Sondes monolithiques composites
Pendant les premières décennies des contrôles non destructifs par ultrasons, la fabrication des sondes était fondée sur des disques de quartz ou des céramiques piézo-électriques. Plus récemment, les sondes composites ont fait leur apparition comme alternative. S’il est vrai qu’elles sont plus chères du fait des coûts de fabrication plus élevés, elles possèdent cependant l’avantage d’augmenter nettement la sensibilité. En effet, on observe une augmentation pouvant aller à 12 dB par rapport aux éléments conventionnels. Il convient de noter qu’elles maintiennent une large bande passante et un temps de récupération de l’impulsion relativement court.
Les sondes composites sont fabriquées en divisant le matériau piézoélectrique standard de manière à former une grille. Les espaces de la grille sont remplis d’époxy et le fond est meulé pour laisser une série de petits morceaux piézoélectriques dans une matrice d’époxy. Une plaque permettant le contact électrique est ensuite installée sur les deux côtés de la matrice. La matière première est coupée en une forme carrée, rectangulaire ou circulaire de la bonne taille en fonction de la sonde que l’on souhaite fabriquer.
Dans l’élément de sonde ainsi créée, les différents blocs piézoélectriques fonctionnent comme des points sources de fronts d’onde sphériques qui se combinent en une seule onde, selon le principe de Huygen. La sensibilité de la sonde est augmentée, car les blocs individuels peuvent se diffuser et se contracter de façon plus libre comparativement à un point donné dans le centre d’un disque ou d’une plaque solide. De plus, l’époxy diminue l’impédance acoustique de la sonde, créant un couplage acoustique plus efficace dans les sabots, les lignes à retard et l’eau, ainsi que dans les matériaux de test non métalliques, comme les composites et les polymères. Un désavantage potentiel est la résolution à faible profondeur de la sonde en inspection par contact direct. Cette technique de fabrication de sondes est particulièrement importante, cas elle établit la base de la construction de sondes multiéléments et des équivalences de fronts d’onde.
