FR2923017A1

FR2923017A1 - Transducteur piezoelectrique pour le controle non-destructif d'une structure comportant un trou

Info

Publication number: FR2923017A1
Application number: FR0758667A
Authority: FR
Inventors: Nicolas Colin; Silvere Barut
Original assignee: European Aeronautic Defence and Space Company EADS France
Current assignee: Airbus Group SAS
Priority date: 2007-10-30
Filing date: 2007-10-30
Publication date: 2009-05-01
Anticipated expiration: 2027-10-30
Also published as: EP2203723A1; FR2923017B1; WO2009056472A1

Abstract

Un transducteur piézoélectrique (2), pour le contrôle non-destructif par ultrasons d'une structure comportant au moins un trou, comporte au moins un trou (220 - 221) et est caractérisé en ce qu'il comporte une première couche (20) diélectrique et une seconde couche (21) diélectrique, lesquelles dites première couche et seconde couche étant traversées par l'au moins un trou (220 - 221), et au moins deux transducteurs élémentaires (270 - 277) situés entre ladite première couche et ladite seconde couche au voisinage (230 - 231) du au moins un trou (220 - 221), chaque transducteur élémentaire (270 - 277) étant formé essentiellement par un composant actif piézoélectrique (260a - 261 a), par une électrode primaire (240a - 247a) et par une électrode secondaire (250a - 251 a). De préférence, pour chaque trou (220 - 221), une électrode secondaire (250a - 251a) unique est partagée par les au moins deux transducteurs élémentaires (270 - 277). L'invention concerne également une structure (7) et une pièce (8) en matériau composite intégrant le transducteur piézoélectrique (2).

Description

La présente invention concerne un transducteur piézoélectrique pour le contrôle non-destructif par ultrasons d'une structure. Plus particulièrement la présente invention concerne un transducteur piézoélectrique adapté au contrôle non-destructif d'une structure comportant un trou, pour la localisation d'éventuels défauts dans une zone à proximité du trou. Les méthodes de contrôle non-destructif, dites CND, sont utilisées dans de nombreux domaines industriels pour détecter des défauts et/ou endommagements en surface et/ou en profondeur d'une structure sans la dégrader. Ces méthodes sont utilisées dans une phase de production de la structure pour en vérifier la qualité de fabrication et/ou dans une phase de maintenance pour vérifier si des endommagements sont apparus dans ladite structure. Il existe de nombreuses méthodes CND comme par exemple les méthodes par ressuage pour le contrôle en surface de la structure, les méthodes utilisant des courants de Foucault pour le contrôle de structures électriquement conductrices, ou encore les méthodes utilisant des ultrasons. Les méthodes CND par ultrasons utilisent des transducteurs pour l'émission et/ou la réception d'ondes acoustiques de fréquences généralement comprises entre 0.1 MHz et 50MHz, et sont utilisées pour le contrôle en surface et/ou en profondeur de la structure. De telles méthodes sont particulièrement utilisées dans le domaine de l'aéronautique, en raison de l'importance des vérifications réalisées sur les structures. Les matériaux composites, entre autres, sont régulièrement contrôlés car ils sont particulièrement sensibles aux endommagements, dus par exemple à des impacts ou des surcharges locales, pouvant induire des délaminages desdits matériaux composites et réduire leurs résistances mécaniques. Certaines structures d'un avion à contrôler sont difficiles d'accès, et leur contrôle nécessite le démontage préalable des structures environnantes, le démontage/remontage des différentes structures augmentant le temps d'immobilisation de l'avion, voire le risque d'endommagement. Les transducteurs utilisés pour le contrôle non-destructif doivent donc permettre de maximiser la fiabilité dudit contrôle tout en minimisant le temps d'immobilisation de l'avion et la complexité de l'opération de contrôle non-destructif. Dans une structure, les zones comportant des trous, par exemple pour le passage d'un élément de fixation tel qu'un rivet, sont des zones dans lesquelles se concentrent les contraintes mécaniques et dans lesquelles apparaissent préférentiellement des défauts qui peuvent être à l'origine d'un endommagement de ladite structure. Les risques liés à l'apparition de défauts dans une zone comportant un trou sont plus ou moins importants suivant les positions et les tailles desdits défauts. En conséquence, la détermination de la taille et de la position de chaque défaut dans la zone comportant un trou, qui nécessite un contrôle local détaillé dans ladite zone, est essentielle et conduit à des contrôles fréquents. Il est connu de la demande de brevet français publiée sous le numéro 2874430, d'intégrer un transducteur à l'intérieur d'une structure en matériau composite, entre des plis formant ledit matériau composite, en particulier un transducteur comportant un trou. La solution décrite dans la demande de brevet français 2874430 propose cependant un transducteur simple qui s'avère insuffisamment discriminant pour réaliser un contrôle local détaillé d'une zone comportant un trou, et n'est pas en mesure de caractériser précisément un endommagement détecté. La présente invention concerne un transducteur piézoélectrique adapté au contrôle non- destructif par ultrasons d'une structure dans une zone comportant un trou, autorisant le contrôle local détaillé dans la dite zone.

Le transducteur piézoélectrique selon la présente invention comporte au moins un trou et est caractérisé en ce qu'il comporte une première couche diélectrique et une seconde couche diélectrique, lesquelles première et seconde couches étant traversées par le au moins un trou.

Pour permettre le contrôle local détaillé dans la zone de la structure comportant un trou, le transducteur piézoélectrique comporte entre les première et seconde couche, au voisinage du au moins un trou, au moins deux transducteurs élémentaires, chaque transducteur élémentaire étant formé essentiellement par un composant actif piézoélectrique, par une électrode primaire et par une électrode secondaire. Dans un mode préféré de réalisation de l'invention, pour chaque trou du transducteur piézoélectrique, un composant actif piézoélectrique unique est partagé par les au moins deux transducteurs élémentaires. Pour chaque transducteur élémentaire, l'électrode primaire et l'électrode secondaire sont avantageusement situées à une distances non nulle du trou de sorte qu'elles sont isolées électriquement d'un élément électriquement conducteur traversant ledit trou. Dans un mode particulier de réalisation de l'invention, pour chaque trou du transducteur piézoélectrique, une électrode secondaire unique est partagée par les au moins deux transducteurs élémentaires. Dans un mode préféré de réalisation, quatre transducteurs élémentaires sont situés dans chaque zone active, chaque trou du transducteur piézoélectrique est de diamètre dO et, pour chaque trou, l'électrode secondaire est une couronne concentrique dudit trou, de diamètre intérieur dl et de diamètre extérieur d2 supérieur à dl, et chaque électrode primaire est un quart d'une même couronne concentrique dudit trou, de diamètre intérieur dl et de diamètre extérieur d2, lesdits quarts de couronne n'étant pas en contact entre eux. Pour déporter les électrodes primaires et secondaires vers une partie du transducteur piézoélectrique accessible par un opérateur lorsque ledit transducteur est positionné sur la structure à contrôler, chaque électrode primaire est raccordée à une zone de raccordement primaire par une piste conductrice primaire, et chaque électrode secondaire est raccordée à une zone de raccordement secondaire par une piste conductrice secondaire, les zones de raccordement primaires et secondaires étant situées à proximité d'un bord du transducteur piézoélectrique. Dans un mode préféré de réalisation du transducteur piézoélectrique, les pistes secondaires et les zones de raccordement secondaires sont agencées sur une face supérieure de la seconde couche, les pistes conductrices primaires et les zones de raccordement primaires sont agencées sur une face inférieure de la première couche, de sorte que les pistes secondaires et les zones de raccordement secondaires d'une part et les pistes conductrices primaires et les zones de raccordement primaires d'autre part ne sont pas superposées dans le transducteur piézoélectrique assemblé. Avantageusement, une zone de raccordement secondaire unique est partagée par l'ensemble des électrodes secondaires du transducteur piézoélectrique. Les composants actifs piézoélectriques du transducteur selon l'invention sont de préférence des parties polarisées d'une couche intermédiaire composée de PVDF ou de copolymère apparenté au PVDF. Dans un mode particulier de réalisation du transducteur piézoélectrique, les première et seconde couches diélectriques sont réalisées dans un matériau polymère ou polyimide.

Une structure selon la présente invention comporte un assemblage d'au moins deux pièces et d'au moins un transducteur piézoélectrique, et est caractérisée en ce que les au moins deux pièces et le au moins un transducteur piézoélectrique comportent au moins un trou pour le passage d'au moins un élément de fixation, et en ce que l'au moins un transducteur piézoélectrique comporte au moins deux transducteurs élémentaires placés entre une première et une seconde couches diélectriques dans une zone au voisinage de chaque trou. Dans un mode particulier de réalisation de la structure, le au moins un transducteur piézoélectrique est placé à l'interface entre deux pièces de l'assemblage. Une pièce en matériau composite selon la présente invention comporte au moins deux plis assemblés et au moins un transducteur piézoélectrique, et est caractérisée en ce que les au moins deux plis de la pièce en matériau composite et le au moins un transducteur piézoélectrique comportent au moins un trou pour le passage d'au moins un élément de fixation, et en ce que le au moins un transducteur piézoélectrique comporte au moins deux transducteurs élémentaires placés entre une première et une seconde couches diélectriques dans une zone au voisinage de chaque trou. La description suivante de modes de réalisation de l'invention, est faite en se référant aux figures qui représentent de manière non limitative : - figure 1 : une vue schématique d'une coupe d'un transducteur piézoélectrique usuel, -figure 2 : une vue schématique d'une coupe d'un transducteur piézoélectrique selon un premier mode de réalisation de l'invention, -figure 3a, figure 3b et figure 3c : des vues schématiques d'une première couche diélectrique, d'une seconde couche diélectrique et d'une couche intermédiaire du transducteur piézoélectrique de la figure 2, - figure 4a et figure 4b : des vues schématiques de la première couche et de la seconde couche du support du transducteur piézoélectrique selon un second mode de réalisation de l'invention, - figure 5a et figure 5b : des vues schématiques d'une coupe d'une structure comportant un assemblage d'une pluralité de pièces et du transducteur piézoélectrique selon deux modes voisins de réalisation, - figure 6 : une vue schématique en perspective d'un assemblage d'une pluralité de plis d'un matériau composite et du transducteur piézoélectrique selon l'invention. Tel qu'illustré sur la figure 1, un transducteur piézoélectrique usuel 1 est essentiellement formé par un composant actif piézoélectrique 10 et par deux électrodes 11 et 12 en contact avec ledit composant actif piézoélectrique. Le composant actif piézoélectrique 10 réalise une conversion d'un signal électrique au niveau des électrodes 11 et 12 en onde acoustique ultrasonore et vice-versa. La figure 2 représente un transducteur piézoélectrique 2 selon un premier mode de réalisation de l'invention, qui comporte une première couche 20 diélectrique comportant une face inférieure 200 et une seconde couche 21 diélectrique comportant une face supérieure 210. Une couche intermédiaire 26 est située entre ladite face inférieure et ladite face supérieure, avec lesquelles ladite couche intermédiaire est en contact. Les première et seconde couches 20 et 21 sont de préférence réalisées dans un matériau polymère, par exemple un polyimide tel que le Kapton , présentant l'avantage d'être adapté à la réalisation de couches souples et résistantes, de faible épaisseur et de géométries variées. Le transducteur piézoélectrique 2 comporte un trou 220, traversant les deux couches diélectriques 20 et 21 et la couche intermédiaire 26, de diamètre adapté pour le passage d'un élément de fixation monté sur une structure à contrôler. La structure comporte également un trou, pour le passage dudit élément de fixation, au voisinage duquel le contrôle est réalisé. Le transducteur piézoélectrique 2 comporte également dans une zone active 230 dans un voisinage du trou 220, entre la face supérieure 210 et la face inférieure 200, une pluralité de transducteurs élémentaires 270, 271, chaque transducteur élémentaire comportant deux électrodes 240a, 250a et 241a, 250a et un composant actif piézoélectrique 260a. La description de l'agencement desdits transducteurs élémentaires dans la zone active 230 est faite en se référant aux figures 3a, 3b et 3c qui représentent respectivement une vue de la face inférieure 200 de la première couche 20, une vue de la face supérieure 210 de la seconde couche 21 et une vue de la couche intermédiaire 26 avant une opération d'assemblage au cours de laquelle ladite couche intermédiaire est intercalée entre ladite face inférieure et ladite face supérieure, lesdites trois couches étant de préférence collées, pour obtenir le transducteur 2 assemblé représenté sur la figure 2. La première couche 20 comporte quatre électrodes primaires 240a ù 243a qui sont réparties autour du trou 220 dans la zone active 230, sur une surface de la face inférieure 200 périphérique dudit trou. La première couche 20 est de forme quelconque, avantageusement une forme simple, telle qu'illustrée sur la figure 3a, pour déporter les quatre électrodes primaires 240a ù 243a vers quatre zones de raccordement électrique primaires 240c ù 243c, également conductrices électriquement et qui sont placées dans une partie du transducteur qui est accessible lorsque ledit transducteur est positionné sur la structure à contrôler.

Par exemple, la première couche 20 est de forme rectangulaire et les quatre zones de raccordement primaires 240c ù 243c sont situées à proximité d'un bord de ladite première couche, par exemple un bord situé sur un côté le plus éloigné du trou 220. Chaque électrode primaire 240a ù 243a est connectée à une zone de raccordement primaire respectivement 240c ù 243c par une piste conductrice primaire respectivement 240b ù 243b. Avantageusement, lesdites pistes conductrices primaires et lesdites zones de raccordement primaires sont agencées par paires de sorte qu'une cinquième piste conductrice et une cinquième zone de raccordement peuvent être intercalées respectivement entre les pistes conductrices primaires 240b, 241b d'une part et 242b, 243b d'autre part, et entre les zones de raccordement primaires 240c, 241c et 242c, 243c. La seconde couche 21, représentée sur la figure 3b, est de préférence de forme et de dimensions sensiblement identiques à celles de la 5 première couche 20. La seconde couche 21 comporte une électrode secondaire 250a dans la zone active 230, qui recouvre une surface de la face supérieure 210 périphérique du trou 220. Dans un mode voisin de réalisation du transducteur piézoélectrique 10 2, la seconde couche 21 comporte une pluralité d'électrodes secondaires, par exemple quatre électrodes secondaires. L'exemple de la figure 3b est un mode préféré d'un point de vue réduction de complexité de la fabrication dudit transducteur. La seconde couche 21 comporte également une piste conductrice 15 secondaire 250b et une zone de raccordement secondaire 250c située dans une partie accessible du transducteur, de préférence à proximité des zones de raccordement primaires 240c ù 243c dans le transducteur piézoélectrique 2 assemblé, à proximité d'un bord situé d'un côté le plus éloigné du trou 220. L'électrode secondaire 250a est raccordée par la piste conductrice 20 secondaire 250b à la zone de raccordement secondaire 250c. La couche intermédiaire 26, représentée sur la figure 3c, est de préférence de forme et de dimensions sensiblement identiques à celles des première et seconde couches 20 et 21. La couche intermédiaire 26 comporte dans la zone active 230 un 25 composant actif 260a qui entoure le trou 220. Dans un mode voisin de réalisation, la couche intermédiaire 26 comporte une pluralité de composants actifs piézoélectriques, par exemple quatre composants actifs piézoélectriques de formes et dimensions sensiblement identiques à celles des électrodes primaires 240a ù 243a.

Dans le transducteur piézoélectrique 2 assemblé, représenté sur la figure 2, le composant actif piézoélectrique 260a est situé entre les électrodes primaires 240a ù 243a et l'électrode secondaire 250a, avec lesquelles ledit composant actif est en contact, formant quatre transducteurs élémentaires 270 (240a,260a,250a) à 273 (243a,260a,250a). Dans un mode particulier de réalisation du composant actif 260a, la couche intermédiaire 26 est par exemple un film composé d'un polyfluorure de vinylidène dit PVDF, ou de copolymère apparenté au PVDF (tel qu'un copolymère de fluorure de vinylidène et de trifluoroéthylène), comportant une partie polarisée dans la zone active autour du trou formant ledit composant actif piézoélectrique, et une partie non polarisée 260b ailleurs. Le PVDF ou copolymère apparenté est particulièrement adapté à la réalisation de composants actifs de faible épaisseur et de géométries complexes, et présente en outre l'avantage de produire des composants actifs large bande de 200kHz à 50MHz. Dans un autre mode de réalisation, la partie non polarisée 260b n'existe pas et la couche intermédiaire est limitée à la partie polarisée 260a dans la zone active 230. Dans un mode préféré de réalisation, les électrodes primaires 240a ù 243a et secondaire 250a ne sont pas situées immédiatement au bord du trou 220, mais sont au moins à une distances dudit trou. La distances est de préférence faible de sorte que le contrôle est effectué dans une proximité immédiate dudit trou, et non nulle de sorte que lesdites électrodes et un élément de fixation, généralement conducteur électrique, traversant ledit trou, ne sont pas en contact. La distances est par exemple de 0.5mm. Dans l'exemple de réalisation représenté sur les figures 3a et 3b, la section du trou 220 est un disque de diamètre d0, l'électrode secondaire 250a est une couronne concentrique dudit tour, de diamètre intérieur dl égal à dO+E et de diamètre extérieur d2 supérieur à dl, et les quatre électrodes primaires 240a ù 243a sont des quarts d'une même couronne, également concentrique dudit trou et de diamètre intérieur dl et extérieur d2. Par exemple, les diamètres d0, dl et d2 sont respectivement égaux à 6.5mm, 7mm et 9mm, et les quarts de couronne sont espacés de 0.5mm. Dans le transducteur piézoélectrique 2 assemblé, la piste conductrice secondaire 250b et la zone de raccordement secondaire 250c d'une part et les pistes conductrices primaires 240b û 243b et les zones de raccordement primaires 240c û 243c d'autre part ne se superposent pas, de sorte que lesdites pistes primaires et secondaire, lesdites zones de raccordement primaires et secondaire et la couche intermédiaire 26 ne créent pas d'effet capacitif dans ledit transducteur piézoélectrique assemblé. Dans le cas où la couche intermédiaire 26 ne comporte pas la partie non polarisée 260b, la piste conductrice secondaire 250b d'une part et la zone de raccordement secondaire 250c d'autre part s'intercalent respectivement entre les pistes conductrices primaires 241 b et 242b, et entre les zones de raccordement primaires 241c et 242c, de sorte que les pistes conductrices et les zones de raccordement présentes sur les deux couches diélectriques 20 et 21 ne sont pas en contact entre elles. Grâce à l'agencement des transducteurs élémentaires 270 û 273 dans la zone active 230 autour du trou 220, il est possible de localiser des défauts dans la zone de la structure à contrôler comportant un trou et de déterminer la taille desdits défauts. Le nombre de transducteurs élémentaires dans la zone active autour du trou est, dans la présente invention, supérieur ou égal à deux. Dans le cas particulier décrit de quatre transducteurs élémentaires 270 û 273, lesdits transducteurs ont des dimensions qui leur permettent d'émettre ou recevoir suffisamment d'énergie pour détecter des défauts de taille faible. Les première et seconde couches 20 et 21 assurent en outre la protection et l'isolation électrique des éléments conducteurs (c'est-à-dire les électrodes, les pistes conductrices et les zones de raccordement) du transducteur piézoélectrique 2, en particulier dans le cas d'un contrôle non- destructif d'un matériau électriquement non isolant tel qu'un matériau métallique, un matériau composite en carbone ou un matériau composite hybride comportant des plis métalliques, avec lequel ledit transducteur doit être mis en contact.

Dans un second mode de réalisation de l'invention, le transducteur piézoélectrique 2 comporte deux ou plusieurs zones actives. Les figures 4a et 4b représentent respectivement la face inférieure 200 de la première couche 20 et la face supérieure 210 de la seconde couche 21 du transducteur piézoélectrique 2 dans le cas où ledit transducteur comporte une seconde zone active 231 autour d'un second trou 221. En plus des caractéristiques déjà décrites, le transducteur piézoélectrique 2 comporte sur la face inférieure 200 de la première couche 20 : - quatre électrodes primaires 244a û 247a sur une surface périphérique du trou 221, - quatre pistes conductrices primaires 244b û 247b et quatre zones de raccordement primaires 244c û 247c, chaque piste conductrice primaire raccordant une électrode primaire et une zone de raccordement primaire, Le transducteur piézoélectrique 2 comporte également sur la face supérieure 210 de la seconde couche 21 : - une électrode secondaire 251a recouvrant une surface périphérique du trou 221, - une piste conductrice secondaire 251b raccordant les deux électrodes secondaires 250a et 251a, raccordant indirectement l'électrode secondaire 251a à la zone de raccordement secondaire 250c via la piste secondaire 250b. Dans la zone active 231, la couche intermédiaire 26, non représentée, comporte également un composant actif piézoélectrique 261a qui entoure le trou 221. Dans le transducteur piézoélectrique 2 assemblé, le composant actif 261a est situé entre les électrodes primaires 244a û 247a et l'électrode secondaire 251a pour former quatre transducteurs élémentaires 274 û 277 dans la zone active 231 autour du trou 221.

Les pistes conductrices primaires 240b û 247b et secondaires 250b, 251 b, les zones de raccordement primaires 240c û 247c et secondaire 250c sont agencées de sorte qu'elles ne sont pas superposées dans le transducteur piézoélectrique 2 assemblé. Dans un mode particulier de réalisation des éléments conducteurs du transducteur piézoélectrique 2, la combinaison d'une zone de raccordement, d'une zone de contact et d'une piste conductrice les raccordant est réalisée par un circuit conducteur unique. Les transducteurs élémentaires 270 û 277 sont utilisés simultanément ou séquentiellement, en émission ou en réception ou en émission/réception. Dans le cas où un transducteur élémentaire est utilisé au moins en émission, il est raccordé, via les zones de raccordement, à un générateur d'impulsions électriques non représenté. Le transducteur piézoélectrique 2 est essentiellement utilisé suivant les trois modes suivants : 1) chaque transducteur élémentaire est utilisé en réception, et une source ultrasonore extérieure est utilisée pour émettre une onde ultrasonore reçue par le transducteur élémentaire, 2) au moins un transducteur élémentaire est utilisé en émission et au moins un transducteur élémentaire est utilisé en réception pour détecter une onde ultrasonore émise par l'au moins un transducteur élémentaire utilisé en émission, 3) chaque transducteur élémentaire est utilisé en émission et en réception, c'est-à-dire qu'il émet une onde ultrasonore et détecte les échos générés entre autres par les défauts de la structure.

Des moyens de raccordement électrique, non représentés, permettent de raccorder les zones de raccordement 240c ù 247c, 250c à des moyens de visualisation et/ou enregistrement, et/ou à un générateur d'impulsions électriques. Les moyens de raccordement sont par exemple des prises locales, ou déportées dans le cas d'une concentration de moyens de raccordement provenant d'une pluralité de transducteurs piézoélectriques. Un transducteur piézoélectrique 2 selon l'invention est de préférence installé à demeure dans une structure comportant un assemblage de pièces ou à l'intérieur d'un matériau composite faisant par exemple partie d'un avion. Les figures 5a et 5b représentent deux modes voisins de réalisation d'une structure comportant un assemblage intégrant un transducteur piézoélectrique 2 comportant un seul trou 220. La figure 5a représente un premier mode de réalisation d'une structure 7 selon l'invention, comportant un assemblage d'une pièce supérieure 70 et d'une pièce inférieure 71. Les pièces supérieure 70 et inférieure 71 comportent respectivement un trou 700 et un trou 710 pour le passage d'une troisième pièce 72, par exemple un élément de fixation tel qu'un rivet.

Le transducteur piézoélectrique 2 est placé sur une face de la pièce supérieure 70 n'étant pas en contact avec la pièce inférieure 71, et de sorte que l'élément de fixation 72 traverse ledit transducteur piézoélectrique (220), lesdites pièces supérieure et inférieure (700 et 710), et les maintient assemblés.

De préférence, le transducteur piézoélectrique 2 est collé sur la pièce supérieure 70 pour adapter les impédances acoustiques dudit transducteur et de ladite pièce supérieure. La figure 5b représente une variante de la structure 7 de la figure 5a, dans lequel le transducteur piézoélectrique 2 est placé entre la pièce supérieure 70 et la pièce inférieure 71.

La figure 6 représente une pièce 8 en matériau composite à l'intérieur de laquelle le transducteur piézoélectrique 2 est placé à demeure, entre des plis 80 et 81 de ladite pièce. Chaque pli formant la pièce en matériau composite comporte un trou en regard avec celui dudit transducteur, de sorte qu'une fois les différents plis et ledit transducteur assemblés, un élément de fixation peut traverser lesdits plis et ledit transducteur. Le transducteur piézoélectrique selon l'invention permet d'effectuer un contrôle local détaillé d'une structure dans une zone comportant un trou, et de déterminer de façon plus précise la fréquence nécessaire des contrôles, les réparations qui doivent être effectuées et/ou les pièces de la structure qui doivent être remplacées pour optimiser le temps d'immobilisation de ladite structure.

Claims

REVENDICATIONS

1 - Transducteur piézoélectrique (2) pour le contrôle non-destructif par ultrasons d'une structure comportant au moins un trou, ledit transducteur piézoélectrique comportant au moins un trou (220 û 221) et étant caractérisé en ce qu'il comporte une première couche (20) diélectrique et une seconde couche (21) diélectrique, lesquelles dites première couche et seconde couche étant traversées par l'au moins un trou (220 û 221), et au moins deux transducteurs élémentaires (270 û 277) situés entre ladite première couche et ladite seconde couche au voisinage (230 û 231) du au moins un trou (220 û 221), chaque transducteur élémentaire (270 û 277) étant formé essentiellement par un composant actif piézoélectrique (260a û 261a), par une électrode primaire (240a û 247a) et par une électrode secondaire (250a û 251 a).

2 - Transducteur piézoélectrique (2) selon la revendication 1, dans lequel pour chaque trou (220 û 221) un composant actif piézoélectrique (260a û 261a) unique est partagé par les au moins deux transducteurs élémentaires (270 û 277).

3 - Transducteur piézoélectrique (2) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel pour chaque transducteur élémentaire (270 û 277) l'électrode primaire (240a û 247a) et l'électrode secondaire (250a û 251a) sont situées à une distances non nulle du trou (220 û 221).

4 - Transducteur piézoélectrique (2) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel pour chaque trou (220 û 221) une électrode secondaire (250a û 251a) unique est partagée par les au moins deux transducteurs élémentaires (270 û 277).

5 - Transducteur piézoélectrique (2) selon la revendication 4, dans lequel quatre transducteurs élémentaires (270 û 277) sont situés au voisinage (230 û 231) de chaque trou (220 û 221), et dans lequel pour chaque trou (220 û 221), l'électrode secondaire (250a û 251a) est une couronneconcentrique dudit trou, de diamètre intérieur dl et de diamètre extérieur d2 supérieur à dl, et chaque électrode primaire (240a û 247a) est un quart d'une même couronne concentrique dudit trou, de diamètre intérieur dl et de diamètre extérieur d2, lesdits quarts de couronne n'étant pas en contact entre eux.

6 - Transducteur piézoélectrique (2) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel chaque électrode primaire (240a û 247a) est raccordée à une zone de raccordement primaire (240c û 247c) par une piste conductrice primaire (240b û 247b), et chaque électrode secondaire (250a û 251a) est raccordée à une zone de raccordement secondaire (250c) par une piste conductrice secondaire (250b û 251b), lesdites zones de raccordement primaires et lesdites zones de raccordement secondaires étant situées à proximité d'un bord du transducteur piézoélectrique (2).

7 - Transducteur piézoélectrique (2) selon la revendication 6, dans lequel les pistes secondaires (250b û 251b) et les zones de raccordement secondaires (250c) sont agencées sur une face supérieure (210) de la seconde couche (21), les pistes conductrices primaires (240b û 247b) et les zones de raccordement primaires (240c û 247c) sont agencées sur une face inférieure (200) de la première couche (20), de sorte que lesdites pistes secondaires et lesdites zones de raccordement secondaires d'une part et lesdites pistes conductrices primaires et lesdites zones de raccordement primaires d'autre part ne sont pas superposées.

8 - Transducteur piézoélectrique (2) selon la revendication 6 ou 7, dans lequel une zone de raccordement secondaire (250c) unique est partagée par les électrodes secondaires (250a û 251 a).

9 - Transducteur piézoélectrique (2) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les composants actifs piézoélectriques (260aû 261a) sont des parties polarisées d'une couche intermédiaire (26) composée de PVDF ou de copolymère apparenté au PVDF.

10 - Transducteur piézoélectrique (2) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la première couche (20) et la seconde couche (21) sont réalisées dans un matériau polymère ou polyimide.

11 - Structure (7) comportant un assemblage d'au moins deux pièces (70 û 71) et d'au moins un transducteur piézoélectrique (2), caractérisée en ce que les au moins deux pièces (70 û 71) et le au moins un transducteur piézoélectrique (2) comportent au moins un trou (700, 710, 220) pour le passage d'au moins un élément de fixation (72), et en ce que le au moins un transducteur piézoélectrique (2) comporte au moins deux transducteurs élémentaires (270 û 273) placés entre une première couche (20) diélectrique et une seconde couche (21) diélectrique dans une zone au voisinage (230) de chaque trou (220).

12 - Structure (7) selon la revendication 11, dans laquelle le au moins un transducteur piézoélectrique (2) est placé à l'interface entre deux pièces (70, 71) de l'assemblage.

13 - Pièce en (8) en matériau composite comportant au moins deux plis (80 û 81) assemblés et au moins un transducteur piézoélectrique (2), caractérisé en ce que les au moins deux plis de ladite pièce et le au moins un transducteur piézoélectrique (2) comportent au moins un trou (800, 810, 220) pour le passage d'au moins un élément de fixation, et en ce que le au moins un transducteur piézoélectrique (2) comporte au moins deux transducteurs élémentaires (270 - 273) placés entre une première couche (20) diélectrique et une seconde couche (21) diélectrique dans une zone au voisinage (230) de chaque trou (220).