Brevet FR2739934A1 — publié le 19970418

-4 PRODUCTION ET DETECTION D'ULTRASONS AVEC DES LASERS A IMPULSIONS LONGUES Cette invention se rapporte à un procédé et à un appareil pour produire et pour détecter des ultrasons à une certaine distance avec deux lasers à impulsions longues ou avec un seul laser à impulsions longues. Un laser à impulsions longues est défini dans ce document en tant que laser ayant une durée d'impulsion qui dépasse le temps de propagation des ultrasons entre les emplacements de production et de détection au niveau de la surface de la pièce de travail. Dans le cas o cette technique est appliquée à la détection d'une discontinuité ou d'un défaut à l'intérieur ou au niveau de la surface de la pièce de travail et o les emplacements de production et de détection sont sur le même côté de la pièce de travail, voire même superposés, ce temps de propagation est le temps mis par les ultrasons pour se propager depuis l'emplacement de production jusqu'à la discontinuité ou défaut et ensuite depuis la discontinuité ou défaut jusqu'à l'emplacement de détection; ou, en d'autres termes, on peut dire que la durée d'impulsion d'un laser à impulsions longues est de longueur suffisante pour permettre la capture de plusieurs échos ultrasonores en provenance d'une discontinuité ou défaut de ce type. Les ultrasons sont une technique très puissante pour examiner et caractériser des matières ou des produits industriels. Ils permettent la mesure de l'épaisseur d'éléments à déterminer, en connaissant la vitesse de propagation dans la matière. Ils sont également largement utilisés pour détecter des défauts dans la matière. Une application importante particulière est la détection de décollements interlaminaires dans les matières composites de polymère à phase dispersée utilisées dans des structures perfectionnées dans l'industrie aéronautique et spatiale. En effectuant plusieurs mesures le long de directions appropriées, les ultrasons permettent également la détermination des constantes élastiques de la matière. De plus, les ultrasons pourraient être utilisés pour la détermination de l'anisotropie ou de l'orientation cristallographique préférée (texture). Un exemple particulier d'application est la détermination de la texture de feuilles d'acier par la production d'ondes de surface ou ondes de Lamb dans différentes directions. La texture est importante pour l'emboutissage profond de feuilles d'acier de ce type, un processus de formation utilisé pour fabriquer des éléments de carrosserie de véhicule ou des canettes de boisson. Les ultrasons sont habituellement appliqués en utilisant des transducteurs piézo-électriques pour la production et pour la détection des ultrasons. Le couplage ultrasonore nécessite que les transducteurs soient en contact avec la pièce de travail ou bien fonctionnent en étant immergés (habituellement dans de l'eau). Les approches de ce type ne peuvent évidemment pas être appliquées à des températures élevées. Une autre exigence pratique est l'orientation du transducteur dans une direction à peu près perpendiculaire à la surface de la pièce de travail, ce qui rend l'examen de pièces ayant une géométrie complexe difficile, voire impossible. Ces limitations sont éliminées en utilisant des lasers pour la production et pour la détection des ultrasons. Dans cette technique, appelée laser à ultrasons (voir la figure 1 de la technique antérieure), un laser à impulsions courtes est utilisé pour la production des ultrasons. La durée des impulsions détermine la gamme de fréquences des ultrasons qui sont produits, de manière classique dans la gamme du MHz, ainsi des durées d'environ 100 ns ou moins sont nécessaires. Un laser à impulsions longues ou un laser continu est utilisé pour la détection. Un laser de détection par impulsions est préférable à un laser continu, étant donné qu'il donne une puissance de sortie supérieure, il donne une plus grande sensibilité de détection. La durée de l'impulsion du laser de détection devrait être suffisamment longue pour capturer tous les échos ultrasonores, ce qui signifie, pour la plupart des applications industrielles, qu'une durée d'impulsion supérieure à 10 us est préférée. La demande de fréquences de production dans la gamme du MHz interdit, manifestement, l'utilisation d'un laser à impulsions longues (10 gs et plus) pour la production, et, comme conséquence, empêche l'utilisation du même laser pour la production et pour la détection. Cependant, il serait souhaitable d'utiliser le même laser pour la production et pour la détection, ayant pour conséquence une réduction du matériel nécessaire et un abaissement du coût relativement élevé associé à cette technique. Comme on va le décrire dans la suite du document, les demandeurs ont trouvé que la production et la détection d'ultrasons avec deux lasers à impulsions longues ou même avec un seul laser sont, bien sûr, possibles et ont montré que des systèmes utilisant des lasers de ce type pourraient être appliqués à de nombreuses situations ayant un intérêt pratique. Comme on va le décrire dans la suite du document, cette invention est d'abord basée sur la modulation d'intensité du faisceau laser de production. Bien que des faisceaux laser modulés aient été précédemment décrits pour la production d'ultrasons (voir, par exemple, "Modulated laser array sources for the generation of narrowband and directed ultrasound", par J. W. Wagner, A. D. W. McKie, J. B. Spicer et J. B. Deaton, publié dans Journal of Nondestructive Evaluation, volume 9, n 4, 1990, pages 263 à 270 et "Progress in pulsed laser array techniques for generation of acoustic waves", par T. W. Murray et J. W. Wagner, publié dans Review of Quantitative Nondestructive Evaluation, vol. 13, 1994, pages 533 à 539), la durée de l'excitation laser a été relativement courte, de manière classique, ce qui est confirmé par le fait que dans tous les rapports de travaux, les différents échos ultrasonores sont déterminés. L'approche utilisée dans ces rapports de travaux consiste, de manière plus spécifique, en l'utilisation de multiples impulsions laser courtes en séquence et c'est la contrepartie optique de l'approche par impulsion sonore utilisée dans la technique classique des ultrasons. L'intérêt pratique de cette approche est l'augmentation de la sensibilité qui se produit à la fréquence de récurrence des impulsions. L'invention décrite dans la présente demande s'applique plutôt à des durées d'impulsions beaucoup plus longues, ce qui fait que les échos ultrasonores sont obtenus mélangés ou que le signal reçu se maintient un long moment, comparable à la durée de l'impulsion du laser de détection. En conséquence, cela nécessite une approche innovatrice qui est décrite dans la suite du document. On notera également que l'utilisation d'une longue impulsion laser modulée (d'une durée comparable à celle considérée ici) pour la production d'ultrasons a été décrite par R. Pierce, C. Ume et J. Jarzynski dans Ultrasonics, vol. 33, n 2, 1995, pages 133 à 137 (Titre: Temporal modulation of a laser source for the generation of ultrasonic waves). Ce travail décrit utilise une détection piézo-électrique classique et non une détection optique et n'aborde pas le problème des échos se chevauchant, étant donné qu'une conformation de détection particulière et un bloc d'essai spécifique sont utilisés. Les faisceaux laser modulés ont également été utilisés pour l'imagerie par photodéplacement et il y a eu des rapports concernant l'utilisation d'un seul laser pour la production et pour la détection (voir "Photodisplacement techniques for defect detection" par Y. Martin et E. A. Ash, publié dans Philosophical Transactions of the Royal Society of London A (Mathematical and Physical Sciences), vol. 320, 1986, pages 257 à 269 et "New technique of photodisplacement imaging using one laser for both excitation and detection" par L. Chen, K. H. Yang et S. Y. Zhang, publié dans Applied Physics Letters, vol. 50, 1987, pages 1349 à 1351). On devra d'abord noter que l'imagerie par photodéplacement est basée sur la détection de la déformation initiale de surface produite par l'absorption laser et non sur la détection des ultrasons. Cette technique est une technique photothermique et les défauts cachés sont révélés par leur interaction avec l'onde thermique produite. Dans ces travaux, on utilise principalement une modulation sur une seule fréquence et le déplacement de surface est mesuré à la sortie d'un interféromètre de détection en contrôlant un terme au niveau de la seconde harmonique de la fréquence de modulation. L'invention décrite dans la présente demande s'applique plutôt à la détection d'ultrasons et n'est pas limitée à la modulation sur une seule fréquence. La mesure de la déformation de surface en contrôlant un terme de seconde harmonique, comme on l'a décrit dans ces travaux précédents, limite la largeur de bande de modulation pouvant être utilisée à une plage partant d'une fréquence donnée jusqu'à sa seconde harmonique et, en conséquence, est d'une utilisation limitée. L'invention décrite ici ne repose pas sur cette approche. D'autres informations d'arrière-plan importantes concernées par cette invention se rapportent au procédé utilisé pour extraire les informations ultrasonores intéressantes du faisceau ayant pour origine le laser de détection et réfléchi ou diffusé par la surface de la pièce de travail. L'excitation ultrasonore de l'objet produit, au niveau de sa surface, de petits déplacements qui provoquent une perturbation de phase ou de fréquence sur le faisceau diffusé ou réfléchi. Etant donné que les déplacements sont tout à fait petits, le discriminateur de fréquence ou de phase optique doit être très sensible; ainsi, en pratique, on devrait se baser sur l'interférométrie optique. De plus, les surfaces sondées sont grossières, ainsi les informations ultrasonores sont codées dans un faisceau optique avec des tavelures et une technique d'interférométrie appropriée devrait effectuer une intégration, de manière efficace, sur la totalité du domaine de tavelures ou réaliser une démodulation indépendamment de la nature des tavelures du faisceau de lumière recueilli. Dans différents brevets U.S., le demandeur (J.-P. Monchalin) a décrit des schémas d'interférométrie pour une détection sensible dans ces conditions. Dans un agencement décrit par le demandeur dans le Brevet U.S. n 4 659 224, délivré le 21 avril 1987, intitulé "Optical Interferometric Reception of Ultrasonic Energy", un interféromètre de Fabry et Pérot à foyer commun est utilisé dans l'émission pour donner un signal représentatif du mouvement de la surface indépendamment de l'effet des tavelures. Dans le Brevet U.S. n 4 966 459, délivré le 30 octobre 1990, intitulé "Broadband Optical Detection of Transient Surface Motion From a Scattering Surface", J.-P. Monchalin décrit l'utilisation du même type d'interféromètre, qui peut être utilisé dans un agencement interférométrique de Mach-Zehnder ou dans un schéma de réflexion pour donner la même capacité avec une largeur de bande de détection très grande. De plus, une largeur de bande de détection plus grande, comprenant spécialement la gamme de fréquences ultrasonores basses, de quelques kHz à environ 1 MHz, est décrite par J.-P. Monchalin et R. K. Ing dans le Brevet U.S. n 5 131 748, délivré le 21 juillet 1992, intitulé "Broadband Optical Detection of Transient Motion from a Scattering Surface" et basé sur l'utilisation d'un mélange de deux ondes dans un cristal photoréfringent. Encore une autre approche utilisant un cristal photoréfringent est décrite par I. A. Sokolov, S. I. Stepanov et G. S. Trofimov, dans Journal Opt. Soc. Am. B, vol. 9, n 1, janvier 1992, pages 173 à 176. Dans cette approche, le cristal effectue la démodulation de phase optique sans utiliser de détecteur optique et une tension (force photoélectromotrice) représentative de la modulation de phase du faisceau de signal détecté apparaît sur deux électrodes au niveau de la surface du cristal. Un objectif de l'invention est de proposer un appareil ultrasonore à laser et un procédé pour examiner et pour caractériser des matières. Selon l'invention, on propose un procédé pour produire et pour détecter des ultrasons sur une pièce de travail, comprenant les étapes suivantes: a) la production d'un premier faisceau laser à impulsions; b) la production d'un second faisceau laser à impulsions; c) la modulation du premier faisceau laser à impulsions par un signal de modulation; d) l'orientation du premier faisceau modulé à impulsions vers une pièce de travail pour produire des ultrasons, la durée des impulsions du faisceau à impulsions étant plus longue qu'un temps de propagation d'ultrasons qui est défini comme étant: (i) le temps de propagation des ultrasons à partir d'un emplacement de production jusqu'à un défaut ou une discontinuité à détecter à l'intérieur de la pièce de travail et ensuite jusqu'à un emplacement de détection, ou, (ii) le temps de propagation des ultrasons directement depuis l'emplacement de production jusqu'à l'emplacement de détection; e) l'orientation du second faisceau modulé à impulsions, ayant une durée d'impulsions plus longue que le temps de propagation des ultrasons, au niveau de la pièce de travail; f) la réception de la lumière modulée en phase en provenance du second faisceau laser à impulsions réfléchi ou diffusé par la pièce de travail; g) la démodulation de la lumière modulée en phase reçue pour obtenir un signal de démodulation représentatif du mouvement ultrasonore au niveau de la surface de la pièce de travail; et, h) le traitement électronique dudit signal de démodulation. Selon un autre aspect de l'invention, on propose un appareil pour produire et pour détecter des ultrasons sur une pièce de travail, comprenant: des moyens pour produire les premier et second faisceaux laser à impulsions, la durée des impulsions du premier faisceau laser étant plus longue que le temps de propagation qui est défini comme étant: (i) le temps de propagation des ultrasons à partir d'un emplacement de production jusqu'à un défaut ou une discontinuité à détecter à l'intérieur de la pièce de travail et ensuite jusqu'à un emplacement de détection, ou, (ii) le temps de propagation des ultrasons directement depuis l'emplacement de production jusqu'à l'emplacement de détection; la durée des impulsions du second faisceau étant plus longue que le temps de propagation des ultrasons; des moyens pour moduler le premier faisceau laser à impulsions avec un signal de modulation; des moyens pour recevoir une lumière modulée en phase en provenance du second faisceau laser à impulsions réfléchi ou diffusé par la pièce de travail et pour démoduler la lumière modulée en phase reçue pour obtenir un signal de démodulation représentatif du mouvement ultrasonore au niveau de la surface de la pièce de travail; et, des moyens pour traiter électroniquement ledit signal de démodulation. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui va suivre d'exemples de modes de réalisation de l'invention en se référant aux dessins, dans lesquels: la figure 1 est un schéma fonctionnel de la technique antérieure représentant un appareil de production et de détection d'ultrasons comprenant un laser de détection à impulsions longues et un laser de production à impulsions courtes; la figure 2 est un schéma fonctionnel représentant un premier mode de réalisation d'un appareil de production et de détection d'ultrasons comprenant un laser de détection à impulsions longues, et un laser de -production à impulsions longues couplé à un modulateur selon l'invention; la figure 3 est un schéma fonctionnel représentant un second mode de réalisation d'un appareil de production et de détection d'ultrasons comprenant des moyens uniques de production/détection à impulsions longues, selon l'invention; la figure 4 est un schéma fonctionnel représentant un troisième mode de réalisation d'un appareil de production et de détection d'ultrasons utilisant des fibres optiques en tant que chemins d'émission de lumière, et dans lequel un faisceau laser de production et un faisceau laser de détection en provenance d'un laser unique sont orientés vers des côtés opposés d'une pièce de travail; la figure 5 est un schéma fonctionnel représentant un quatrième mode de réalisation d'un appareil de production et de détection d'ultrasons selon la présente invention, dans lequel la production et la détection sont effectuées à différents emplacements sur le même côté d'une pièce de travail; la figure 6 est un schéma fonctionnel représentant un cinquième mode de réalisation d'un appareil de production et de détection d'ultrasons selon la présente invention, dans lequel la production est effectuée sur un cercle au niveau de la surface d'une pièce de travail et dans lequel la détection est effectuée au niveau du centre du cercle; et, la figure 7 est un schéma fonctionnel représentant un sixième mode de réalisation d'un appareil de production et de détection d'ultrasons selon la présente invention, comprenant des moyens de déplacement de fréquence acousto-optiques et une détection de cristal photoréfringent. En se référant d'abord à la figure 2, un laser de production à impulsions longues 22 ayant une longueur d'impulsions de 10 Us et plus, de manière classique, est modulé en intensité par un modulateur 24 (électro- optique ou acousto-optique) piloté par un générateur de signal 20 qui lui est couplé. Bien que dans certains cas le signal de modulation puisse être d'une seule fréquence, des signaux ayant un spectre plus large sont utilisés, d'une manière générale, et sont nécessaires pour déterminer les différents échos ultrasonores ou les modes ultrasonores donnés par la pièce de travail, comme on va le décrire dans la suite du document. Un signal de modulation utile est celui correspondant à une fluctuation de fréquence d'une impulsion, par exemple, un signal ayant une fréquence instantanée variant de manière linéaire avec le temps. D'autres codes de modulation pourraient également être utilisés. Le faisceau modulé est dirigé vers la surface d'une pièce de travail 8, o il est partiellement absorbé au niveau de la surface ou dans son voisinage. Le faisceau modulé réalise une source d'ultrasons par dilatation thermique; la source d'ultrasons a une variation de temps qui suit le signal de modulation, mais qui n'est pas identique à ce dernier, étant donné que le mécanisme de production dépend habituellement de la fréquence. Les ultrasons se propagent ensuite au niveau de la surface et à l'intérieur de la pièce de travail 8 et sont réfléchis par des discontinuités telles que des défauts, des rebords ou la paroi arrière de la pièce de travail. Ils sont ensuite détectés au même emplacement que la production ou à un autre emplacement par le laser de détection. Un laser de détection 12 ayant également des impulsions longues (10 gs ou plus, de manière classique) fonctionne à une longueur d'onde différente du laser de production. La lumière diffusée ou réfléchie en provenance de ce laser 12 est finalement recueillie et fournie à un démodulateur de phase optique 26 qui peut être d'un quelconque type précédemment mentionné, dans le chapitre arrière-plan. Un filtre de lumière 28 (interférence, verre coloré ou autre type) est utilisé pour bloquer la lumière à la longueur d'onde du laser de production 22, tout en laissant la lumière à la longueur d'onde de détection passer à travers, ainsi tout effet nuisible se produisant au niveau de la détection, provoqué par la réception de lumière modulée en provenance du laser de production, est évité. Etant donné que les impulsions sont longues (plus longues que le temps de propagation précédemment défini), des réflexions multiples en provenance de la paroi arrière ou de rebords, ou de défauts ou les différents modes de plaque, peuvent devenir mélangés, ainsi le signal présent à la sortie du démodulateur de phase optique peut montrer une variation de temps très complexe. Il peut ensuite être difficile d'identifier des échos ou d'extraire des informations utiles en provenance de ce signal brut, et un traitement de signal peut être nécessaire. Le type de traitement nécessaire et utile est similaire à celui utilisé pour les radars (par exemple décrit dans un texte intitulé Introduction to Radar Systems par Merill I. Skolnik, 2ème édition, McGraw-Hill Book Company, 1980) et est appelé compression d'impulsions. Les circuits de compression d'impulsions 29 sont représentés reliés au démodulateur de phase optique 26 à la figure 2. Un filtre (non représenté) est utilisé pour comprimer le signal de sortie dans le temps, ainsi les différents échos ou modes peuvent être déterminés. Si la production, la propagation dans la pièce de travail ou au niveau de sa surface et la détection sont indépendantes de la fréquence, la fonction de transfert du filtre à utiliser est réellement le conjugué complexe des spectres de signaux de modulation, c'est- à-dire qu'elle peut être aisément implantée en effectuant une intercorrelation du signal de sortie avec le signal de modulation qui pilote le modulateur d'intensité. Cette simple opération donne des résultats raisonnables quand la largeur de bande de fréquences du signal de modulation est limitée. Bien qu'une intercorrelation puisse être effectuée par des moyens analogiques, la technologie courante permet de l'effectuer de façon numérique, rapidement et de façon efficace. Dans le cas o une largeur de bande de modulation supérieure est utilisée, ce qui améliorerait la définition dans le temps, la dépendance à la fréquence au niveau de la production, la propagation et la détection, devrait être prise en compte et le filtre qui est utilisé devrait être modifié. Cela peut être effectué de façon numérique en utilisant des informations théoriques ou connues relatives à la dépendance à la fréquence associée à la production, la propagation et la détection. Par exemple, dans le cas d'une matière de forte absorption au-dessous d'une couche transparente d'épaisseur d, ce qui est le cas de la production par un laser visible ou proche de l'infrarouge sur un graphite-époxy o les fibres de carbone à forte absorption sont trouvées au-dessous d'une couche d'époxy transparente, la dépendance à la fréquence de la production est représentée par la fonction sin(21 fd/v)/f, o f est la fréquence ultrasonore et v est la vitesse acoustique. La dépendance de la production est également connue pour la production d'ondes de surfaces ou ondes de Lamb sur du métal quand le point de production est une petite ligne d'une largeur donnée. Comme exemples de dépendances à la fréquence connues pour la propagation, ceux du graphite-époxy et des métaux pourraient être mentionnés. Dans le graphite-époxy, le coefficient d'atténuation dans la plage habituelle du MHz est proportionnel à la fréquence, alors que pour les métaux, l'atténuation dépend de la taille du grain et a une variation qui s'étale, de manière classique, de f2 à f4. Finalement, pour la démodulation (c'est-à-dire la détection), la dépendance théorique à la fréquence est également bien connue pour les démodulateurs pratiques. Par conséquent, dans de nombreux cas intéressants, la dépendance à la fréquence est connue et peut être aisément utilisée pour corriger la fonction de filtrage. Il est également possible, ayant modifié le filtre de compression en utilisant les informations théoriques ou précédemment connues, de l'améliorer davantage en utilisant une approche empirique, consistant à apporter des modifications à la fonction de filtrage et ensuite à observer la performance du nouveau filtre sur des données expérimentales réelles. De plus, dans le cas o le laser de production peut être mis en oeuvre avec une impulsion très courte, le signal de sortie observé donne la réponse d'impulsion du système tout entier incluant la production, la propagation et la détection, à partir de laquelle la correction pour le filtre de compression peut être aisément obtenue. En se référant maintenant à la figure 3, un second mode de réalisation de l'invention est représenté, dans lequel un unique laser 22 est nécessaire. Le faisceau laser est séparé en deux faisceaux secondaires par un premier séparateur de faisceau BS1. Un premier faisceau est modulé, comme on l'a précédemment décrit, et est utilisé pour produire des ultrasons. Le second faisceau est réfléchi par un miroir Mi dans un cristal non linéaire 33. Un miroir M2 dirige ensuite le faisceau vers un second séparateur de faisceau BS2. La fréquence optique du second faisceau est modifiée en utilisant une technique de déplacement de fréquence basée sur des optiques non linéaires, par exemple, et comme on le montre en utilisant le cristal non linéaire 33. Cette technique de déplacement de fréquence peut être une production de seconde harmonique connue comme étant une technique bien développée et efficace. Les deux faisceaux secondaires sont ensuite recombinés de façon colinéaire par le séparateur de faisceau BS2 pour réaliser la production et la détection au même emplacement. Les autres éléments de ce mode de réalisation sont les mêmes que ceux trouvés à la figure 2 et ont été précédemment décrits. En se référant maintenant à la figure 4, un troisième mode de réalisation de l'invention est représenté en utilisant également un seul laser 22 pour la production et pour la détection. Cependant, ici, la production et la détection sont effectuées sur des côtés opposés de la pièce de travail 40, qui est supposée, comme c'est habituellement le cas, être opaque à la lumière laser. Le temps de propagation des ultrasons précédemment mentionné correspond, dans ce cas, au temps de propagation d'un bout à l'autre de l'épaisseur de la pièce de travail. Ce mode de réalisation représente également l'utilisation de fibres optiques OF1, OF2, et OF3 pour la production et la détection. Des fibres optiques peuvent également être utilisées dans les modes de réalisation précédents, mais sont préférés dans ce mode de réalisation pour une illumination laser commode sur des côtés opposés de la pièce de travail. En fonctionnement, la conformation de la figure 4 fonctionne de la manière suivante: le faisceau laser est d'abord partagé en deux faisceaux secondaires par un séparateur de faisceau BS. Un premier faisceau est modulé par un modulateur 24 et est focalisé dans une fibre optique OF1 par une lentille Ll. La lumière modulée émise par la fibre OF1 est ensuite projetée sur la surface de la pièce de travail par une autre lentille L2, o elle produit des ultrasons. Un second faisceau est couplé par une lentille L3 dans une autre fibre optique OF2. La lumière émise par cette fibre est projetée par une lentille L4 sur la surface opposée de la pièce de travail pour la détection des ultrasons. La lumière diffusée est recueillie par une lentille plus grande L5 et est émise par une troisième fibre optique OF3 et par une lentille L6 sur un démodulateur de phase optique 26. Un signal détecté est traité comme on l'a précédemment décrit. Cet agencement est très souple et permet au laser et au matériel électronique d'être situés à une distance aussi grande que plusieurs dizaines de mètres de la pièce de travail. On notera qu'un système de ce type peut être aisément monté sur desstations d'examen aux ultrasons à balayage mécanique pour des composants composites couramment utilisés dans l'industrie aéronautique. Ces stations d'examen utilisent des transducteurs piézo- électriques classiques et des jets d'eau pour le couplage ultrasonore. Il y a un seul transducteur sur chaque côté de l'élément examiné et une image d'émission ultrasonore de l'élément est obtenue en balayant mécaniquement les transducteurs. Les transducteurs classiques peuvent être avantageusement remplacés par les lentilles et les fibres de couplage représentées à la figure 4 pour effectuer l'examen par ultrasons, sans eau de couplage, dans l'émission. Ce nouvel agencement va être particulièrement utile pour examiner des éléments profilés, étant donné que la technique classique nécessite une orientation proche de la perpendiculaire des jets d'eau par rapport à la surface de l'élément, ce qui n'est pas nécessaire avec l'approche des ultrasons par laser décrite ici. Encore un autre mode de réalisation de l'invention est représenté à la figure 5, utilisant dans ce cas des ondes de surface ou des ondes de Lamb pour sonder la pièce de travail 8. Ici, la production et la détection sont effectuées sur la même surface de la pièce de travail 8 mais à des emplacements différents. Comme le montre la figure 5, l'agencement est similaire à celui représenté à la figure 3, mais, cependant, il ne nécessite pas de déplacement de fréquence par un cristal non linéaire. Le faisceau secondaire modulé est utilisé pour la production des ultrasons. Les deux faisceaux secondaires passent à travers une lentille Li et sont focalisés sur un point suffisamment petit (plus petit que la longueur d'onde acoustique de l'onde de surface ou onde de Lamb produite) au niveau de la surface de la pièce de travail 8. La production et la détection sont effectuées à différents emplacements séparés par une distance bien définie en ajoutant un dispositif de déviation de faisceau avant la lentille L1 et le séparateur de faisceau de mélange BS2 dans le chemin de faisceau secondaire non modulé ou modulé. La figure 5 représente l'utilisation d'un prisme P pour la déviation de faisceau dans le chemin de faisceau secondaire modulé entre le modulateur 24 et le séparateur de faisceau de mélange BS2. La figure 5 représente une conformation o le point de production est sensiblement circulaire. Il est souvent avantageux de produire l'onde acoustique dans une direction préférentielle. Cela est aisément obtenu en ajoutant une lentille cylindrique C avant ou après le prisme de déviation P. de sorte qu'une petite ligne (dans une direction perpendiculaire au plan du dessin) est obtenue au niveau de la surface de la pièce de travail 8. La détection et le traitement sont effectués comme on l'a précédemment décrit. Dans ce cas, étant donné que la production et la détection sont effectuées à la même longueur d'onde, il est important que les optiques collectrices soient munies de diaphragmes de champ adéquats, ainsi le démodulateur de phase optique 26 ne reçoit aucune lumière modulée en intensité en provenance du faisceau de production. Un démodulateur de phase qui n'est pas sensible à la modulation d'intensité est également avantageux dans ce cas. L'agencement représenté à la figure 5 est particulièrement utile pour mesurer l'anisotropie de la matière, telle que l'anisotropie ou la texture d'une feuille d'acier (ou autre métal), qui est un paramètre important pour l'emboutissage profond. On sait qu'une anisotropie de ce type peut être évaluée à partir de la mesure des vitesses acoustiques des ondes se propageant le long de directions différentes au niveau de la surface de l'échantillon. Dans le mode de réalisation de la figure 5, un faisceau à impulsions est réalisé, la distance entre la production et la détection étant bien définie, la vitesse dans la direction déterminée par les points de production et de détection est déduite à partir de la mesure du temps de propagation entre la production et la détection. Pour obtenir la vitesse dans une direction différente, le prisme de déviation P et la lentille cylindrique associée C sont mis en rotation autour de l'axe de faisceau avant la déviation. Ce mode de réalisation a un avantage par rapport au schéma habituel, qui utilise deux lasers, l'un avec des impulsions courtes pour la production et l'autre avec des impulsions longues pour la détection, pour réaliser une distance très stable et bien définie entre la production et la détection, permettant une détermination précise des effets de vitesse et d'anisotropie. En utilisant deux lasers, des limitations dans la stabilité de pointage des lasers font légèrement varier cette distance de séparation dans le temps, ayant pour conséquence une précision limitée de la détermination de vitesse. On notera qu'il y a des cas pour lesquels le mode de réalisation de la figure 5 est utilisé là o une simple modulation sinusoïdale (fréquence unique) pourrait être utilisée. Cela se produit quand les bords de la pièce de travail sont suffisamment distants et qu'un mode de propagation unique est excité. Dans ce cas, bien que des impulsions dans la plage de 50 gs soient utilisées, aucun chevauchement d'écho ne se produit. Un retard de propagation entre la production et la détection peut être déterminé avec précision en intercorrélant le signal au niveau de la sortie du démodulateur de phase optique au signal de modulation. Le retard de propagation est déterminé par une période de modulation modulo un. Cette incertitude peut être levée en mesurant le retard associé à l'enveloppe des impulsions, qui peut être déterminée en intercorrélant l'enveloppe du signal reçu aux impulsions laser. Encore, un autre mode de réalisation de la même invention, qui apporte une augmentation importante de sensibilité, est représenté à la figure 6. Dans ce mode de réalisation, comme le montre la figure 6 et comme on l'a expliqué dans le Brevet U.S. n 4 541 280 intitulé "Efficient laser generation of surface acoustic waves" par P. G. Cielo et J. F. Bussière, une source en anneau est produite au niveau de la surface de la pièce de travail par une "axicon AX" (lentille conique) et un fort déplacement perpendiculaire est produit au niveau de son centre o la détection est effectuée. Dans le but de mesurer l'anisotropie, l'utilisation d'une source en anneau complet n'est, bien sûr, pas adéquate, mais "l'axicon" pourrait être masquée dans ce but pour produire deux petits arcs circulaires. Le masque pourrait être mis en rotation pour mesurer la vitesse dans différentes directions, réalisant ainsi une évaluation de l'anisotropie de la matière. Un dernier mode de réalisation de la même invention est représenté à la figure 7. Ce mode de réalisation est similaire à celui de la figure 3 à l'exception de deux particularités primaires. Le cristal non linéaire 33 de la figure 3 est remplacé, à la figure 7, par un dispositif de déplacement de fréquence acousto-optique 73, qui modifie seulement légèrement la fréquence laser (par exemple par une valeur à haute fréquence à peu près dans la plage de 40 à 300 MHz). Ce faisceau à fréquence déplacée est utilisé pour la détection. Etant donné que la modification de fréquence est petite, le faisceau modulé à fréquence non déplacée, diffusé par la surface, ne peut pas être bloqué en face du démodulateur de phase optique par un filtre. Par conséquent, le démodulateur de phase optique 76 reçoit, en plus du faisceau modulé en phase à détecter, un fort faisceau parasite modulé en intensité. Bien que des schémas différentiels, comme l'expliquent le Brevet U.S. n 5 131 748, précédemment mentionné, et le Brevet U.S. n 5 080 491 intitulé "Laser optical ultrasound detection using two interferometer systems" par J.-P. Monchalin et R. Héon, soient connus, ils ne sont pas suffisamment efficaces pour éliminer le fort signal de modulation d'amplitude présent dans ce cas. Cependant, les demandeurs ont trouvé qu'un démodulateur optique basé sur l'utilisation de la force photoélectromotrice induite dans un cristal photoréfringent (précédemment mentionné) permet la détection du signal ultrasonore sans aucun effet nuisible du fort faisceau modulé en intensité reçu par le démodulateur de phase 76 sous la forme d'un cristal. Comme le montre la figure 7, une fraction du faisceau à fréquence déplacée, obtenu par l'intermédiaire du diviseur de faisceau BS2, est utilisé comme faisceau de pompage pour le cristal photoréfringent 76. Ce faisceau de pompage interfère à l'intérieur du cristal avec le faisceau à la même fréquence réfléchi ou diffusé par la surface pour produire un réseau de diffraction de charges électriques. Le signal de force photoélectromotrice, représentatif du mouvement de surface ultrasonore, apparaît sur des électrodes fixées au cristal 76. On notera que, bien que des cristaux appropriés pour cet usage soient habituellement photoréfringents (c'est-à- dire qu'ils donnent naissance à un indice de réseau de diffraction), l'exigence de base est la création d'un réseau de diffraction de charges électriques. Un cristal qui ne donne pas naissance à un indice de réseau de diffraction par ses propriétés de symétrie peut également être qualifié. Le signal de sortie est traité comme auparavant. On notera également que le fait important pour un fonctionnement réussi du cristal/démodulateur 76, dans ce cas, est d'éviter la création d'un réseau de diffraction photoréfringent par le faisceau de production réfléchi ou diffusé. Cela est obtenu en donnant un déplacement de fréquence suffisamment grand au faisceau de détection et de pompage. La condition à satisfaire est de prévoir un déplacement supérieur au point de coupure en fréquence basse du cristal photoréfringent. Dans certains cas, particulièrement quand le cristal a une réponse lente (point de coupure en fréquence basse au-dessous de 1 kHz), ce déplacement peut également être réalisé en utilisant l'effet Doppler et en réfléchissant les faisceaux de détection et de pompage depuis un miroir monté sur un poussoir piézo-électrique excité par une tension en dent de scie. S'il n'y a pas d'effet de dépolarisation par la surface, le même résultat pourrait également être obtenu en polarisant les faisceaux de production et de détection le long de directions perpendiculaires, ainsi le faisceau de production réfléchi ou diffusé n'interfère pas avec le faisceau de pompage à l'intérieur du cristal 76. Le schéma précédemment décrit permet de rejeter complètement le fort faisceau à fréquence non déplacée modulé en intensité. Si le schéma de détection de force photoélectromotrice appliqué au cristal photoréfringent est remplacé par un schéma différentiel de mélange à deux ondes, tel que décrit dans le Brevet U.S. n 5 131 738 et dans la publication dans Applied Physics Letters, vol. 65, pages 932 à 934 par A. Blouin et J.- P. Monchalin intitulé "Detection of ultrasonic motion of a scattering surface by two-wave mixing in a photorefractive GaAs crystal" une certaine partie -résiduelle du faisceau à fréquence non déplacée est reçue. Cela a pour conséquence d'apporter une contribution parasite qui se mélange au signal de mouvement de surface initial suivant la compression des impulsions. Cependant, les échos ultrasonores qui suivent sont habituellement retrouvés sans perturbation, ainsi l'utilisation d'un schéma de mélange différentiel à deux ondes est, dans certains cas, un compromis acceptable. Une autre variante qui minimise également la contribution parasite du faisceau à fréquence non déplacée est réalisée en utilisant un interféromètre de Fabry et Pérot à foyer commun utilisé en émission en tant que démodulateur de phase au lieu d'être basé sur un cristal photoréfringent. Le démodulateur de phase de Fabry et Pérot à foyer commun est décrit dans le Brevet U.S. n 4 659 224, précédemment mentionné. Dans cet exemple, le dispositif de Fabry et Pérot est stabilisé en accordant la fréquence du faisceau à fréquence déplacée au voisinage d'une crête de résonance (à environ la moitié de la hauteur de crête) pour une détection adéquate. La fréquence de décalage donnée par le dispositif de déplacement acousto-optique est choisie de sorte que la fréquence du faisceau à fréquence non déplacée tombe entre des crêtes de résonance, ainsi la transmission de ce faisceau est très faible et sa contribution parasite est minimisée. Ce schéma est principalement représenté par la figure 7; la seule modification étant que le faisceau étiqueté faisceau de pompage est maintenant utilisé pour la stabilisation de l'interféromètre de Fabry et Pérot. Les différents agencements possibles pour la stabilisation ont été précédemment décrits dans le Brevet U.S. n 4 659 224 précédemment mentionné et dans le Brevet U.S. n 5 137 361 délivré le 11 août 1992, intitulé "Optical detection of a surface motion of an object using a stabilized interferometric cavity" par René Héon et Jean-Pierre Monchalin. Bien que l'invention ait été particulièrement montrée et décrite en se référant à un mode de réalisation préféré de celle-ci, il sera compris aisément par les personnes expérimentées dans cette technique que des modifications dans la forme et dans des détails peuvent être effectuées sans sortir de l'esprit ni du domaine de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé pour produire et pour détecter des ultrasons sur une pièce de travail, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: a) la production d'un premier faisceau laser à impulsions; b) la production d'un second faisceau laser à impulsions; c) la modulation du premier faisceau laser à impulsions par un signal de modulation; d) l'orientation du premier faisceau modulé à impulsions vers une pièce de travail (8; 40) pour produire des ultrasons, la durée des impulsions du faisceau à impulsions étant plus longue qu'un temps de propagation d'ultrasons qui est défini comme étant: (i) le temps de propagation des ultrasons à partir d'un emplacement de production jusqu'à un défaut ou une discontinuité à détecter à l'intérieur de la pièce de travail (8; 40) et ensuite jusqu'à un emplacement de détection, ou, (ii) le temps de propagation des ultrasons directement depuis l'emplacement de production jusqu'à l'emplacement de détection; e) l'orientation du second faisceau modulé à impulsions, ayant une durée d'impulsions plus longue que le temps de propagation des ultrasons, au niveau de la pièce de travail (8; 40); f) la réception de la lumière modulée en phase en provenance du second faisceau laser à impulsions réfléchi ou diffusé par la pièce de travail (8; 40); g) la démodulation de la lumière modulée en phase reçue pour obtenir un signal de démodulation représentatif du mouvement ultrasonore au niveau de la surface de la pièce de travail (8; 40); et, h) le traitement électronique dudit signal de démodulation. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un filtre de compression d'impulsions (29) est utilisé dans l'étape de traitement (h) pour séparer des échos ultrasonores. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'étape de traitement comprend la séparation des échos ultrasonores en intercorrélant le signal de démodulation audit signal de modulation. 4. Procédé pour produire et détecter des ultrasons sur une pièce de travail (8; 40), selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le premier faisceau laser à impulsions modulées et le second faisceau laser à impulsions sont obtenus à partir d'un unique faisceau à impulsions non modulées en séparant le faisceau à impulsions non modulées en premier et second faisceaux à impulsions, avant ladite étape de modulation (c). 5. Appareil pour produire et pour détecter des ultrasons sur une pièce de travail (8; 40), caractérisé en ce qu'il comprend: des moyens (12, 22) pour produire les premier et second faisceaux laser à impulsions, la durée des impulsions du premier faisceau laser étant plus longue que le temps de propagation qui est défini comme étant: (i) le temps de propagation des ultrasons à partir d'un emplacement de production jusqu'à un défaut ou une discontinuité à détecter à l'intérieur de la pièce de travail (8; 40) et ensuite jusqu'à un emplacement de détection, ou, (ii) le temps de propagation des ultrasons directement depuis l'emplacement de production jusqu'à l'emplacement de détection; la durée des impulsions du second faisceau étant plus longue que le temps de propagation des ultrasons; des moyens (24) pour moduler le premier faisceau laser à impulsions avec un signal de modulation; des moyens (26; 76) pour recevoir une lumière modulée en phase en provenance du second faisceau laser à impulsions réfléchi ou diffusé par la pièce de travail (8; 40) et pour démoduler la lumière modulée en phase reçue pour obtenir un signal de démodulation représentatif du mouvement ultrasonore au niveau de la surface de la pièce de travail (8; 40); et, des moyens pour traiter électroniquement ledit signal de démodulation. 6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de traitement comprennent un filtre de compression des impulsions (29) pour séparer des échos ultrasonores. 7. Appareil selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que les moyens de traitement servent à effectuer une intercorrélation du signal de démodulation audit signal de modulation. 8. Appareil pour produire et pour détecter des ultrasons sur une pièce de travail (8; 40), selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que les moyens (12, 22) pour produire les premier et second faisceaux laser à impulsions, comprennent des moyens pour produire un faisceau laser à impulsions non modulées, et des moyens (BS1, BS2; BS) pour séparer le faisceau laser non modulé en premier et second faisceaux laser à impulsions. 9. Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend de plus des moyens de changement de direction (P) et des moyens de focalisation (Ll, L2, L3, L4, L5, L6) pour diriger le premier faisceau laser modulé et le second faisceau laser à impulsions sur différents emplacements sur la même surface de la pièce de travail (8; 40). 10. Appareil selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce qu'il comprend de plus des moyens (Ll) pour projeter le premier faisceau modulé sur un cercle ou une partie d'un cercle au niveau de la pièce de travail (8; 40), et, des moyens de focalisation (AX) pour projeter un second faisceau laser au centre du cercle pour la détection de l'onde ultrasonore convergente. 11. Appareil selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (73) pour déplacer la fréquence d'un des premier et second faisceaux laser de sorte que les premier et second faisceaux laser sont de fréquences différentes; des moyens pour retirer un faisceau de pompage du second faisceau laser à impulsions; les moyens de démodulation étant sous la forme d'un cristal (33) pour recevoir la lumière modulée en phase réfléchie ou diffusée par la pièce de travail (8 ) et le faisceau de pompage, et pour démoduler la lumière modulée en phase, le cristal (33) ayant des électrodes pour donner un signal de force photoélectromotrice à leurs bornes, produit à l'intérieur du cristal (33) qui est représentatif du mouvement ultrasonore au niveau de la surface de la pièce de travail (8; 40). 12. Appareil selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, caractérisé en ce qu'il comprend: des moyens (73) pour déplacer la fréquence d'un des premier et second faisceaux laser de sorte que les premier et second faisceaux laser sont de fréquences différentes; des moyens pour retirer un faisceau de pompage du second faisceau laser à impulsions; les moyens de démodulation étant sous la forme d'un cristal (33) pour recevoir la lumière modulée en phase réfléchie ou diffusée par la pièce de travail (8 ) et le faisceau de pompage; des moyens de détection optique au niveau de la sortie du cristal pour donner un signal représentatif du mouvement ultrasonore au niveau de la surface de la pièce de travail (8; 40). 13. Appareil selon l'une quelconque des revendications 8 à 12, caractérisé en ce qu'il comprend: des moyens (73) pour déplacer la fréquence d'un des premier et second faisceaux laser de sorte que les premier et second faisceaux laser sont de fréquences différentes; les moyens pour recevoir la lumière modulée en phase et pour démoduler étant un interféromètre du type Fabry et Pérot à foyer commun, suivis par des moyens de détection optique au niveau de sa sortie pour donner un signal représentatif du mouvement ultrasonore au niveau de la surface de la pièce de travail (8; 40); et la différence de fréquence entre les premier et second faisceaux laser étant sensiblement similaire à la moitié de la plage spectrale libre de Fabry et Pérot ou, un entier plus une demi-fois la plage spectrale libre de Fabry et Pérot.