque que le collage présente des défauts de type zones d’air (dus par exemple à un manque ou une absence de colle ou à des zones poreuses), qui fragilisent la pièce et doivent être détectés. Il est entendu que ce mode de réalisation peut s’étendre à une pièce comprenant plus de deux parties destinées à être assemblées par collage (au moins d’une partie et d’une autre partie).

[00142] Lors d’une étape 220, une cartographie ultrasonore, par exemple une cartographie C-scan, de la pièce complète et assemblée (i.e. les parties de la pièce sont déjà collées) est reçue. Cette étape est similaire à l’étape 220 décrite en référence à la Figure 2 ou à la Figure 3. Dans l’exemple de l’aube de moteur ci-dessus, lors de l’étape 220, une cartographie ultrasonore de l’aube assemblée est donc reçue.

[00143] Lors d’une étape 302, une cartographie ultrasonore de référence, par exemple un C-scan, d’une première partie de pièce est reçue. Par « cartographie ultrasonore de référence » il est entendu que la cartographie ultrasonore n’est pas nécessairement une cartographie de la première partie de la pièce à contrôler, mais peut être une cartographie ultrasonore d’une première partie de pièce du même type que la première partie de la pièce à contrôler.

[00144] Dans l’exemple de l’aube de moteur, la première partie de la pièce est typiquement le corps en matériau composite. Le corps est classiquement fabriqué à partir d’un modèle numérique de référence propre à un type particulier d’aube, qui est le même pour toutes les aubes qui sont fabriquées selon ce type particulier d’aube. Ainsi, à l’étape 302, il est reçu une cartographie ultrasonore de référence d’un corps d’aube fabriqué à partir du modèle numérique de référence associé à l’aube que l’on veut contrôler. De manière générale, la première partie de la pièce est une partie dont l’épaisseur varie assez peu d’une pièce à l’autre (c’est le cas des parties en matériau composite tissé).

[00145] Il est donc entendu qu’une même cartographie ultrasonore de référence de la première partie de la pièce peut être déterminée en amont du procédé de contrôle de la Figure 4, et qu’elle peut être utilisée pour contrôler plusieurs pièces différentes issues du même modèle numérique propre à ce type de première partie de pièce (i.e. que cette cartographie de référence peut être utilisée pour les étapes 302 de plusieurs procédés de contrôle selon la Figure 4 appliqués à plusieurs pièces à contrôler).

[00146] Il est noté que la cartographie ultrasonore de référence de la première partie de pièce reçue à l’étape 302 est une cartographie ultrasonore d’une première partie de pièce (par exemple une pièce de référence) avant qu’elle ne soit collée à la deuxième partie.

[00147] A l’étape 304, une cartographie d’épaisseur de la deuxième partie de la pièce à contrôler est reçue, avant qu’elle ne soit collée à la première partie. Dans l’exemple ci-dessus, il s’agit donc de la cartographie d’épaisseur du bord d’attaque en titane de la pièce à contrôler, avant qu’elle ne soit collée au corps d’aube en matériau composite tissé En effet, dans l’aube de moteur comprenant un assemblage collé d’un corps en matériau composite tissé et d’un bord d’attaque en titane, c’est le bord d’attaque en titane qui présente la plus grande variabilité d’épaisseur d’une pièce à l’autre. C’est donc de cette partie qu’on veut connaître l’épaisseur exacte pour la pièce considérée. De manière générale, la deuxième partie de la pièce est choisie comme celle ayant la plus grande variabilité d’épaisseur d’une pièce à l’autre (et donc par rapport à un modèle de référence selon lequel sont fabriquées les deuxièmes parties de pièces).

[00148] Il est donc noté que l’étape 302 concerne une cartographie ultrasonore de référence, tandis que l’étape 304 concerne une cartographie d’épaisseur de la deuxième partie de la pièce considérée (à contrôler). [00149] La cartographie d’épaisseur de la deuxième partie de la pièce à contrôler est typiquement obtenue par une technique de mesure d’épaisseur d’une pièce comme décrite ci-dessus, en référence à l’étape 310 de la Figure 3.

[00150] A l’étape 325, un recalage des différentes cartographies peut être effectué. Ce recalage permet de faire « coïncider » les pixels correspondant à des mêmes points de la pièce dans les différentes cartographies (i.e. de les remettre à des mêmes coordonnées, pour que toutes les cartographies correspondent à une même image de la pièce).

[00151] Un exemple d’un tel recalage 325 est illustré aux Figures 5a, 5b et 5c. La Figure 5a représente une cartographie ultrasonore 510 de la pièce à contrôler assemblée. Les croix sur la cartographie ultrasonore 510 représentent des points « repères », utilisés pour recaler les images entre elles. En pratique, ces points repères sont placés en fonction d’éléments physiques des pièces considérées avant assemblage, visibles sur les différentes cartographies. Sur la cartographie ultrasonore 510 de la pièce à contrôler assemblée apparaissent les deux parties 512 et 514 de la pièce, c’est-à-dire, dans l’exemple de l’aube, le bord d’attaque et le corps, respectivement.

[00152] La Figure 5a représente aussi la cartographie ultrasonore de référence 520 de la deuxième partie 514 de la pièce (ici, le corps de l’aube), ainsi que les points repères (représentés aussi par des croix).

[00153] Les points repères des cartographies 510 et 520 sont mis en correspondance pour déterminer la transformation permettant de recaler la cartographie ultrasonore de référence 520 de la deuxième partie de la pièce à la portion 514 de la cartographie ultrasonore 510 (la portion 512 est ignorée pour cette étape du recalage). Dans le cas illustré, la transformation est la composée d’une translation, d’une rotation et d’une homothétie. Une fois la transformation déterminée et appliquée à tous les pixels de la cartographie ultrasonore de référence 520 de la deuxième partie de la pièce, on obtient une cartographie ultrasonore de référence transformée 530 de la deuxième partie de la pièce.

[00154] La Figure 5b représente la même cartographie ultrasonore 510 de la pièce à contrôler assemblée que la Figure 5a. La Figure 5b représente aussi la cartographie Tl d’épaisseur 540 de la première partie de la pièce (ici, le bord d’attaque), ainsi que les points repères (représentés aussi par des croix).

[00155] Comme précédemment, les points repères des cartographies 510 et 540 sont mis en correspondance pour recaler (étape 325) la cartographie d’épaisseur 540 de la première partie de la pièce avec la cartographie ultrasonore 510 de la pièce à contrôler assemblée. En outre, une transformation peut être appliquée à la cartographie d’épaisseur 540 de la première partie de la pièce (avant ou après le recalage) pour que les niveaux d’intensité lumineuse des pixels de la cartographie d’épaisseur 540 de la première partie de la pièce correspondent globalement aux niveaux d’intensité lumineuse des pixels correspondants (i.e. représentant un même point de la pièce après recalage), comme détaillé précédemment en référence à l’étape 330 de la Figure 3. A l’issue du recalage et de la transformation (par exemple, multiplication des valeurs des pixels de la cartographie d’épaisseur 540 de la première partie de la pièce par un ou plusieurs coefficients), on obtient une cartographie ultrasonore simulée 550 de la première partie de la pièce, recalée avec la cartographie ultrasonore de la pièce complète 510 (plus précisément, avec la portion 512 de la cartographie 510).

[00156] La Figure 5c représente une cartographie ultrasonore simulée 560 de la pièce obtenue à partir de la cartographie ultrasonore de référence transformée 530 de la deuxième partie de la pièce et cartographie ultrasonore simulée 550 de la première partie de la pièce. Par exemple, cette cartographie ultrasonore simulée 560 de la pièce complète est obtenue en sommant, pixel par pixel, les cartographies 530 et 550. Il est noté qu’ici, le mot « simulé » est utilisé pour désigner le fait que la cartographie 560 simule une cartographie ultrasonore alors qu’elle est issue partiellement de données d’épaisseur (pour la première partie de la pièce, i.e. le bord d’attaque en titane pour l’exemple précédent).

[00157] En sortie de l’étape 330, on obtient donc une cartographie ultrasonore simulée 560 de la pièce telle que représentée par l’élément 560 de la Figure 5c.

[00158] Les étapes 340, 260 et 270 de la Figure 4 sont similaires aux étapes 340, 260 et 270 de la Figure 3. Ainsi, à l’étape 340, une cartographie de détection est obtenue par soustraction de la cartographie ultrasonore simulée déterminée à l’étape 330 et de la cartographie ultrasonore reçue à l’étape 220 (dans un sens ou dans l’autre). Puis, un seuillage 260 peut être appliqué à la cartographie de détection obtenue à l’étape 340, et la présence ou l’absence de défauts de type zones d’air peut être déterminée à l’étape 270, à partir de la cartographie de détection seuillée obtenue à l’étape 260.

[00159] La Figure 6 représente un ordinogramme d’une méthode de détection de défauts de type zones d’air intégrant une détermination du seuil à appliquer selon des modes de réalisation de l’invention.

[00160] Lors d’une étape 330 (qui remplace l’étape 210 de la Figure 2), une cartographie ultrasonore simulée de la pièce est obtenue. L’étape 330 peut par exemple être mise en œuvre comme décrit précédemment en référence aux Figure 3 et 4. Lors d’une étape 220, une cartographie ultrasonore de la pièce à contrôler est obtenue. La cartographie ultrasonore simulée de la pièce peut être soustraite (étape 340) de la cartographie C-scan de la pièce à contrôler pour obtenir une cartographie de détection.

[00161] Comme décrit en référence à la Figure 2, lors d’une étape 240, une cartographie C-scan de la pièce à défauts (les défauts étant connus, comme détaillé ci-dessus) est obtenue, et utilisée pour déterminer un seuil optimal (étape 250) pour détecter les défauts, comme décrit ci-dessus. Lors d’une étape 260, le seuil déterminé à l’étape 250 peut être appliqué à la cartographie traitée obtenue à l’étape 340. Le ou les défauts peuvent ensuite être identifiés dans la cartographie seuillée lors d’une étape 270.

[00162] Les étapes 330, 220 et 240 peuvent être mises en œuvre en parallèle ou dans n’importe quel ordre (même si en général, les étapes 330 et 240 sur la pièce de référence et la pièce à défauts sont mises en œuvre avant d’effectuer le contrôle effectif d’une pièce, donc avant l’étape 220).

[00163] Le procédé de la Figure 6 est donc similaire au procédé de la Figure 2, mais au lieu d’utiliser une cartographie ultrasonore d’une pièce de référence, le procédé utilise une cartographie ultrasonore simulée de la pièce, déterminée à partir de données d’épaisseur de la pièce fabriquée. La variabilité d’épaisseur liée à la fabrication de la pièce (et qui ne traduit donc pas forcément la présence d’un défaut) est ainsi avantageusement prise en compte, et intégrée dans le procédé de détection. Le procédé de détection obtenu est donc plus précis, et génère moins de faux positifs liés à la variabilité de fabrication de la pièce que le procédé de l’art antérieur décrit en référence à la Figure 2.

[00164] La Figure 7 représente un exemple de dispositif de détection de défauts de type zones d’air selon des modes de réalisation de l’invention.

[00165] Dans ces modes de réalisation, le dispositif comporte un ordinateur 700, comprenant une mémoire 701 pour stocker des instructions permettant la mise en œuvre du procédé, les différentes cartographies à partir desquelles le procédé de détection est mis en œuvre, et des données temporaires pour réaliser différentes étapes du procédé de détection décrit précédemment.

[00166] L'ordinateur 700 comporte en outre un circuit 702. Ce circuit peut être, par exemple un processeur apte à interpréter des instructions sous la forme de programme informatique, une carte électronique dont les étapes du procédé de l'invention sont décrites dans le silicium, ou encore une puce électronique programmable comme une puce FPGA (pour « Field-Programmable Gate Array » en anglais).

[00167] L’ordinateur 700 comporte une interface d'entrée 703 pour la réception des cartographies ultrasonores et/ou des cartographies d’épaisseur, et une interface de sortie 704 pour la fourniture d’une cartographie de détection ou d’une ou plusieurs informations relatives à des détections de défauts (par exemple, une indication concernant l’absence ou la présence de défauts, et/ou, lorsqu’un défaut est détecté, une indication relative à une position du défaut). Enfin, l'ordinateur peut comporter, pour permettre une interaction aisée avec un utilisateur, un écran 705 et un clavier 706. Bien entendu, le clavier est facultatif, notamment dans le cadre d'un ordinateur ayant la forme d'une tablette tactile, par exemple.

[00168] Par ailleurs, les schémas fonctionnels présentés sur les figures 3 et 4 sont des exemples typiques de programmes dont certaines instructions peuvent être réalisées auprès du dispositif décrit. À ce titre, la figure 3 peut correspondre à l’ordinogramme de l’algorithme général d'un programme informatique au sens de l’invention.

[00169] Bien entendu, la présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites ci-avant à titre d'exemples. Elle s'étend à d'autres variantes. Par exemple, le procédé décrit ci-avant est avantageusement applicable dans les cas d’inspection par ultrasons de pièces industrielles présentant une géométrie complexe et des variations d’épaisseur pouvant générer de fausses indications. De telles pièces industrielles peuvent comprendre des assemblages collés ou soudés pour lesquels on souhaite garantir la qualité du collage ou du soudage, et notamment déterminer si elles présentent des zones de manque de matière, de porosité, ou dans lesquels sont présents des corps étrangers. De telles pièces industrielles peuvent aussi comprendre des pièces homogènes soumises à un contrôle de santé matière, au cours duquel on recherche des défauts volumiques tels que des délaminages ou des inclusions.

[00170] Afin d'obtenir des résultats de contrôle équivalent et une détection fiable des défauts éventuels sur la totalité de la zone inspectée, il est à ce jour nécessaire de corriger les variations d’atténuation liées aux différentes épaisseurs traversées.

Cette correction peut être numérique, par le biais d’un contrôle à gains multiples ou physique, par l’utilisation d'une pièce de référence.

[00171] Dans ces cas de figure, l’invention permet de réduire les temps d'acquisition en effectuant une acquisition à gain unique mais également de s'affranchir des indications fallacieuses causées par les différences entre les pièces de production et la pièce de référence.

Claims

REVENDICATIONS

[Revendication 1] Procédé, mis en œuvre par ordinateur, de détection par ultrasons de défauts de type zone d’air dans une pièce à contrôler, le procédé comprenant :

- recevoir une cartographie ultrasonore de la pièce à contrôler ;

- recevoir une cartographie d’épaisseur d’au moins une portion de la pièce à contrôler ;

- déterminer, à partir de la cartographie d’épaisseur de l’au moins une portion de la pièce à contrôler, une cartographie ultrasonore simulée d’au moins une portion d’une pièce sans défaut de type zone d’air ayant une même composition et une même cartographie d’épaisseur que l’au moins une portion de la pièce à contrôler ;

- déterminer, à partir de la cartographie ultrasonore de la pièce à contrôler et de la cartographie ultrasonore simulée, une cartographie de détection de la pièce à contrôler ;

- déterminer, en appliquant un seuil prédéfini à la cartographie de détection de la pièce à contrôler, une présence ou une absence d’un défaut de type zone d’air dans la pièce à contrôler.

[Revendication 2] Procédé selon la revendication 1 , dans lequel la cartographie d’épaisseur est une cartographie d’épaisseur de la pièce entière, dans lequel la cartographie d’épaisseur de la pièce à contrôler comprend une pluralité de pixels, chaque pixel de la pluralité de pixels étant associé à une valeur respective, dans lequel la cartographie ultrasonore simulée est déterminée en modifiant la valeur d’au moins un pixel parmi la pluralité de pixels de la cartographie d’épaisseur de la pièce à contrôler.

[Revendication 3] Procédé selon la revendication 1 , dans lequel la pièce à contrôler comprend une première partie et une deuxième partie assemblées par collage, la deuxième partie étant fabriquée selon un modèle numérique prédéfini, dans lequel la cartographie d’épaisseur est une cartographie d’épaisseur de la première partie de la pièce à contrôler avant assemblage avec la deuxième partie de la pièce à contrôler, dans lequel la cartographie ultrasonore de la pièce à contrôler est une cartographie ultrasonore de la pièce à contrôler assemblée, le procédé comprenant en outre : - recevoir une cartographie ultrasonore de référence de la deuxième partie de la pièce à contrôler, la cartographie ultrasonore de référence de la deuxième partie de la pièce à contrôler correspondant à une cartographie ultrasonore d’une deuxième partie de référence fabriquée à partir du modèle numérique prédéfini et ne comprenant pas de défaut de type zone d’air ; dans lequel la cartographie ultrasonore simulée est déterminée à partir de la cartographie d’épaisseur de la première partie de la pièce à contrôler et de la cartographie ultrasonore de référence de la deuxième partie de la pièce à contrôler.

[Revendication 4] Procédé selon la revendication 3, dans lequel la cartographie d’épaisseur de la première partie de la pièce à contrôler comprend une pluralité de pixels, chaque pixel de la pluralité de pixels étant associé à une valeur respective, le procédé comprenant en outre :

- modifier la valeur d’au moins un pixel parmi la pluralité de pixels de la cartographie d’épaisseur de la première partie de la pièce à contrôler pour obtenir une cartographie d’épaisseur dite transformée de la première partie de la pièce à contrôler ; dans laquelle la cartographie ultrasonore simulée est déterminée à partir de la cartographie ultrasonore de référence de la deuxième partie de la pièce à contrôler et de la cartographie d’épaisseur transformée de la première partie de la pièce à contrôler.

[Revendication 5] Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la cartographie de détection est obtenue par soustraction de la cartographie ultrasonore de la pièce à contrôler et de la cartographie ultrasonore simulée.

[Revendication 6] Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle la pièce est une pièce aéronautique.

[Revendication 7] Procédé selon la revendication précédente en combinaison avec l’une des revendications 3 et 4, dans laquelle la pièce est une aube de moteur, dans lequel la première partie de la pièce est un bord d’attaque en métal, et dans lequel la deuxième partie de la pièce est un corps en matériau composite tissé.

[Revendication 8] Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le défaut de type zone d’air est une présence de crique, de fissure, de délaminage ou de décollement.

[Revendication 9] Dispositif de détection par ultrasons de défauts de type zone d’air dans une pièce à contrôler, le dispositif comprenant :

- une interface d’entrée configurée pour : o recevoir une cartographie ultrasonore de la pièce à contrôler ; o recevoir une cartographie d’épaisseur d’au moins une portion de la pièce à contrôler ;

- un circuit configuré pour : o déterminer, à partir de la cartographie d’épaisseur de l’au moins une portion de la pièce à contrôler, une cartographie ultrasonore simulée d’au moins une portion d’une pièce sans défaut de type zone d’air ayant une même composition et une même cartographie d’épaisseur que la au moins une portion de la pièce à contrôler ; o déterminer, à partir de la cartographie ultrasonore de la pièce à contrôler et de la cartographie ultrasonore simulée, une cartographie de détection de la pièce à contrôler ; o déterminer, en appliquant un seuil prédéfini à la cartographie de détection de la pièce à contrôler, une présence ou une absence d’un défaut de type zone d’air dans la pièce à contrôler.

[Revendication 10] Produit programme informatique comportant des instructions pour mettre en œuvre le procédé selon l’une des revendications 1 à 8 lorsque ce programme est exécuté par un processeur.