1.1 Introduction générale à l’inspection par ultrasons
Les appareils de recherche de défauts à ultrasons sont utilisés dans les applications industrielles depuis plus de 60 ans. Depuis les années 1940, on utilise les mêmes lois fondamentales de la physique qui régissent la propagation des ondes sonores à haute fréquence pour rechercher les défauts cachés, comme les fissures, les vides, la porosité et d’autres discontinuités internes dans les métaux, les composites, les plastiques et les céramiques, ainsi que pour mesurer l’épaisseur des matériaux et en analyser les propriétés. L’inspection par ultrasons est une méthode sûre et non destructive bien établie dans un grand nombre d’industries de service, de la fabrication et de processus, particulièrement pour les applications d’inspection des soudures et des structures métalliques.
L’expansion de l’inspection par ultrasons s’explique notamment par les développements importants dans le secteur des composants électroniques, et plus tard dans le secteur de l’informatique. Les premières études réalisées en Europe et aux États-Unis dans les années 1930 ont montré que les ondes sonores à haute fréquence se reflètent de façon prévisible sur les indications cachées, créant ainsi des échos caractéristiques qui peuvent s’afficher sur les écrans des oscilloscopes. Le développement de sonars pendant la Deuxième Guerre mondiale a également contribué aux recherches dans le domaine des ultrasons. En 1945, le chercheur américain Floyd Firestone a breveté un appareil appelé Supersonic Reflectoscope, considéré comme le premier appareil de recherche de défauts par ultrasons utilisant le technique par réflexion, laquelle est encore fréquemment utilisée aujourd’hui. Cet appareil est à l’origine des nombreux appareils commerciaux apparus dans les années suivantes. Parmi les sociétés leaders dans le développement d’appareil de recherche de défauts, de mesureurs d’épaisseur et de sondes à ultrasons des années 1960 et 1970 se trouvaient Panametrics, Staveley et Harisonic qui font toutes parties d’Olympus aujourd’hui.
À la fin des années 1940, des chercheurs au Japon ont été les premiers à utiliser l’inspection par ultrasons dans le cadre de diagnostics médicaux. Ils ont utilisé un des premiers équipements générant une vue B-scan à deux dimensions pour observer des couches des tissus. Dans les années 1960, les premiers scanners médicaux étaient utilisés pour détecter et obtenir un aperçu des tumeurs, des calculs biliaires et d’autres troubles semblables. Dans les années 1970, l’arrivée sur le marché des mesureurs d’épaisseur de précision a permis d’étendre l’inspection par ultrasons à un grand nombre d’activités de fabrication, notamment dans les applications où un seul côté de la pièce était accessible. L’utilisation des mesureurs de corrosion s’est également répandue pour la mesure de l’épaisseur résiduelle de la paroi des tuyaux et de réservoirs métalliques.
Les dernières avancées en matière d’appareils à ultrasons reposent sur les techniques de traitement numérique du signal et les microprocesseurs bon marché offerts à partir des années 1980. Ces développements ont conduit à la production de la dernière génération de petits appareils portables extrêmement fiables et de systèmes d’inspection sur ligne de production utilisés pour la recherche de défauts, la mesure d’épaisseur et l’imagerie acoustique.
