Brevet FR2732465A1 — publié le 19961004

PROCEDE DE MESURE DU GRADIENT D'HUMIDITE DANS L'EPAISSEUR D'UNE PIECE EN MATERIAU COMPOSITE. DESCRIPTION Domaine technique L'invention concerne un procédé permettant de mesurer le gradient d'humidité dans l'épaisseur d'une pièce en matériau composite, afin notamment de surveiller son évolution dans le temps. Une application privilégiée de ce procédé concerne les industries aéronautique et spatiale. En particulier, le procédé selon l'invention peut être utilisé pour effectuer une surveillance dynamique du profil de concentration en eau dans une pièce en matériau composite prévue pour être intégrée dans un engin spatial, depuis la fabrication de cette pièce jusqu'au lancement de l'engin spatial, en passant par l'intégration de la pièce dans l'engin. De façon plus générale, le procédé selon l'invention peut être utilisé à chaque fois qu'il est nécessaire de surveiller l'évolution des profils de concentration en eau dans une pièce en matériau composite pendant une période plus ou moins longue. Etat de la technique Les matériaux composites comprennent généralement une matrice de résine polymérisée susceptible d'absorber ou de désorber de l'eau ou des solvants en fonction des conditions environnantes. Or, les variations du gradient d'humidité dans l'épaisseur d'une pièce en matériau composite provoquent des modifications importantes des caractéristiques mécaniques et thermodynamiques de cette pièce. A l'heure actuelle, l'étude des phénomènes de reprise d'humidité dans les matériaux composites et de leur influence sur les caractéristiques mécaniques de ces matériaux est réalisée empiriquement par vieillissement artificiel en enceinte climatique, suivi d'une caractérisation des propriétés résiduelles. Les valeurs des propriétés mécaniques déterminées dans un état hydrique généralement non maîtrisé servent de grandeurs de dimensionnement pour les bureaux d'études dans lesquels sont conçues les pièces en matériau composite. Dans certaines applications, les modifications des caractéristiques mécaniques et thermodynamiques entraînées par des variations du gradient d'humidité dans l'épaisseur des pièces nécessitent une surveillance qui peut s'étaler sur plusieurs annees. C'est notamment le cas dans l'industrie spatiale, lors de la fabrication d'un engin spatial tel qu'un satellite ou une sonde, comportant des éléments sensibles tels que des éléments optiques, montés sur des pièces structurelles en matériau composite. Ainsi, les déplacements et/ou les déformations de ces éléments sensibles, qui risquent de se produire entre le lancement de l'engin et son arrivée dans l'espace, peuvent avoir pour conséquence d'introduire des erreurs irréversibles dans les informations délivrées par ces éléments sensibles.En effet, lorsque les pièces structurelles en matériau composite qui supportent les éléments sensibles se trouvent dans le vide, il se produit une désorption de l'humidité présente dans ces pièces au moment du lancement. Pour limiter les conséquences des variations des caractéristiques mécaniques et thermodynamiques des pièces en matériau composite supportant des éléments sensibles sur les engins spatiaux, il est d'usage d'associer aux éléments sensibles des systèmes d'asservissement prévus pour être actionnés lorsque l'engin se trouve dans l'espace. Cependant, notamment pour des raisons d'encombrement, ces systèmes d'asservissement présentent toujours une course limitée. Il est donc essentiel de maintenir le taux d'humidité dans les pièces en matériau composite supportant les éléments sensibles en dessous d'une valeur limite pour laquelle on est certain que les déformations qui seront induites lors de la désorption de l'eau dans le vide pourront être rattrapées par les systèmes d'asservissement. En particulier, cette condition doit être remplie lorsqu'on effectue l'intégration de chacun des éléments sensibles sur un engin spatial. Par ailleurs, l'obtention d'un taux d'humidité réduit lors de l'intégration de chacun des éléments sensibles sur un engin spatial impose de procéder plusieurs fois, lors de la fabrication d'un tel engin, à des opérations de désorption d'eau. Ces opérations, qui sont accomplies en chauffant l'engin spatial dans une étuve, allongent considérablement le temps de fabrication des engins spatiaux, puisque la fabrication est interrompue à chaque fois qu'une opération de désorption d'eau est réalisée. Or, la température maximale de chauffage atteinte lors d'une opération de désorption d'eau est limitée par la présence de pièces fragiles qui seraient endommagées par des températures excessives. De ce fait, les opérations de désorption sont toujours très longues.Si l'on désire limiter la durée de ces opérations de désorption d'eau, il est donc souhaitable de surveiller le taux d'humidité dans les pièces en matériau composite qui supportent les éléments sensibles, afin d'éviter que ce taux ne s'élève trop au cours de la fabrication de l'engin spatial. Dans l'état actuel de la technique, le gradient d'humidité présent dans l'épaisseur de chacune des pièces en matériau composite entrant dans la fabrication d'un engin spatial, est déterminé par le calcul, à partir de pesées régulières d'éprouvettes. Ces éprouvettes sont représentatives de tous les types de pièces en matériau composite qui entrent dans la fabrication de l'engin. Elles sont fabriquées en même temps que les pièces elles-mêmes et accompagnent l'engin spatial pendant toute la durée de sa fabrication et sur tous les sites sur lesquels cette fabrication a lieu. Dans la pratique, il n'est pas rare qu'environ 50 éprouvettes accompagnent ainsi un engin spatial en cours de fabrication pendant environ 5 ans. En pesant régulièrement chacune des éprouvettes, on obtient une information globale sur l'évolution dans le temps de l'état hydrique de l'éprouvette considérée. Des calculs, sur la base d'une modélisation reposant sur la loi de Fick, permettent ensuite d'accéder au gradient de concentration d'humidité dans l'épaisseur des pièces. Cette technique de surveillance de l'état hydrique des pièces en matériaux composites est longue, coûteuse et très mal adaptée à une exploitation industrielle. De plus, elle repose sur une modélisation qui suppose notamment que l'absorption de l'humidité est uniforme sur toute la surface de la pièce, ce qui n' est pas toujours vrai. En outre, la manutention imposée par la pesée peut altérer la dynamique des phénomènes de sorption-désorption et, de ce fait, fausser les résultats. Indépendamment du problème de la surveillance du gradient d'humidité dans l'épaisseur d'une pièce en matériau composite dont la fabrication est terminée, on a développé ces dernières années des microcapteurs capacitifs, dans le but de surveiller la polymérisation d'un matériau composite en cours de fabrication. Ainsi, le document EP-A-0 312 623 propose de placer un tel microcapteur capacitif dans une pièce en matériau composite, lors de la polymérisation de cette pièce, pour connaître l'état d'avancement de la réaction de polymérisation. Exposé de l'invention L'invention a précisément pour objet un nouveau procédé permettant d'effectuer une mesure dynamique du gradient d'humidité dans l'épaisseur d'une pièce en matériau composite, au moyen d'un ensemble de microcapteurs capacitifs tels que celui qui est décrit dans le décrit EP-A-0 312 623, ce procédé permettant d'effectuer une surveillance en temps réel de l'état hydrique d'un nombre quelconque de pièces à l'aide d'un nombre d'éprouvettes limité ou même directement sur les pièces réelles, sans qu'il soit nécessaire de procéder à des opérations ultérieures longues et coûteuses. Conformément à l'invention, ce résultat est obtenu au moyen d'un procédé de mesure du gradient d'humidité dans l'épaisseur d'une pièce en matériau composite, caractérisé par le fait qu'il comprend les étapes suivantes - introduction, lors de la fabrication de la pièce, d'un ensemble de capteurs capacitifs répartis géométriquement dans l'épaisseur de la pièce - détermination de la réponse diélectrique du matériau, dans une gamme de fréquences donnée, et choix d'un mode de traitement applicable, en fonction de phénomènes physiques révélés par la réponse diélectrique - mesure de la capacité équivalente et de la perte équivalente de chaque capteur, dans la gamme de fréquences donnée - calcul, par le mode de traitement choisi, de fractions de la capacité équivalente et de la perte équivalente dues uniquement à l'humidité, et détermination, à partir de ces fractions et compte tenu de la réponse diélectrique du matériau, du gradient d'humidité dans l'épaisseur de la pièce. Dans ce procédé, la répartition géométrique d'un ensemble de capteurs capacitifs dans l'épaisseur de la pièce permet d'obtenir directement, en temps réel, des informations représentatives du gradient d'humidité dans l'épaisseur de cette pièce, sans avoir recours à aucune modélisation. Par ailleurs, la complexité des phénomènes qui se produisent lors de l'absorption comme lors de la désorption de l'humidité dans la pièce est prise en compte par le choix d'un mode de traitement applicable, qui est effectué à partir de la réponse diélectrique du matériau. En effet, ce mode de traitement applicable, qui dépend des phénomènes physiques révélés par la réponse diélectrique du matériau, permet d'interpréter et de corriger les informations fournies par les capteurs, de façon à obtenir directement une mesure du gradient d'humidité dans l'épaisseur de la pièce. Etant donné que chaque voie de mesure comprend un capteur et une ligne de connexion associés, la mesure de la capacité équivalente et de la perte équivalente de chaque capteur est précédée par une calibration au cours de laquelle on détermine un facteur de correction. Ce facteur de correction, pris en compte lors de la mesure, détermine pour chaque voie de mesure la fraction de signal due uniquement au capteur de cette voie. La calibration est faite en mesurant la réponse de chaque capteur en circuit ouvert et en court circuit. Afin que la mesure effectuée par chacun des capteurs ne soit pas perturbée par la présence des autres capteurs, l'introduction des capteurs dans la pièce est faite de façon telle qu'ils soient décalés les uns par rapport aux autres, en vue de dessus. La pièce en matériau composite est généralement formée de couches de fibres électriquement conductrices telles que des fibres de carbone, imprégnées de résine. Pour éviter la formation de court circuits, les capteurs sont introduits entre certaines couches de fibres, lors du drapage de celles-ci, après avoir été recouverts d'un vernis polymérisé, tel qu'un vernis polymère, dont la nature chimique et les caractéristiques diélectriques sont aussi proches que possible de celles de la résine du matériau composite. L'épaisseur de la couche de vernis recouvrant les capteurs est aussi faible que possible, de préférence comprise entre environ 20 Hm et environ 100 clam. Pour que l'intégration des capteurs dans l'épaisseur de la pièce en matériau composite n'induise pas d'instabilité mécanique après la polymérisation, on oriente de préférence les capteurs de telle sorte que les branches de leurs électrodes forment des angles aussi élevés que possible, par exemple proches de 90 , avec les fibres des couches adjacentes. Dans un premier mode de mise en oeuvre de l'invention, on introduit les capteurs dans une pièce échantillon, de mêmes caractéristiques qu'une pièce réelle dont on désire surveiller le profil de concentration en eau. On maintient alors en permanence la pièce échantillon dans la même atmosphère que la pièce réelle. Selon un autre mode de mise en oeuvre de l'invention, on introduit directement les capteurs dans la pièce réelle dont on désire connaître le gradient d'humidité. Avantageusement, le procédé selon l'invention est appliqué à une pièce élémentaire d'un engin spatial, pour effectuer une surveillance du gradient d'humidité dans l'épaisseur de cette pièce, depuis sa fabrication jusqu'au lancement de l'engin spatial, en passant par l'intégration de la pièce sur cet engin. Dans ce dernier cas, on effectue avantageusement la surveillance du gradient d'humidité dans l'épaisseur de plusieurs pièces élémentaires réalisées dans le même matériau, au moyen d'une même pièce échantillon, d'épaisseur au moins égale à l'épaisseur maximale-des pièces élémentaires. Pour déterminer la réponse diélectrique du matériau, on mesure les variations de la capacité équivalente et de la perte équivalente d'au moins l'un des capteurs, en fonction de la fréquence, lorsque la pièce est dans un état hygrométrique donné. Par ailleurs, pour tenir compte des différents phénomènes physiques qui peuvent intervenir dans la réponse diélectrique d'un matériau donné, dans les conditions de la mesure, le choix du mode de traitement applicable s'effectue parmi quatre modes de traitement possibles. Ces modes de traitement possibles incluent un premier mode dans lequel les phénomènes de polarisation d'électrode et de contribution dipolaire sont présents, un deuxième mode dans lequel le phénomène de polarisation d'électrode est absent, un troisième mode dans lequel le phénomène de contribution dipolaire est absent, et un quatrième mode dans lequel les phénomènes de polarisation d'électrode et de contribution dipolaire sont absents. Même s'il est possible d'effectuer des corrections pour prendre en compte d'éventuelles variations de température, la détermination de la réponse diélectrique du matériau et la mesure de la capacité de chaque capteur sont de préférence faites sensiblement à une même température. Brève description des dessins On décrira à présent, à titre d'exemple non limitatif, une forme de mise en oeuvre préférentielle du procédé selon l'invention, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est une vue en perspective, avec arrachement partiel, représentant schématiquement l'implantation d'un ensemble de capteurs capacitifs dans une pièce en matériau composite dont on désire mesurer le gradient d'humidité dans l'épaisseur, conformément à l'invention ; ; - la figure 2 est un schéma représentant une installation de mesure du gradient d'humidité dans l'épaisseur de la pièce, à l'aide de l'ensemble de capteurs capacitifs de la figure 1 - la figure 3 représente à la fois les variations de la capacité équivalente Cp (en pF) et de la perte équivalente Cp*D (en pF) en fonction de la fréquence f (en Hertz), les valeurs expérimentales étant représentées en trait plein et les valeurs obtenues après traitement étant représentées en traits discontinus, dans le cas où le mode de traitement applicable prend en compte uniquement le phénomène de polarisation d'électrodes ; - la figure 4 est une vue comparable à la figure 3, dans le cas où le mode de traitement applicable prend en compte à la fois les phénomènes de polarisation d'électrodes et de contribution dipolaire. Exposé détaillé d'un mode de réalisation Le procédé de mesure selon l'invention repose sur l'utilisation de microcapteurs capacitifs du type décrit dans le document EP-A-O 312 623. Ces microcapteurs, qui ont été développés afin de suivre l'évolution de la réaction de polymérisation de la résine lors de la fabrication de matériaux composites, délivrent un signal de sortie représentatif de la permittivité complexe du milieu dans lequel ils se trouvent. Leur très faible épaisseur permet de les placer entre deux couches d'un matériau composite sans perturber les caractéristiques de ce dernier. Conformément à invention et comme l'illustre très schématiquement la figure 1, on introduit plusieurs microcapteurs capacitifs 10 dans l'épaisseur d'une pièce P en matériau composite, lors de sa fabrication, afin de pouvoir surveiller, de façon dynamique, aussi longtemps que nécessaire les variations de concentration d'eau dans l'épaisseur de cette pièce, après sa fabrication. En référence à la figure 1, il est tout d'abord rappelé que chacun des microcapteurs capacitifs 10 comprend un support 12 électriquement isolant, constitué par exemple par une fine bande de polyimide. A titre d'illustration nullement limitative, cette bande peut présenter une épaisseur d'environ 200 Am pour une largeur de 1,2 cm et une longueur de 38 cm. La partie active de chacun des microcapteurs capacitifs 10 est constituée par deux électrodes 14 et 16 en forme de peignes dont les branches, orientées dans le sens de la longueur du support 12, sont interpénétrées. Les deux électrodes 14 et 16 sont formées sur l'une des faces du support 12, à l'extrémité de ce dernier prévue pour être placée dans la pièce P. A titre d'exemple, la longueur des branches interpénétrées des électrodes est d'environ 3 cm. Les électrodes 14 et 16 forment un condensateur qui constitue l'élément actif de chacun des microcapteurs 10. Pour permettre le raccordement électrique des électrodes 14 et 16 de chacun des microcapteurs 10 à des circuits extérieurs qui seront décrits ultérieurement, chaque microcapteur 10 comporte en outre deux conducteurs électriques 18 et 20 situés sur la face du support 12 qui porte les électrodes et reliant respectivement ces dernières à deux connexions électriques 22 et 24 prévues pour être placées à l'extérieur de la pièce P lorsque les microcapteurs sont introduits dans cette dernière. La pièce P dont on désire pouvoir surveiller en permanence l'état hydrique est une pièce en matériau composite formée par la superposition d'un certain nombre de couches C, généralement appelées plis, qui contiennent chacune un ensemble de fibres (non représentées) électriquement conductrices, telles que des fibres de carbone, noyées dans une résine polymérisable telle qu'une résine époxyde, phénolique, polyester ou polyuréthane. Dans chacune des couches C, les fibres sont orientées parallèlement les unes aux autres. Généralement, l'orientation des fibres dans deux couches adjacentes est différente, de telle sorte que les fibres contenues dans une pièce P formée par un empilement d'un certain nombre de couches C sont orientées selon au moins trois directions différentes.Ces directions sont déterminées en fonction des caractéristiques mécaniques de la pièce que l'on désire réaliser. Il en est de même de l'épaisseur de la pièce P, c'està-dire du nombre de couches C constituant cette pièce. L'introduction des microcapteurs capacitifs 10 dans la pièce P s'effectue lors de la fabrication de cette dernière et, plus précisément, lors de la formation de l'empilement de couches C, c'est-à-dire lors de l'opération de drapage au cours de laquelle cet empilement est formé. Avant de procéder à l'introduction des microcapteurs capacitifs 10 dans la pièce P en cours de fabrication, chacun des microcapteurs subit un traitement préalable de vernissage, visant à éviter tout contact direct entre les électrodes 14 et 16 et les fibres électriquement conductrices. En effet, un tel contact provoquerait un court-circuit rendant les microcapteurs inutilisables. Chacun des microcapteurs 10, ou au moins la face de leur support 12 portant les électrodes 14 et 16 et les conducteurs 18 et 20 est donc recouvert d'une fine couche de vernis tel qu'un vernis polymère. L'épaisseur de cette couche doit être suffisante pour assurer l'isolation électrique, tout en restant aussi faible que possible pour ne pas perturber les mesures. Elle est, de préférence, comprise entre environ 20 ssm et environ 100 ssm. Le vernis utilisé lors de cette opération est choisi de façon à présenter une nature chimique et des caractéristiques diélectriques aussi proches que possible de celles de la résine du matériau composite formant la pièce P, afin que les mesures fournies par les microcapteurs soient aussi justes que possible. Lorsqu'il n'est pas possible d'utiliser comme vernis la résine d'imprégnation des fibres de la pièce, on utilise par exemple une solution époxyde amine dans un mélange de solvants. Cette solution peut notamment être déposée sur chacun des microcapteurs par trempage, suivi d'un séchage à température ambiante pendant environ 30 minutes. Cette opération est renouvelée autant de fois que nécessaire de manière à obtenir l'épaisseur de vernis désirée. Ainsi, à titre d'exemple, deux ou trois opérations de trempage puis de séchage successives permettent d'obtenir une couche de vernis d'épaisseur voisine de 50 clam. Pour terminer la préparation des microcapteurs 10 avant qu'ils ne soient introduits entre les couches C de la pièce P, le vernis recouvrant les capteurs est polymérisé. Cette opération peut notamment être réalisée dans une étuve ventilée pendant environ 1 heure à environ 1800C. Les microcapteurs 10 sont ensuite mis en place dans la pièce P, lors de l'opération de drapage, de façon telle qu'ils soient répartis géométriquement dans toute l'épaisseur de cette pièce. L'écartement entre les capteurs dans le sens de l'épaisseur de la pièce, c'est-à-dire le nombre de capteurs utilisés pour une pièce d'épaisseur donnée, est de préférence régulier et choisi en fonction de la précision que l'on désire obtenir en ce qui concerne la répartition de l'humidité dans l'épaisseur de la pièce. A titre indicatif, dans le cas d'une pièce épaisse, une très grande précision peut être obtenue en plaçant un microcapteur 10 environ toutes les dix couches C ou tous les millimètres. Dans le cas d'une pièce P plus mince, l'écartement entre les capteurs peut toutefois atteindre des valeurs sensiblement plus faibles. Par ailleurs et comme l'illustre également la figure 1, la mise en place des microcapteurs 10 dans l'épaisseur de la pièce P est réalisée de telle sorte qu'ils soient décalés les uns par rapport aux autres, en vue de dessus. Cette précaution permet d'éviter que les mesures effectuées par l'un quelconque des microcapteurs ne soient perturbées par la présence des autres microcapteurs. Il est à noter que ce décalage concerne essentiellement les surfaces actives des capteurs, c'est-à-dire les extrémités des faces des supports 12 qui portent les électrodes 14 et 16. Grâce à ce décalage, aucun capteur n'est situé entre la surface active d'un capteur quelconque et la face extérieure en vis-à-vis de la pièce P. Les surfaces actives des capteurs peuvent être toutes tournées vers la même face de la pièce P, ou orientées différemment, selon les caractéristiques des mesures que l'on désire effectuer. Enfin, lors de la mise en place des microcapteurs 10 dans l'épaisseur de la pièce P, on s'arrange pour que les branches des électrodes 14 et 16 soient orientées de façon à faire un angle aussi proche que possible de 90C par rapport aux fibres des couches C adjacentes aux microcapteurs considérés. Cette précaution permet de garantir une bonne stabilité mécanique de la pièce incorporant les microcapteurs. Dans la pratique, du fait que les couches adjacentes sont généralement formées de fibres présentant des orientations différentes, l'angle formé entre les branches des électrodes et les fibres des couches adjacentes est, par exemple, proche de 60 . Selon le cas, la pièce P dans laquelle sont introduits les microcapteurs 10 peut être soit directement la pièce réelle dont on désire surveiller l'état hydrique, soit une pièce échantillon, présentant les mêmes caractéristiques que la pièce réelle. Dans le second cas, l'expression "les mêmes caractéristiques" signifie que la nature des fibres comme la nature de la résine qui les imprègne sont les mêmes que celles de la pièce réelle. En revanche, l'épaisseur de la pièce échantillon peut être différente de celle de la pièce réelle lorsque la pièce échantillon est utilisée pour permettre la surveillance simultanée de plusieurs pièces réelles. Dans le cas où les pièces réelles dont on désire surveiller l'état hydrique sont toutes des pièces réalisées dans le même matériau composite et exposées à l'atmosphère extérieure sur leurs deux faces, leur comportement lors des phases d'absorption et de désorption d'eau est symétrique par rapport à la fibre neutre de ces pièces. L'utilisation d'une pièce échantillon également exposée à l'atmosphère sur ses deux faces, et dotée de capteurs sur la moitié de son épaisseur de telle sorte que les surfaces actives des capteurs soient tournées vers la face la plus proche de la pièce échantillon, permet, en donnant à cette pièce échantillon l'épaisseur de la plus épaisse des pièces réelles à surveiller, de connaître le comportement hydrique de toutes les autres pièces, sans qu'il soit nécessaire de réaliser à chaque fois une pièce échantillon différente. Par ailleurs, dans le cas de pièces réelles exposées à l'atmosphère extérieure sur une seule de leur face, le même résultat peut être obtenu soit au moyen d'une pièce échantillon présentant elle aussi une seule face exposée à l'atmosphère et dont l'épaisseur est égale à celle de la pièce réelle la plus épaisse, soit en utilisant une pièce échantillon exposée à l'atmosphère extérieure sur ses deux faces mais dont l'épaisseur est alors au moins double de celle de la pièce réelle de ce type la plus épaisse. Il est à noter, en outre, que si la pièce P illustrée schématiquement sur la figure 1 est une pièce de géométrie sensiblement plane, l'invention s'applique à une pièce de géométrie quelconque, et notamment à une pièce de forme tubulaire, fréquemment utilisée dans l'industrie spatiale. Après la description de l'instrumentation de la pièce P à l'aide des microcapteurs capacitifs 10, qui vient d'être faite en se référant à la figure 1, on décrira à présent l'installation de mesure associée à cette pièce instrumentée, en se référant tout d'abord à la figure 2. L'installation de mesures illustrée sur la figure 2 comprend tout d'abord une unité de connexions VHF 26, par exemple de type HP4472A. Les connecteurs 22 et 24 (figure 1) associés à chacun des microcapteurs capacitifs 10 sont reliés à cette unité de connexions VHF 26 par des conducteurs électriques 28. Ces connexions sont conçues de façon à ne pas amener de perturbations sur les mesures. L'installation de mesure comprend de plus un multiplexeur 30, par exemple de type HP3488A. Ce multiplexeur 30 permet d'effectuer des mesures individuellement sur les différentes voies de mesure que constituent les microcapteurs 10 et leurs lignes électriques associées, ou en effectuant un balayage de ces différentes voies. En outre, l'installation comprend une unité 32 de mesure et de contrôle ("LC meter"), par exemple de type HP4284A. Cette unité 32 permet de mesurer de façon précise la permittivité complexe de chacun des microcapteurs, d'une manière qui sera décrite plus en détail ultérieurement. En association avec les microcapteurs capacitifs 10, l'unité de connexions 26, le multiplexeur 30 et l'unité 32 de mesure et de contrôle forment une chaîne d'acquisition des mesures. A cette chaîne est associé un ordinateur 34, qui assure à la fois le pilotage de la chaîne d'acquisition et le traitement des mesures effectuées par cette chaîne. L'unité de connexion 26, le multiplexeur 30 et l'unité 32 de mesure et de contrôle sont reliés entre eux, ainsi qu'à l'ordinateur 34, par des connexions de type GPIB ("General Purpose Interface Bus") . Ces connexions permettent l'échange de données entre les différents éléments de l'installation ainsi que le pilotage de la chaîne d'acquisition par 1 'ordinateur. Sous le contrôle de l'ordinateur 34, l'unité 32 de mesure et de contrôle permet d'alimenter séquentiellement chacun des microcapteurs 10 par une tension alternative de valeur constante (par exemple, de + 1 volt) au travers du multiplexeur 30 et de l'unité de connexions 26. La fréquence de la tension d'alimentation des microcapteurs 10 peut prendre un certain nombre de valeurs prédéterminées dans une large gamme de fréquence, choisie de façon à permettre une connaissance précise de la réponse diélectrique de chacun des matériaux composites dont on désire mesurer le taux d'humidité. A titre d'exemple, cette gamme de fréquence s'étend d'environ 20 Hz à environ 1 MHz et comprend les valeurs suivantes : 20 Hz, 100 Hz, 1 kHz, 5 kHz, 10 kHz, 20 kHz, 40 kHz, 100 kHz et 1 MHz. Lorsqu'une tension alternative est ainsi appliquée à l'un quelconque des microcapteurs capacitifs 10 par l'unité 32 de mesure et de contrôle, ce capteur mesure l'impédance complexe de la voie de mesure correspondante, incluant ce capteur et la ligne de connexion qui lui est associée. L'impédance complexe mesurée est l'opposition totale de la voie de mesure au courant alternatif de fréquence donnée qui lui est imposé. Elle se décompose en une partie réelle et une partie imaginaire. L'impédance complexe mesurée par chaque microcapteur provient notamment de la composante capacitive et de la composante résistive du matériau. La composante capacitive est caractérisée par sa permittivité ou constante diélectrique '. La composante résistive est caractérisée par son facteur de pertes E". A partir des signaux représentatifs de l'impédance complexe fournis par chaque microcapteur 10, l'unité 32 de mesure et de contrôle détermine la capacité équivalente Cp en pF, qui correspond à la permittivité ou constante diélectrique 8' du matériau composite, ainsi que la perte équivalente CpD en pF, qui correspond au facteur de perte s" du matériau. Une étude détaillée des différents phénomènes physiques qui se produisent dans le matériau composite, notamment lorsque de l'eau est présente au voisinage des électrodes du microcapteur, conduit à représenter l'impédance complexe mesurée par chaque microcapteur sous la forme d'une capacité complexe, montée en parallèle avec une conductance, cet ensemble étant lui-même monté en série avec une impédance (d'après Johnson et Colle). Dans ce schéma, la capacité complexe correspond à la capacité du matériau composite à l'état sec, c'est-à-dire en l'absence de phénomènes de polarisation d'électrode. La conductance correspond aux phénomènes du type conductibilité ionique. Enfin, l'impédance, partiellement capacitive et partiellement résistive, représente le phénomène de polarisation des électrodes du microcapteur. Ce schéma électrique équivalent fait apparaître que l'impédance complexe mesurée par chacun des microcapteurs, qui correspond à la réponse ou signature diélectrique propre du matériau composite, comporte des perturbations dues à des phénomènes parasites dont l'importance peut varier d'un matériau composite à un autre ainsi qu'en fonction de la teneur en eau du matériau composite. Le procédé selon l'invention permet précisément d'identifier les phénomènes parasites qui interviennent dans la gamme de fréquences considérée et de les prendre en compte en même temps que la réponse diélectrique propre du matériau composite considéré, lors d'un traitement ultérieur des mesures effectuées par la chaîne de mesure, afin de fournir une mesure précise du gradient d'humidité dans l'épaisseur de la pièce, abstraction faite de ces phénomènes. La réponse d'un matériau composite au champ électrique extérieur créé par la tension alternative appliquée sur l'un quelconque des microcapteurs, peut être due à un ou plusieurs des phénomènes suivants - les déplacements ioniques dans la masse du diélectrique ; - la polarisation d'électrodes ; - les dipôles permanents éventuellement présents dans le matériau, qui s'orientent dans le champ électrique ; et - la polarisation interfaciale (ou effet Maxwell Wagner-Sillars) observée dans les matériaux hétérogènes. Les déplacements ioniques sont dus à la présence d'ions, par exemple Na+, Cl, dans la matrice de résine du matériau composite. Lorsque la résine est dans un état réticulé, comme c'est en principe le cas selon l'invention qui concerne un matériau composite dont la fabrication est terminée, les ions présents dans la résine sont piégés dans la matrice à l'état vitreux. Cependant, l'eau absorbée par le matériau composite peut présenter une certaine activité ionique à l'interface entre la résine et le capteur. Le phénomène de conduction qui en découle entraîne des perturbations qui ne doivent pas être prises en compte pour la détermination quantitative précise de la teneur en eau du matériau composite. Dans le schéma électrique équivalent donné précédemment, ce phénomène de conductibilité ionique est symbolisé par la conductance. Par rapport aux grandeurs Cp et CpD mesurées par l'unité 32 de mesure et de contrôle, ce phénomène de conduction dû aux déplacements ioniques est sans effet sur la capacité équivalente Cp. En revanche, il ajoute à la perte équivalente CpD un terme CpD0 tel que CpDC = , (1) -a;, avec s = #0 a = conductivité du matériau gO = permittivité du vide = 8,854.10-12 F/m et co = pulsation du champ électrique. Le phénomène de la polarisation d'électrodes a pour origine le fait qu'au niveau des électrodes du microcapteur, les charges mobiles n'ont pas nécessairement la possibilité de se décharger, en raison de la barrière de potentiel que constitue l'interface diélectrique/électrode. Les charges s'accumulent donc au voisinage des électrodes et donnent naissance à un champ électrique opposé au champ électrique créé par le microcapteur, de telle sorte que le champ électrique interne au matériau composite est modifié. Ce phénomène de polarisation d'électrodes entraîne, lui aussi, des perturbations qui ne doivent pas être prises en compte pour la détermination quantitative de la teneur en eau du matériau composite. Dans le schéma électrique équivalent donné précédemment, ce phénomène de polarisation d'électrodes est représenté par l'impédance. La polarisation d'électrodes contribue à la fois à la capacité équivalente Cp et à la partie équivalente CpD mesurées par l'unité 32 de mesure et de contrôle, auxquelles elle ajoute respectivement des termes Cpp et CpDp, tels que Cpp = Zo (3-n, (2) et CpDp = 4 -n (3) avec Z,, 4 : constantes, caractéristique de l'interface électrode-matériau et n = exposant empirique, compris entre O et 1. Si la résultante de ses différents moments dipolaires n'est pas nulle, une molécule possède un moment dipolaire permanent. C'est le cas de la molécule d'eau. Lorsqu'on applique un champ électrique, la molécule tend alors à s'orienter dans le sens de ce champ. Cependant, si le champ électrique est alternatif, la molécule ne peut pas basculer instantanément, car elle est soumise à des forces d'interaction avec la matrice organique du composite. Ce phénomène dû à la présence de dipôles permanents entraîne également des perturbations qui ne doivent pas être prises en compte pour la détermination quantitative de la teneur en eau du matériau composite. Dans le schéma électrique équivalent donné précédemment, ce phénomène de dipôles permanents intervient dans la capacité complexe. L'existence d'un dipôle se traduit par l'ajout à la capacité équivalente Cp et à la perte équivalente CpD mesurées par l'unité 32 de mesure et de contrôle de termes Cpd et CpDd, tels que Cp = E + E, - E-c (4) 1 + ## Eo - Ex et CpDd = 1 + ## (5) avec Eo = capacité statique Ex = capacité à fréquence infinie et r = temps de relaxation du dipôle. Enfin, la polarisation interfaciale, qui apparaît uniquement dans les matériaux hétérogènes, provient de l'accumulation de charges aux interfaces entre les différentes phases constituant ces matériaux, lorsque ces différentes phases ont des permittivités et des conductivités différentes. C'est notamment le cas d'une résine renforcée par des fibres de verre ou de carbone. Cette polarisation se manifeste surtout aux basses fréquences, dans les mêmes conditions que la polarisation d'électrodes. Lorsqu'un matériau tel que la pièce composite P dont on désire mesurer le gradient d'humidité est soumis à un champ électrique extérieur par l'un quelconque des microcapteurs capacitifs 10, les grandeurs Cp et CpD mesurées par l'unité 32 de mesure et de contrôle comprennent, l'une et l'autre, des composantes dues à la contribution d'un ou plusieurs des phénomènes précités. La réponse diélectrique du matériau, c'est-à-dire les courbes représentatives de ces deux grandeurs Cp et CpD, lorsqu'on fait varier la fréquence de la tension d'alimentation d'un microcapteur 10 dans la gamme de fréquence préalablement fixée, à température et degré hygrométrique donnés, révèlent donc la présence d'un ou plusieurs des phénomènes précités, selon l'allure de ces courbes. Ainsi, dans le cas le plus général, en l'absence de polarisation interfaciale, la capacité équivalente Cp est la somme de la contribution dipolaire et de la polarisation d'électrodes. En d'autres termes, Cp = Cp + Cppt r où Cp et Cpp sont donnés respectivement par les équations (4) et (2). De façon comparable, dans le cas le plus général, la perte équivalente CpD est la somme de la contribution dipolaire, de la polarisation d'électrodes et de la conduction. En d'autres termes, CpD = CpDd + CpDp + CpD, r CpDd, CpDp et CpD0 étant donnés respectivement par les équations (5), (3) et (1). Sur la base de cette analyse, on obtient, d'une part pour la capacité équivalente Cp, d'autre part pour la perte équivalente CpD, quatre expressions possibles, selon les contributions éventuellement présentes dans la réponse diélectrique du matériau à l'intérieur de la gamme de fréquences choisies. Ces quatre expressions possibles de Cp et Cp D sont données par les tableaux I et II. TABLEAU I dipôle et polarisation Cp=Ex + ( Eo-Ex)/( )/(1+Wr)+Z0#-n pas de contribution Cp=CpO+Zox n dipolaire (o)T 1 OU #t pas de polarisation Cp=Ex (Eo-Ex)/(1+##)) ni dipôle ni polarisation Cp=CpO où CpO = Capacité équivalente à sec, en l'absence de dipôle et de polarisation d'électrode. TABLEAU II dipôle, polarisation et CpD=(E,-E,)wT/(ltw2T2+ Z'0#-n conduction pas de contribution CpD=Z'O#-n + s/o dipolaire (## > > 1 ou ## pas de polarisation CpD=( E,- E, )/(l+w2r2)+ s/o) ni dipôle ni polarisation CpD=s/o Les valeurs de Cp et CpD données dans les tableaux 1 et 2 définissent quatre modes de traitement possibles, dont l'un est choisi et appliqué aux mesures effectuées par l'unité 32 de mesure et de contrôle, sur la base d'une connaissance de la réponse diélectrique du matériau considéré, déterminée préalablement. Cette détermination préalable de la réponse diélectrique du matériau constituant la pièce composite P dont on désire surveiller l'état hydrique, est assurée par une opération d'étalonnage qui peut être faite soit directement sur la pièce P, en utilisant l'un quelconque des microcapteurs 10, soit au préalable sur une pièce composite de même nature dans laquelle a été introduit un capteur unique. Au cours de cet étalonnage on effectue au moins un balayage en fréquence sur la tension d'alimentation du capteur, à une température donnée et pour un degré hygrométrique donné. Dans ces conditions, on relève les variations de la capacité équivalente Cp et de la perte équivalente Cp D en fonction de la fréquence. Le choix du mode de traitement applicable est effectué en fonction de l'allure de la réponse diélectrique obtenue lors de cet étalonnage. Ainsi et uniquement à titre d'exemple, la présence de polarisation d'électrodes est visible lorsque la capacité équivalente Cp est élevée à faible fréquence dans le matériau rempli d'eau, alors que la présence d'un dipôle dans la gamme de fréquence considérée est révélée par la présence d'une bosse sur la courbe représentative de la perte équivalente CpD, centrée sur la fréquence maximale de ce dipôle. Dans la pratique, le choix du mode de traitement applicable au vu des réponses diélectriques observées lors de l'étalonnage peut être fait soit de façon empirique par l'opérateur, soit directement dans l'ordinateur 34, au moyen d'un algorithme de reconnaissance de forme approprié. Ainsi, et uniquement à titre d'exemple, on a représenté en traits pleins sur la figures 3 les variations de la capacité équivalente Cp (en pF) et de la perte équivalente CpD (en pF), en fonction de la fréquence f (en Hz), dans le cas d'un matériau composite nécessitant essentiellement une correction de polarisation. L'application de cette correction, à l'aide des formules données à la ligne 2 des tableaux 1 et 2, donne les valeurs de Cp et CpD qui sont représentées en traits discontinus. Par comparaison, on a représenté en traits pleins sur la figure 4 les variations de Cp (en pF) et de CpD (en pF), en fonction de la fréquence f (en Hz), dans le cas d'un matériau nécessitant des corrections de polarisation et de dipôle. L'application de ces corrections, à l'aide des formules données à la ligne 1 des tableaux 1 et 2, donne les valeurs de Cp et CpD représentées en traits discontinus. Lorsque le choix du mode de traitement est effectué, la formule applicable pour le calcul de Cp et de CpD est déterminée comme on vient de le voir, à partir des tableaux I et II. Par conséquent, le traitement des signaux délivrés par l'unité 32 de mesure et de contrôle, lors de la surveillance qui sera faite ultérieurement de la pièce P appliquera systématiquement les formules choisies à ce stade. Les opérations d'étalonnage préalables permettent également d'entrer dans la mémoire de l'ordinateur 34 les valeurs des différentes grandeurs qui doivent être prises en compte pour le calcul de Cp et de Cpd, dans les expressions données par les tableaux I et II. La correspondance entre les variations de la capacité équivalente normalisée (Cp-CpO)/CpoS en fonction du temps et la variation de masse normalisée de la pièce Arn/m, (où Arn représente la variation de masse mesurée et m la masse totale de la pièce) en fonction du temps est également obtenue lors des opérations d'étalonnage préalables. Pour cela, on effectue sur le matériau composite concerné une première série de mesures afin d'obtenir, en phase d'absorption et/ou de désorption, l'évolution de la capacité équivalente en fonction du temps. Par ailleurs, on effectue sur le même matériau, une autre série de mesures, en utilisant cette fois la méthode classique des pesées et en appliquant la loi de FIC. On obtient ainsi l'évolution de Am/m (en ) en fonction du temps, dans une phase d'absorption et/ou de désorption de la pièce. En rapprochant les résultats des deux mesures, on établit la correspondance entre les valeurs de la capacité équivalente normalisée et la variation de masse normalisée Un calibrage de la réponse des microcapteurs, permettant d'accéder directement lors des mesures à la concentration locale en eau, est ainsi obtenu. Avant de procéder aux mesures proprement dites, on effectue par ailleurs une calibration des voies de mesure associées à chacun des microcapteurs 10. Cette opération de calibration a précisément pour fonction de déterminer, pour chacune des voies de mesure, un facteur de correction qui doit être appliqué sur la mesure effectuée par l'unité 32 de mesure et de contrôle. Ce facteur de correction, propre à chacune des voies de mesure, est mis en mémoire de façon à servir de coefficient multiplicateur que l'ordinateur 34 applique systématiquement aux mesures effectuées par l'unité 32 de mesure et de contrôle. Ce facteur de correction correspond, pour chaque voie de mesure, à la fraction du signal de mesure dû uniquement aux lignes de connections. Cette opération de calibration est effectuée préalablement à toute mesure, ainsi qu'avant les opérations d'étalonnage décrites précédemment, afin que les mesures ne prennent en compte que les réponses des capteurs. Elle inclut, sur chaque voie de mesure, une mesure en circuit ouvert et une mesure en court circuit. Lorsque ces calibrations des voies de mesure et les étalonnages préalables sont terminés, l'installation peut être mise en oeuvre pour effectuer pendant une période de temps qui peut durer plusieurs années, la surveillance en temps réel du gradient d'humidité dans l'épaisseur d'une ou plusieurs pièces composites P. Cette surveillance peut être faite soit de façon permanente, en maintenant l'installation constamment en fonctionnement, soit en effectuant des mesures de façon périodique, d'une manière suffisamment fréquente pour assurer une surveillance efficace de l'évolution du gradient d'humidité dans l'épaisseur de la pièce. Autant que possible, la température est maintenue à une valeur sensiblement constante, identique à celle de l'étalonnage. Lorsque l'installation est en fonctionnement, chacun des microcapteurs capacitifs 10 est alimenté à tour de rôle par une tension alternative constante, par exemple d'environ + 1 volt, par l'unité 32 de mesure et de contrôle pilotée par l'ordinateur 34 et reliée aux microcapteurs concernés au travers du multiplexeur 30 et de l'unité de connexion 26. La fréquence de la tension d'alimentation du microcapteur prend successivement un certain nombre de valeurs préétablies, de façon à effectuer un balayage en fréquence dans la gamme de fréquences choisie, comprise par exemple entre 20 Hz et 1 MHz. Pour chaque valeur de la fréquence de la tension d'alimentation du microcapteur, l'unité 32 de mesure et de contrôle mesure la capacité équivalente Cp et la perte équivalente CpD.Ces deux valeurs sont automatiquement corrigées par le facteur de correction de la voie de mesure correspondante, afin que les valeurs effectivement prises en compte dans l'ordinateur 34 correspondent à la fraction des signaux due uniquement aux microcapteurs de la voie de mesure concernée. Les fractions des signaux délivrés par l'unité 32 de mesure et de contrôle, corrigées par le facteur de correction de la voie de mesure correspondante, sont ensuite traitées dans l'ordinateur 34 par le mode de traitement adapté au matériau constituant la pièce composite P dont on effectue la surveillance. Il est rappelé que ce mode de traitement applicable au matériau composite concerné a été déterminé auparavant au cours d'une opération d'étalonnage visant notamment à déterminer la nature des phénomènes physiques présents dans le matériau composite à l'intérieur de la gamme de fréquence utilisée. L'ordinateur 34 détermine ensuite directement, à partir des valeurs corrigées de Cp et CpD, et sur la base des correspondances Cp-Cp, et CpO m obtenues par étalonnage, la concentration en eau dans la pièce P, à l'emplacement du capteur 10 dont les signaux ont été pris en compte. Du fait qu'un balayage est effectué sur l'ensemble des capteurs 10 par l'intermédiaire du multiplexeur 30, les opérations qui viennent d'être décrites sont effectuées à tour de rôle pour chacun des capteurs, de telle sorte que le profil de concentration en eau dans la pièce 10 ou le gradient d'humidité dans l'épaisseur de cette pièce est déterminé avec précision. La répétition de ces opérations dans le temps permet de suivre l'évolution du profil dans le temps de manière totalement automatisée. La description qui précède montre que le procédé de mesure selon l'invention permet de remplacer les opérations de pesée longues, fastidieuses et coûteuses de l'art antérieur par des mesures directes et en temps réel qui n'entraînent aucune perte de temps. De plus, l'instrumentation directe des pièces surveillées ou d'un nombre très réduit de pièces étalon remplace avantageusement les nombreuses éprouvettes nécessitées par l'art antérieur. REVENDICATIONS 1. Procédé de mesure du gradient d'humidité dans l'épaisseur d'une pièce en matériau composite, caractérisé par le fait qu'il comprend les étapes suivantes - introduction, lors de la fabrication de la pièce, d'un ensemble de capteurs capacitifs (10) répartis géométriquement dans l'épaisseur de la pièce - détermination de la réponse diélectrique du matériau;; dans une gamme de fréquences donnée, et choix d'un mode de traitement applicable, en fonction de phénomènes physiques révélés par la réponse diélectrique - mesure de la capacité équivalente (Cp) et de la perte équivalente (CpD) de chaque capteur, dans la gamme de fréquences donnée - calcul, par le mode de traitement choisi, de fractions de la capacité équivalente (Cp) et de la perte équivalente (CpD) dues uniquement à l'humidité, et détermination, à partir de ces fractions et compte tenu de la réponse diélectrique du matériau, du gradient d'humidité dans l'épaisseur de la pièce. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'avant de mesurer la capacité équivalente et la perte équivalente de chaque capteur, on détermine par calibration un facteur de correction, pris en compte lors de la mesure, correspondant pour chaque voie de mesure à une fraction de signal due uniquement au capteur de cette voie. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'on introduit les capteurs dans la pièce de façon qu'ils soient décalés les uns par rapport aux autres, en vue de dessus. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que, la pièce en matériau composite comprenant des couches de fibres électriquement conductrices imprégnées de résine, on introduit les capteurs (10) entre certaines couches de fibres, après les avoir recouverts d'un vernis polymérisé de nature chimique et de caractéristiques diélectriques proches de celles de la résine du matériau composite. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé par le fait qu'on recouvre les capteurs d'une couche de vernis d'épaisseur comprise entre environ 20 iin et environ 100 pu. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé par le fait que, les capteurs comportant des pistes de mesure, on introduit les capteurs entre les couches de fibres de telle sorte que ces pistes de mesure forment des angles aussi élevés que possible avec les fibres des couches adjacentes. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'on introduit les capteurs dans une pièce échantillon, de mêmes caractéristiques qu'une pièce réelle dont on désire connaître le gradient d'humidité, et qu'on maintient en permanence la pièce échantillon dans la même atmosphère que la pièce réelle. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait qu'on introduit les capteurs dans une pièce réelle dont on désire connaître le gradient d'humidité. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il est appliqué à une pièce élémentaire d'un engin spatial, pour effectuer une surveillance du gradient d'humidité dans l'épaisseur de cette pièce, depuis la fabrication de la pièce jusqu'au lancement de l'engin spatial. 10. Procédé selon les revendications 7 et 9 combinées, caractérisé par le fait qu'on détermine la réponse diélectrique du matériau en mesurant les variations de la capacité équivalente (Cp) et de la perte équivalente (CpD) d'au moins l'un des capteurs, en fonction de la fréquence, lorsque la pièce est dans un état hygrométrique donné. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'on choisit le mode de traitement applicable parmi quatre modes de traitement possibles, incluant un premier mode dans lequel les phénomènes de polarisation d'électrode et de contribution dipolaire sont présents, un deuxième mode dans lequel le phénomène de polarisation d'électrode est absent, un troisième mode dans lequel le phénomène de contribution dipolaire est absent, et un quatrième mode dans lequel les phénomènes de polarisation d'électrode et de contribution dipolaire sont absents. 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la détermination de la réponse diélectrique du matériau et les mesures de la capacité équivalente et de la perte équivalente de chaque capteur sont faites sensiblement à une même température.