Les phénomènes de fatigue thermique ou mécanique de matériaux conduisent à l’altération
des structures, allant jusqu’à la création de fissures. L’objectif du contrôle non
destructif (CND) est de détecter ces fissures et déterminer leurs dimensions, données
permettant de statuer sur leurs nocivités et l’endommagement de la structure. Parmi les
différentes méthodes de CND, les ultrasons offrent en outre un examen volumique de
l’ensemble de la structure, avec une mise en œuvre relativement aisée et non contraignante
en termes de sécurité et règlementation. L’interaction entre les ondes ultrasonores et les
discontinuités ou fissures présentes au sein de la structure conduit à des échos observés
en réception, lesquels après interprétation permettent de dimensionner voire caractériser
les défauts à l’origine de ces échos. Selon la nature de l’endommagement (fissure isolée
ou réseau de défauts, par exemple dans le cas d’un faïençage thermique, fissure ouverte ou
partiellement fermée) et la technique de contrôle utilisée, des phénomènes plus ou moins
complexes sont mis en jeu : interaction entre une fissure et un réseau de faïençage
proche, contacts partiels entre les faces de la fissure sous l’effet de contraintes … Ces
phénomènes peuvent limiter les capacités de dimensionnement, voire même de détection des
fissures. Dans cet article, différentes applications menées par le CEA LIST, dans le
domaine nucléaire, sont discutées. Ces techniques reposent sur l’utilisation de capteurs
multi-éléments ultrasonres, permettant de maîtriser l’orientation et la focalisation du
faisceau ultrasonore rayonné dans la pièce, de façon à optimiser la détection et le
dimensionnement de défauts. Différents défauts ont été étudiés : fissure de fatigue
mécanique inspectée par ultrasons sous contrainte ou hors contrainte, fissure de fatigue
thermique, en présence ou non d’un réseau de faïençage. Ces techniques sont optimisées à
partir des outils de simulation disponibles au sein de laplateforme logicielle
multi-techniques (ultrasons, courants de Foucault, radiographie) CIVA, permettant de
prédire les résultats des inspections et ainsi de concevoir et/ou optimiser des techniques
de contrôle. Les performances de ces différentes techniques sont évaluées
expérimentalement et confrontées aux simulations.