FR3000213A1 - Dispositif reconfigurable de controle d'une structure composite par ultrasons - Google Patents

Abstract

L'invention a pour objet un dispositif de contrôle par ultrasons de la qualité d'une structure (11) en matériau composite au cours du cycle de fabrication. Le dispositif est destiné à être intégré à un outillage de fabrication, du type de ceux permettant la mise en œuvre du procédé LRI, dans lequel la structure en matériau composite est placée pendant le cycle de fabrication entre deux formes. Il comporte à cet effet une couche de matériau piézoélectrique (22) déposée sur la face de l'une (13) des formes opposée à la face en contact avec la structure (11) et un film (21) en matériau souple, isolant électrique, dont l'une des faces est plaquée contre la face externe de la couche (22). Cette face du film porte par ailleurs des pastilles conductrices (31) qui sont ainsi mises en contact avec le matériau piézoélectrique, chaque pastille pouvant être excitée par une tension électrique appliquée par l'intermédiaire d'une piste conductrice (32). Chaque pastille (31) forme avec la zone de la couche (22) en regard de laquelle elle est placée un transducteur ultrasonore indépendant.

Description

Dispositif reconfigurable de contrôle d'une structure composite par ultrasons DOMAINE DE L'INVENTION L'invention se rapporte au domaine général des moyens d'instrumentation pour le suivi de la qualité de fabrication de structures en matériau composite tout au long du processus de fabrication. Elle se rapporte en particulier aux moyens mettant en oeuvre des capteurs, des transducteurs, ultrasonores pour réaliser ce suivi. CONTEXTE DE L'INVENTION - ART ANTERIEUR Pour contrôler la qualité de fabrication de structures en matériau composite, au cours du processus même de fabrication, il est connu d'utiliser des moyens de mesures mettant en oeuvre des transducteurs ultrasonores dont le rôle est d'émettre une onde ultrasonore au travers de la structure en cours de fabrication et de capter l'onde ayant traversé cette structure, ces transducteurs fonctionnant de manière connue en transmission ou en réflexion. Le suivi de processus de fabrication par ultrason est ainsi généralement réalisé au moyen de capteurs ultrasonores, des transducteurs piézoélectriques, qui supportent les températures de cuisson appliquées au cours de ce processus.

Cependant, ces moyens sont généralement intégrés aux outillages de fabrication eux-mêmes de sorte que les transducteurs utilisés occupent généralement des positions fixes, prédéterminées, par rapport à la surface de la structure en cours de fabrication. Ces capteurs sont disposés à demeure sur les outillages et moules utilisés pour la fabrication. Ils sont généralement collés sur les éléments de ces outillages en contact avec la structure en cours de fabrication ou, alternativement, insérés dans ces mêmes éléments qui ont alors subi un usinage leur permettant d'intégrer ces capteurs.

Or, notamment lors des phases de mises au point des procédés pour réaliser ces structures en matériau composite, en particulier dans le cas de procédés de fabrication mettant en oeuvre la technique LRI (acronyme de la dénomination anglo-saxonne "Liquid Resin Injection"), l'usage de l'instrumentation ultrasonore apporte une aide précieuse. Cette aide est néanmoins à l'heure actuelle limitée par le fait que l'on utilise des capteurs ultrasonores dont la position au sein de l'outillage ne peut être facilement modifiée, une telle modification entrainant nécessairement une modification des moyens de fabrication eux-mêmes. Cependant, il apparait particulièrement avantageux de pouvoir, si besoin est, observer plus précisément une zone de la structure à réaliser plutôt qu'une autre, en augmentant par exemple le nombre de voies de mesure au niveau cette zone d'intérêt et ce, le temps nécessaire à cette observation, puis de pouvoir revenir à une configuration de capteurs plus standard, dans laquelle les capteurs sont par exemple répartis uniformément en regard de la structure en cours de fabrication. Pour autant, une telle possibilité n'est réellement avantageuse que si la reconfiguration de la répartition des capteurs n'est ni longue à mettre en oeuvre, ni coûteuse en termes de moyens matériels ou de processus de fabrication, ce qui n'est pas le cas avec les dispositifs de mesures ultrasonores actuellement utilisés.

PRESENTATION DE L'INVENTION Un but de l'invention est de proposer une solution pour disposer d'un moyen de mesure comportant une pluralité de capteurs ultrasonores, destiné à réaliser des mesures par ultrasons sur des pièces en matériau composite tout au long du processus de fabrication de ces pièces, les capteurs ultrasonores étant positionnés au niveau de la surface de la pièce analysée, ce moyen permettant de réaliser de manière simple et peu coûteuse des mesures avec différents arrangements de capteurs. Un autre but de l'invention est de proposer un moyen de mesure par 30 ultrasons qui, tout en coopérant avec les moyens de fabrication des pièces en matériau composite que l'on souhaite contrôler tout au long du processus de fabrication, soit distinct de ces moyens. Autrement dit, un but de l'invention consiste à trouver une solution pour disposer d'une instrumentation facilement reconfigurable et modifiable de façon à optimiser les mesures ultrasonores elles-mêmes destinées à optimiser le procédé de fabrication. A cet effet l'invention a pour objet un dispositif de contrôle d'une structure en matériau composite au cours de sa fabrication, ladite structure étant réalisée dans un espace limité par la face interne d'une première forme et par la face interne d'une seconde forme, ledit dispositif comportant une pluralité de capteurs ultrasonores disposés au voisinage de la structure de façon à ce que chaque capteur ultrasonore puisse émettre une onde ultrasonore à l'intérieur de la structure et capter l'écho renvoyé par cette structure. Le dispositif comporte une couche de matériau piézoélectrique dont la face interne est disposée sur la face externe de la seconde forme et un film en matériau souple isolant électrique agencé de façon à être plaqué contre la face externe de la couche de matériau piézoélectrique. Ledit film en matériau souple comporte sur sa face en contact avec la couche de matériau piézoélectrique une pluralité d'électrodes, chaque électrode pouvant être excitées de manière séparée par un signal de commande transmis par un conducteur. La surface conductrice de chacune des électrodes est agencée de façon à être en contact avec la surface de la couche de matériau piézoélectrique de sorte que chaque électrode forme avec la zone de la couche de matériau piézoélectrique, en regard de laquelle elle est placée, un capteur ultrasonore distinct. Selon diverses dispositions ou propriétés, éventuellement utilisées 25 en conjonction le dispositif selon l'invention peut en outre présenter des caractéristiques additionnelles. Ainsi, selon un mode de réalisation, la couche de matériau piézoélectrique est directement formée sur la face externe de la seconde 30 forme par mise en oeuvre d'un procédé de type sol-gel. Selon un autre mode de réalisation, le film isolant électrique en matériau souple est réalisé dans un matériau polymère de type polyimide.

Selon un autre mode de réalisation, les électrodes sont formées par des pastilles conductrices disposées en surface, sur la face dudit film en contact avec la couche de matériau piézoélectrique, chaque électrode étant alimentée électriquement par un élément conducteur constitué par une piste conductrice disposée soit sur la face opposée du film soit dans l'épaisseur du film. Selon une variante de réalisation du mode précédent, les pistes conductrices alimentant les différentes électrodes sont pourvues à leur 10 extrémité d'une connectique permettant d'appliquer une tension d'excitation à chaque électrode. Selon un autre mode de réalisation, chaque électrode est constituée par une pastille conductrice unique dont les dimensions sont définies de 15 façon à ce que le capteur ultrasonore formé par cette électrode et la couche de matériau piézoélectrique émette une onde ultrasonore sensiblement plane. Selon un autre mode de réalisation, alternatif du précédent, chaque 20 électrode est constituée par une pastille conductrice formée d'une pluralité de pastilles élémentaires dont les dimensions sont définies de façon à ce que le capteur ultrasonore formé par une pastille élémentaire et la couche de matériau piézoélectrique émette une onde ultrasonore sensiblement sphérique ou cylindrique; les pastilles élémentaires étant configurées de 25 façon à pouvoir être commandées séparément. Selon une variante de réalisation du mode précédent, les pastilles élémentaires sont agencées les unes par rapport aux autres de telle façon qu'elles puissent être excitées de façon à constituer un seul capteur 30 ultrasonore. Selon un autre mode de réalisation, pour chaque électrode, la tension d'excitation est appliquée entre ladite électrode et une masse commune constituée par la seconde forme. 35 Selon un autre mode de réalisation, la couche de matériau piézoélectrique déposée sur la face externe de la seconde forme présente une épaisseur e2 de l'ordre de plusieurs dizaines de microns.

Selon un autre mode de réalisation, le film en matériau souple présente une épaisseur el de l'ordre de quelques centaines de microns. L'invention a également pour objet un outillage de fabrication d'une structure en matériau composite mettant en oeuvre le procédé LRI, ledit outillage comportant un premier élément, ou moule, et un second élément, ou "caul plate" en vis-à-vis du premier élément, la structure réalisée étant placée entre les faces internes de ces deux éléments. L'outillage comporte un dispositif de contrôle par ultrasons selon l'invention dont la couche de matériau piézoélectrique est formée sur la face externe de la "caul plate", le film en matériau souple étant quant à lui plaqué contre ladite couche. DESCRIPTION DES FIGURES Les caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux 20 appréciés grâce à la description qui suit, description qui s'appuie sur les figures annexées qui présentent: - la figurel , une illustration schématique d'un dispositif de contrôle par ultrasons de la fabrication d'une structure composite selon l'art antérieur, 25 dans le cadre d'une fabrication par procédé LRI; - la figure 2, une illustration schématique d'un dispositif de contrôle par ultrasons de la fabrication d'une structure composite selon l'invention, dans le cadre d'une fabrication par procédé LRI; - la figure 3, une vue schématique partielle d'un outillage de fabrication 30 d'une structure par procédé LRI intégrant le dispositif selon l'invention; - la figure 4, une illustration schématique d'une forme de réalisation du dispositif selon l'invention; - la figure 5, une illustration du principe de fonctionnement du dispositif dans la forme de réalisation de la figure 4; 35 - la figure 6, une illustration schématique d'une autre forme de réalisation du dispositif selon l'invention; - la figure 7, une illustration du principe de fonctionnement du dispositif dans la forme de réalisation de la figure 6. DESCRIPTION DETAILLEE Pour des raisons de clarté, le dispositif selon l'invention est présenté dans la suite de la description au travers de son application dans le cadre d'un outillage de fabrication de structures en matériau composite mettant en oeuvre le procédé LRI (acronyme de la dénomination anglo-saxonne "Liquid Resin Injection"). Cet exemple de mise en oeuvre n'est bien entendu nullement limitatif de la portée ou de l'objet de l'invention, le dispositif selon l'invention pouvant être mis en oeuvre et intégrés à tout type d'outillage de fabrication de structures en matériau composite, pour autant que ces outillages comportent les éléments avec lesquels le dispositif selon l'invention coopère. La figure 1 présente de manière très schématique un dispositif de contrôle par ultrasons de la fabrication d'une structure composite selon l'art antérieur, dans le cadre d'un outillage de fabrication de structures en 20 matériau composite mettant en oeuvre le procédé LRI. De manière connue, cet outillage de fabrication comporte en particulier un élément 12, appelé moule, dans lequel est injectée la résine constituant la structure en matériau composite 11 à fabriquer ainsi qu'un élément 13 appelé "caul plate" ou "plaque de couverture", qui assure la 25 calibration en épaisseur et en planéité de la structure 11 à injecter, agencés de telle sorte que la structure en cours de fabrication se trouve placée entre le moule 12 et la "caul plate" 13. Cet outillage comporte également au moins une membrane 14, une paroi souple, agencée de façon à délimiter, avec le moule 12, un espace 15 30 entourant à la fois la structure 11 et la "caul plate" 13. Cette membrane 14 est par ailleurs configurée de manière à ce que l'on puisse faire le vide dans l'espace 15 de sorte que, la membrane enserrant la "caul plate" 13 et la structure 11, celles-ci soient plaquées l'une contre l'autre et contre le moule 12.

Le dispositif de contrôle par ultrasons intégré à cet outillage de fabrication est constitué par un certain nombre de capteurs ultrasonores 16 disposés sur la "caul plate", la surface active des capteurs 16 étant placée en surface de la "caul plate", en regard de la surface de la structure 11, de façon à pouvoir propager une onde ultrasonore au travers de celle-ci. Le nombre et la disposition des capteurs 16 sont fonction des dimensions de la structure 11 réalisée ainsi que de la répartition des zones de la structure 11 que l'on souhaite analyser. Ainsi si l'on souhaite, par exemple, analyser de manière uniforme la structure 11 réalisée, les capteurs ultrasonores 16 sont disposés de manière régulière en regard de la surface de la structure 11. Afin de s'assurer d'un positionnement et d'une orientation corrects des capteurs16 vis-à-vis de la structure 11 à réaliser, et ce tout au long du cycle de fabrication de cette structure, on intègre généralement les capteurs 16 directement dans la "caul plate" 13, comme illustré par la figure 1. Ce type de montage permet en effet, du fait de l'enchâssement des capteurs 16 dans la "caul plate" 13, de s'assurer du positionnement correct des faces actives des capteurs 16 vis-à-vis de la surface de la structure 11 en cours de fabrication, et de simplifier le maintien en place de ces capteurs.

Selon le type d'analyse par ultrasons effectuée, analyse en transmission ou analyse en réflexion, les capteurs ultrasonores 16 utilisés, peuvent être constitués chacun d'un seul élément configuré pour émettre ou recevoir une onde ultrasonore ou bien d'un élément émetteur 16e et d'un élément récepteur 16r. Dans le premier cas les capteurs 16 sont implantés dans la seule "caul plate" 13, tandis que dans le second cas, illustré par la figure 1, l'élément émetteur 16e est implanté dans la "caul plate" 13 et l'élément récepteur 16r dans le moule 12, la face active des éléments récepteurs 16r étant alors dirigée vers la surface de la structure 11.

Comme cela a été dit précédemment une telle implantation de capteurs à l'intérieur de l'outillage de fabrication, présente pour principal avantage de rendre la mise en place de ces capteurs simple et permanente. Ainsi si l'on souhaite fabriquer une série de structures 11 identiques, il n'est pas nécessaire de déposer les capteurs 16 pour extraire une structure en fin de fabrication de même qu'il n'est pas nécessaire de procéder à un nouveau montage des capteurs pour lancer la fabrication de la structure suivante. En revanche une telle implantation présente l'inconvénient majeur de particulariser la "caul plate" 13 et éventuellement le moule 12, le moule et la "caul plate" étant alors adaptés à un test particulier et à une disposition, une répartition particulière, figée, des capteurs 16 en regard de la surface de la structure 11 à contrôler. Par suite si l'on souhaite pour diverses raisons procéder à un arrangement différent des capteurs 16 il est nécessaire de modifier la "caul plate" 13 et éventuellement le moule 12, ce qui constitue une opération coûteuse et nécessite de consacrer du temps au démontage et au remontage de ces éléments, ce qui est préjudiciable en termes de cadence de fabrication.

La figure 2 présente une vue schématique générale du dispositif de contrôle par ultrasons selon l'invention, présenté dans une configuration matérielle semblable à celle du dispositif de la figure 1, connu de l'art antérieur. La configuration présentée ici, qui correspond à une analyse en réflexion, peut aisément être adaptée à une analyse en transmission.

Comme l'illustre la figure 2, le dispositif selon l'invention comporte deux éléments distincts qui coopèrent, une couche de céramique piézoélectrique 22 et un film en matériau souple 21. La couche de céramique piézoélectrique 22, est une couche mince disposée sur la face externe de la "caul plate" 13, c'est à dire la face opposée à la face en contact avec la surface de la structure 11, qui couvre la totalité de la "caul plate", ou tout au moins la totalité de la surface de la "caul plate" située en regard de la structure 11 à contrôler. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, la couche 22 de 30 céramique piézoélectrique est réalisée par un procédé de type sol-gel, à partir d'un substrat déposé en phase liquide ou visqueuse sur la surface externe de la "caul plate", par technique "piezospray" par exemple, et durci. Cependant tout procédé connu de l'homme du métier permettant de déposer à la surface de la "caul plate" une couche mince de matériau 35 piézoélectrique peut alternativement être utilisé pour réaliser la couche 22.

Le film 21 en matériau souple, est quant à lui configuré de façon à être plaqué contre la surface externe de la couche 22 de céramique piézoélectrique, c'est à dire la face opposée à la face en contact avec la surface de la "caul plate" 13.

Selon l'invention, comme l'illustre la vue détaillée de la figure 3, ce film 21 comporte une pluralité d'électrodes 31 de faible épaisseur, disposées en surface. La face 33 dudit film 21 qui porte les électrodes 31 est destinée à être plaquée contre la face externe de la couche 22 de matériau piézoélectrique. Le film 21 comporte encore un ensemble de conducteurs électriques 32, qui débouchent à l'extérieur du film par une connectique appropriée et qui permettent d'appliquer un signal électrique à chacune des électrodes 31. Selon l'invention également, le film 21 peut être réalisé dans tout matériau isolant électrique souple approprié, présentant notamment les caractéristiques de tenue en température et en pression requises, les conditions de température et de pression étant celles imposées par le procédé de fabrication de la structure 11. Préférentiellement le film 21 est un film de matériau polymère du groupe des polyimides, par exemple un film de Kapton®.

En ce qui concerne les électrodes 31 et les conducteurs 32, ceux-ci sont préférentiellement réalisés, à la façon d'un circuit imprimé, sous forme de pastilles et de pistes en matériau conducteur, des pastilles et des pistes métalliques par exemple. Comme l'illustre la figure 3, les pastilles formant les électrodes 31 sont déposées en surface, sur celles des faces du film souple 21 destinée à être mise en contact avec la couche 22 de matériau piézoélectrique. Les pistes conductrices 32, quant à elles, sont implantées sur l'autre face ou encore, comme illustré par la figure 3, dans l'épaisseur du film, de façon à ne pas entrer en contact avec la couche de matériau piézoélectrique 22.

L'ensemble électrodes-pistes conductrices est par ailleurs réalisé et intégré au film souple par toute méthode de réalisation de circuits imprimés souples appropriée, connue de l'homme du métier. D'un point de vu dimensionnel, la couche 22 de matériau 35 piézoélectrique déposée sur la "caul plate" présente une épaisseur e2 de l'ordre de quelques dizaines de microns, typiquement de l'ordre de 70pm, tandis que le film 21 en matériau souple présente une épaisseur el de l'ordre de quelques centaines de microns, typiquement de l'ordre de 200pm. Les électrodes 31 et les pistes conductrices 32 implantées sur le film 21 ont quant à elles une épaisseur de l'ordre de la dizaine de micron à quelques dizaines de microns. Il est à noter par ailleurs que l'épaisseur et la nature du film de matériau piézoélectrique détermine la fréquence de résonnance de la couche 22.

D'un point de vue fonctionnel, l'ensemble constitué par la couche de matériau piézoélectrique déposée sur la "caul plate" et les électrodes 31 disposées à la surface du film en matériau souple 21 forment une pluralité de capteurs ultrasonores disposés à la surface de la "caul plate" en regard de la structure 11 à analyser, la répartition des capteurs ultrasonores ainsi formés étant simplement définie par la disposition des électrodes à la surface du film souple. Lorsqu'elle est excitée par un signal, une tension, électrique, chacune des électrodes forme, avec la zone de la couche de matériau piézoélectrique située entre elle et la surface de la "caul plate", un transducteur piézoélectrique capable d'émettre une onde ultrasonore au travers de la structure 11 et de capter l'écho produit par la traversée de ce signal au travers de la structure 11. On réalise ainsi, avantageusement, un ensemble de capteurs ultrasonores dont le fonctionnement est identique, dans son principe, à celui des capteurs individuels 16 présentés sur la figure 1.

Il est à noter que, pour assurer un bon fonctionnement des capteurs ultrasonores ainsi réalisés, il est nécessaire d'assurer le contact le meilleur possible entre les électrodes 31 d'une part et la surface de la couche 22 de matériau piézoélectrique d'autre part. Ce contact est assuré en plaquant la face de ce film souple qui porte ces électrodes sur la surface de la couche 22 par tout moyen approprié, adapté au fonctionnement de l'outillage de fabrication auquel le dispositif de contrôle par ultrason selon l'invention est intégré. Dans le cadre d'un outillage de fabrication mettant en oeuvre un procédé de type LRI, tel que celui schématisé dans les figures 2 et 3, le maintien en contact du film 21 avec la couche piézoélectrique 22 peut avantageusement être réalisé, de façon incidente, par la dépression introduite dans l'espace 15 délimité par la membrane 14 qui renferme la structure 11 en cours de fabrication, ainsi que la "caul plate" 13 sur laquelle est déposée la couche de matériau piézoélectrique 22 et le film souple 21 sur lequel sont disposées les électrodes 31. La structure décrite dans le texte qui précède permet avantageusement de réaliser un dispositif comportant une pluralité de capteurs ultrasonores, de transducteurs acoustiques, ayant des fonctionnalités similaires à celle des capteurs ultrasonores généralement utilisés, tout en présentant une plus grande facilité de mise en place et d'utilisation. En effet, dans les dispositifs connus généralement utilisés, les capteurs sont intégrés à la structure même de la "caul plate" 13 et éventuellement du moule 12. Par suite, la modification du nombre et de la répartition des capteurs à la surface de la pièce à contrôler nécessite de modifier ou de remplacer la "caul plate" 13 et éventuellement le moule 12 de façon à y loger les capteurs selon le nouvel agencement souhaité. Or, dans le cas du dispositif selon l'invention, dans la mesure où la couche de matériau piézoélectrique déposée à la surface de la "caul plate" est une couche uniforme et où la disposition des capteurs est définie simplement par l'arrangement des pastilles conductrices formant les électrodes 31 à la surface du film souple 21, changer la disposition et le nombre des capteurs devient avantageusement simple et ne nécessite que le remplacement du film souple 21. On dispose ainsi d'un dispositif de contrôle aisément reconfigurable par simple remplacement ou repositionnement du film souple 21, le remplacement du film souple existant par un autre film présentant un arrangement d'électrodes différent présentant un coût avantageusement inférieur aux coûts engendrés par la modification ou le remplacement de la "caul plate" 13 et éventuellement du moule 12.

Les figures 4 à 7 permettent de mettre en évidence un autre avantage que présente l'utilisation du dispositif selon l'invention, avantage qui tient à la variété de configurations de capteurs qu'il est possible de mettre en oeuvre du fait de la structure même du dispositif selon l'invention.

Comme il a été dit précédemment, chaque capteur du dispositif selon l'invention est constitué par l'électrode correspondante disposée sur le film souple 21 et par la zone de la couche 22 de matériau piézoélectrique située en regard de cette électrode. De la sorte les caractéristiques de chacun des capteurs du dispositif selon l'invention peuvent être définies séparément en jouant simplement sur la forme des électrodes 31 disposées sur le film souple 21, chaque électrode pouvant avoir une forme et des dimensions propres. La figure 4 présente une vue générale plane d'un premier type 10 d'électrode pouvant être mis en oeuvre par le dispositif selon l'invention. Dans le cas de la figure 4, il s'agit d'une électrode constituée d'une unique pastille conductrice 41 dont les dimensions, longueur et largeur ou bien diamètre selon la forme de l'électrode, sont définies de façon à émettre dans la structure 11 analysée une onde sensiblement plane ayant, pour la 15 fréquence acoustique émise, une puissance suffisante pour traverser la structure, tout en conservant une résolution d'analyse suffisante. Ainsi, pour une fréquence acoustique de 5MHz, fréquence déterminée par les caractéristiques du revêtement piézoélectrique, on choisira par exemple des pastilles ayant la forme de carrés de 5mm de côté.

20 Une telle pastille est excitée par l'application d'une tension appropriée par l'intermédiaire d'une piste conductrice 42 reliée extérieurement à un générateur de tension, piste qui chemine par exemple dans l'épaisseur du film 21. Equipé avec de telles pastilles, le dispositif selon l'invention se 25 comporte alors, comme l'illustre la figure 5, de façon semblable aux dispositifs de contrôle par ultrasons connus comportant des capteurs unitaires intégrés à l'outillage de fabrication, tout en conservant cependant ses caractéristiques avantageuses en termes de mise en place et d'interchangeabilité.

30 La figure 6 présente une vue générale d'un second type d'électrode 61 pouvant être mis en oeuvre par le dispositif selon l'invention dans une forme de réalisation plus sophistiquée. L'électrode présentée sous la figure 6 consiste en une pluralité d'électrodes 62 élémentaires regroupées pour former un ensemble présentant un arrangement particulier, un arrangement matriciel par exemple dans le cas de la figure 6. Dans cet exemple de mise en oeuvre, chacune des électrodes élémentaires 62 est configurée de façon à pouvoir exciter de manière indépendante par l'application d'une tension appropriée par l'intermédiaire d'une piste conductrice 63 reliée extérieurement à un générateur de tension. Les dimensions et la forme des électrodes élémentaires 62 sont définies de telle façon que chaque électrode élémentaire produise, lorsqu'elle est excitée, une onde sensiblement sphérique ou cylindrique. De la sorte, en fonction de la tension appliquée à chacune des électrodes élémentaires et des instants respectifs d'excitation des différentes électrodes, il est possible d'émettre une onde sonore présentant des caractéristiques particulières. Chaque électrode 61 du dispositif permet alors de constituer, de manière avantageusement simple, un capteur ultrasonore multiéléments dont les caractéristiques acoustiques en termes de précision et de résolution, peuvent être sensiblement différentes de celle d'un capteur acoustique traditionnel tel que ceux qui équipent les dispositifs de test connus. L'illustration de la figure 7 présente, à titre d'exemple, une application particulière pour laquelle les électrodes élémentaires 62 formant une même 20 électrode 61 sont excitées de façon à émettre chacune une onde acoustique élémentaire se propageant à travers la structure 11.

Claims (12)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif de contrôle d'une structure en matériau composite (11) au cours de sa fabrication, ladite structure étant réalisée dans un espace (15) limité par la face interne d'une première forme (12) et par la face interne d'une seconde forme (13), ledit dispositif comportant une pluralité de capteurs ultrasonores disposés au voisinage de la structure de façon à ce que chaque capteur ultrasonore puisse émettre une onde ultrasonore à l'intérieur de la structure (11) et capter l'écho renvoyé par cette structure, caractérisé en ce qu'il comporte une couche (22) de matériau piézoélectrique dont la face interne est disposée sur la face externe de la seconde forme (13) et un film (21) en matériau souple isolant électrique agencé de façon à être plaqué contre la face externe de la couche (22) de matériau piézoélectrique, ledit film (21) en matériau souple comportant sur sa face en contact avec la couche (22) de matériau piézoélectrique une pluralité d'électrodes (31), chaque électrode (31) pouvant être excitées manière séparée par un signal de commande transmis par un conducteur (32), la surface conductrice de chacune des électrodes (31) étant agencée de façon à être en contact avec la surface de la couche (22) de matériau piézoélectrique de sorte que chaque électrode (31) forme avec la zone de la couche de matériau piézoélectrique, en regard de laquelle elle est placée, un capteur ultrasonore distinct.
2. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche (22) de matériau piézoélectrique est directement formée sur la face externe de la seconde forme (13) par mise en oeuvre d'un procédé de type sol-gel.
3. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le film (21) isolant électrique en matériau souple est réalisé dans un matériau polymère de type polyimide.
4. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les électrodes (31) sont formées par des pastilles conductrices disposées en surface, sur la face dudit film (21) en contact avec la couche (22) de matériau piézoélectrique, chaque électrode (31) étant alimentée électriquement par un élément conducteur (32) constitué par une piste conductrice disposée soit sur la face opposée du film (21) soit dans l'épaisseur du film.
5. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les pistes conductrices (32) alimentant les différentes électrodes (31) sont pourvues à leur extrémité d'une connectique permettant d'appliquer une tension d'excitation à chaque électrode.
6. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque électrode (41) est constituée par une pastille conductrice unique dont les dimensions sont définies de façon à ce que le capteur ultrasonore formé par cette électrode et la couche de matériau piézoélectrique émette une onde ultrasonore sensiblement plane.
7. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chaque électrode (61) est constituée par une pastille conductrice formée d'une pluralité de pastilles élémentaires (62) dont les dimensions sont définies de façon à ce que le capteur ultrasonore formé par une pastille élémentaire (62) et la couche (22) de matériau piézoélectrique émette une onde ultrasonore sensiblement sphérique ou cylindrique; les pastilles élémentaires (62) étant configurées de façon à pouvoir être commandées séparément.
8. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les pastilles élémentaires (62) sont agencées les unes par rapport aux autres de telle façon qu'elles puissent être excitées de façon à constituer un seul capteur ultrasonore.
9. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que pour chaque électrode (31) la tension d'excitation est appliquée entre ladite électrode (31) et une masse commune constituée par la seconde forme (13).
10. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la couche (22) de matériau piézoélectrique déposée sur la face externe de la seconde forme (13) présente une épaisseur e2 de l'ordre de plusieurs dizaines de microns.
11. 11 .Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le film (21) en matériau souple présente une épaisseur el de l'ordre de quelques centaines de microns. 15
12. 12.0utillage de fabrication de structure (11) en matériau composite mettant en oeuvre le procédé LRI, ledit outillage comportant un premier élément (12), ou moule, et un second élément (13), ou "caul plate" en vis-à-vis du premier élément, la structure (11) réalisée étant placée entre les faces internes de ces deux éléments, caractérisé en 20 ce qu'il comporte un dispositif de contrôle par ultrasons selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, la couche (22) de matériau piézoélectrique étant formée sur la face externe de la "caul plate" (13), le film (21) en matériau souple étant plaqué contre ladite couche (22). 25 10