1.2 Les types de sondes

La plupart des techniques présentées précédemment utilisent des sondes pour l’acquisition des mesures. Pour le CND par courants de Foucault comme pour d’autres techniques, plusieurs types de sondes et de mesures sont utilisables : la conception de la sonde doit déterminer ceux à employer.

1.2.1 Les sondes, les émetteurs et les récepteurs

Le principe des courants de Foucault nécessite l’emploi de deux « fonctions » :

• l’émission (E) d’un champ électromagnétique alternatif ;
• la réception (R) d’un autre champ électromagnétique, alternatif lui aussi.

Ces deux fonctions de base peuvent être individuellement réalisées par un ou plusieurs éléments. Une sonde comprend par conséquent un ou plusieurs éléments, dont certains sont émetteurs ou « excitateurs » et d’autres récepteurs ou « capteurs ». En pratique, certaines technologies entraînent qu’un élément ne peut être qu’émetteur, ou seulement récepteur, ou encore assurer les deux fonctions. Le dispositif de mesure intègre la sonde ainsi que son électronique associée, comme le montre la figure 1.6, et produit les signaux de mesure.

1.2.2 Les sondes à fonction double ou à fonctions séparées

Certains éléments peuvent réaliser simultanément ces deux fonctions E et R, tandis que d’autres ne peuvent en assurer qu’une. Deux possibilités existent ainsi pour réaliser ces fonctions au sein d’une même sonde :

• les sondes à fonction double
  Ce sont des sondes dans lesquelles le même élément réalise les deux fonctions. Dans le cas du CND par courants de Foucault, la sonde élémentaire composée d’une seule bobine est le plus commun exemple de ce qui peut être une sonde à fonction double. La grandeur mesurée est alors l’impédance de la bobine, comme expliqué ci-après dans la sous-section 1.3.1.2.
• les sonde à fonctions séparées
  Deux éléments ou groupes d’éléments y assurent séparément les deux fonctions. La grandeur mesurée est une image de la variation du champ électromagnétique. Il peut s’agir d’un capteur inductif bobiné ou d’un autre type de capteur de champ (cf. section 1.4).

Les sondes à fonctions séparées sont habituellement plus efficaces que les sondes à fonction double. Elle permettent d’augmenter indépendamment d’une part l’intensité du signal émis en modifiant par exemple la géométrie de l’émetteur, d’autre part la sensibilité au signal reçu et la résolution spatiale en modifiant par exemple la géométrie du récepteur. Enfin, elles sont en général moins sensibles aux perturbations externes[LB00].

1.2.3 Les sondes à mesure absolue ou différentielle

Indépendamment de la séparation des fonctions, le type de mesure doit être déterminé. Deux types de mesures existent :

• les mesures absolues
  Les sondes absolues sont constituées de un ou plusieurs éléments sensibles, à fonctions séparées ou non, dont le signal est exploité individuellement. La grandeur mesurée est donc absolue, sans référence.
• les mesures différentielles
  Les sondes différentielles sont composées de plusieurs éléments, les signaux mesurés étant retranchés deux à deux. Cela permet de ne mesurer par exemple qu’une variation locale de l’état de la pièce entre deux points. Dans le cas des sondes CF, lorsque les deux éléments sensibles concernés sont assez proches l’un de l’autre, la soustraction permet aussi de minimiser en grande partie l’influence du décollement de la sonde et de tous les problèmes de mesures qui concernent une étendue à inspecter relativement grande, comme une variation de perméabilité du matériau.

Parmi les appareils pour le CND par courants de Foucault commercialisés et utilisés actuellement, les sondes absolues sont souvent utilisées pour détecter des variations graduelles comme les dégradations dues à la corrosion ou l’usure de contact. Au contraire, les sondes différentielles sont avant tout préférées pour la détection des défauts abruptes et soudains, comme les bords ou les fissures. Il est éventuellement possible de disposer des deux types de mesures sur une seule sonde.