Brevet FR3004534A1 — publié le 20141017

Support de capteur de contrôle non destructif La présente invention se rapporte à un support de capteur pour installer un capteur de contrôle non destructif contre une structure. Un domaine d'application envisagé est notamment celui des structures sous contrainte, et en particulier celui des conduites métalliques véhiculant des fluides sous haute pression. Il est connu d'utiliser des capteurs du type piézo-électrique pour recueillir des signaux acoustiques d'une structure sous contrainte. Cette technique de contrôle par émission acoustique permet de suivre l'évolution d'un dommage de la structure, par exemple, la propagation d'une fissure, le développement de la corrosion ou encore les fuites de liquide ou de gaz. Usuellement, une pluralité de capteurs est installée sur une structure ou une conduite de manière à pouvoir localiser ses défauts. Au préalable, on enregistre l'atténuation des ondes ultrasonores à travers la structure de manière à pouvoir implanter les capteurs sur des points particuliers. Ils sont rendus solidaires de la structure soit par des supports magnétiques, ou encore des supports directement collés sur la structure. Ensuite, la structure est placée sous contrainte, par exemple grâce à l'écoulement d'un fluide à haute pression dans une conduite et on enregistre les signaux produits par le réseau de capteurs. On installe par exemple des capteurs de ce type pour contrôler l'étanchéité du circuit primaire dans les centrales nucléaires, au niveau du réacteur ou des condenseurs, ou encore des échangeurs. Toutefois, le circuit primaire s'étend dans un environnement radioactif contrôlé à l'intérieur duquel les opérateurs doivent intervenir équipés de scaphandre et durant une période de temps limitée. Or, la mise en oeuvre d'un réseau de capteur sur une portion du circuit primaire avec des supports directement collés sur les conduites du circuit, nécessite un temps relativement long d'intervention. De plus, certains aciers utilisés pour les conduites sont amagnétiques, et partant, les supports magnétiques ne peuvent être utilisés. Aussi, un problème qui se pose et que vise à résoudre la présente invention est de fournir un support de capteur permettant d'installer rapidement le capteur sur la structure à contrôler. Dans ce but, la présente invention propose un support de capteur pour installer un capteur de contrôle non destructif contre une structure présentant deux parois opposées, ledit support de capteur présentant une partie de réception pour recevoir ledit capteur de contrôle. Selon l'invention, le support de capteur comprend en outre deux organes de retenue solidaires de ladite partie de réception, lesdits organes de retenue présentant deux premières parties divergeant l'une de l'autre à partir de ladite partie de réception et deux secondes parties libres convergeant l'une vers l'autre respectivement dans le prolongement desdites premières parties ; et ladite partie de réception est apte à être appliquée contre l'une desdites deux parois opposées, tandis que lesdites secondes parties libres viennent prendre appui contre l'autre desdites deux parois opposées, de manière à pouvoir maintenir ledit capteur de contrôle en appui contre ladite une desdites deux parois opposées. Ainsi, une caractéristique de l'invention réside dans la mise en oeuvre d'un support apte à venir enserrer directement la structure pour maintenir le capteur en position fixe contre l'une de ses parois. De la sorte, on s'affranchit du temps nécessaire au collage du support sur la structure ou de son caractère amagnétique. De plus, grâce au support selon l'invention, il est aisé d'installer dans un temps très court une pluralité de capteurs sur la structure afin de constituer un réseau de capteur. La mise en oeuvre d'un réseau de capteurs est notamment avantageuse lorsqu'il s'agit de recueillir des signaux dans le cadre d'un contrôle par émission acoustique. Selon un mode de mise en oeuvre de l'invention particulièrement avantageux, lesdits organes de retenue sont élastiquement déformables entre une position rapprochée l'une de l'autre et une position écartée l'une de l'autre. De la sorte, pour installer le capteur de contrôle on procède tout d'abord à l'écartement des organes de retenue, puis on ajuste le support à cheval sur la structure de manière à approcher la partie de réception de sa paroi et ensuite appliquer le capteur de contrôle contre celle-ci. Enfin, on relâche les organes de retenue qui se rapprochent alors élastiquement l'un de l'autre en venant prendre appui sur la paroi opposée. Ainsi, la partie de réception est entraînée à force vers la paroi sur laquelle s'applique le capteur. En conséquence, grâce aux organes de retenue élastiquement déformables, le capteur est installé sur la structure dans un temps extrêmement court. Comme on l'expliquera ci-après, les lignes d'alimentation et de raccordement pour la transmission des signaux sont déployées rapidement sans effort. Selon une variante d'exécution de l'invention préférée, ladite partie de réception et lesdits organes de retenue forment ensemble une seule pièce. De la sorte, le support est rigide et aisément transportable dans l'environnement confiné du circuit primaire d'une centrale nucléaire. Au surplus, cette seule pièce est encore plus aisée à être installée sur la structure lorsqu'elle l'est par un seul opérateur. Avantageusement, ladite partie de réception et lesdits organes de retenue sont formés d'un arceau en acier ressort. Par exemple, l'arceau en acier ressort est formé dans une lame d'acier de faible épaisseur. Par ailleurs, et selon une caractéristique de mises en oeuvre de l'invention préférée, lesdites secondes parties libres comprennent chacune des organes de roulement. Avantageusement, lesdits organes de roulement présentent un axe de rotation sensiblement perpendiculaire au plan moyen définit par lesdits organes de retenue. De la sorte, lorsque l'installation est une conduite de gros diamètre, l'opérateur vient appliquer simultanément, contre ladite une desdites deux parois opposées, les organes de roulement des secondes parties libres, puis il entraîne à force la partie de réception vers la conduite. Aussi, dans une première phase de rapprochement, les premières et secondes parties des organes de retenue s'écartent respectivement les uns des autres, tandis que les organes de roulement sont entraînés sur la circonférence de la conduite à l'opposé l'un de l'autre. Et dans une deuxième phase de rapprochement de la partie de réception et de la conduite, après que les organes de roulement ont été alignés dans une position diamétralement opposée, les premier et seconde parties des organes de retenue se rapprochent les uns des autres grâce à l'élasticité des organes de retenue et de la partie de réception, tandis que les organes de roulement sont entraînés l'un vers l'autre sur la circonférence de la conduite contre l'autre desdites deux parois opposées. De la sorte, la mise en oeuvre du support selon l'invention sur une conduite ne vient pas l'endommager. En effet, les organes de roulement permettent précisément de la préserver, notamment du rainurage, au fur et à mesure que l'on vient engager les organes de retenue à cheval sur la conduite. En outre, les conduites sont usuellement recouvertes d'une couche calorifuge, laquelle est découpée circonférentiellement sur une certaine largeur pour autoriser, d'une part le roulement des organes de roulement et d'autre part la mise en place des organes de retenue. Selon une autre caractéristique de mise en oeuvre, lesdits premiers organes de roulement comportent des premiers organes d'appui à billes. De la sorte, les premiers organes de roulement sont aptes à être entraînés, non seulement autour de la conduite, mais aussi en translation selon la direction axiale de la conduite. En outre, lesdites deux premières parties sont respectivement équipées d'entretoises d'appui, de chaque côté de la partie de réception du capteur, de manière à pouvoir contrôler la pression d'appui du capteur contre la paroi. Avantageusement, lesdites entretoises d'appui comportent des seconds organes de roulement, afin de faciliter l'entraînement du support de capteur autour de la structure, par exemple une conduite tubulaire. De plus, selon une variante de réalisation, lesdits seconds organes de roulement comportent des seconds organes d'appui à billes, de manière à faciliter le mouvement du support de capteur selon une direction axiale. D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description faite ci-après d'un mode de réalisation particulier de l'invention, donné à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la Figure 1 est une vue schématique de dessus du support de capteur conforme à l'invention; - la Figure 2 et une vue schématique de dessus de mise en oeuvre du capteur illustré sur la figure 1 selon une première phase ;et, - la Figure 3 est une vue schématique de dessus de mise en oeuvre du capteur illustré sur la figure selon une seconde phase. La Figure 1 illustre un support de capteur 10 présentant une partie de réception 12 du capteur 14 et deux organes de retenue en regard 16, 18. Le support de capteur 10 est constitué essentiellement d'un arceau 20 fait d'une lame d'acier de type acier pour ressort. La lame d'acier présente une largeur comprise par exemple entre 5 cm et 20 cm et une épaisseur comprise par exemple entre 3 mm et 8 mm. L'arceau 20 s'étend selon une forme sensiblement circulaire de diamètre compris par exemple entre 1,10 m et 0,8 m et sur environ trois quarts de cercle en définissant deux extrémités libres 22, 24. Ainsi qu'on l'expliquera ci-après, le diamètre de l'arceau 20 est conditionné au diamètre de l'installation sur laquelle on l'installe. À l'opposé des deux extrémités libres 22, 24, dans la partie de réception 12, l'arceau 20 comprend une platine 26 installée selon une corde et délimitant un espace libre 28 formant un segment circulaire. Le capteur 14 est alors installé à travers la platine 26 selon un rayon, et il débouche à la fois vers l'intérieur de l'arceau 20 et dans l'espace libre 28. Selon un mode de réalisation de l'invention, le capteur est un capteur de contrôle par ultrasons. Aussi, il est apte à émettre une onde ultrasons qui se réfléchit lorsqu'elle rencontre une interface séparant deux milieux différents, et l'onde réfléchie est captée dans le capteur pour pouvoir ensuite analyser les temps de réflexion et déterminer l'apparition d'un défaut. Selon un autre mode de réalisation, on utilise un capteur piézo- électrique de manière à pouvoir capter les émissions acoustiques. Tout autre type de capteur nécessitant d'être porté en contact avec une structure quelconque peut être mis en oeuvre grâce au support de capteur 10 selon l'invention. Les organes de retenue 16, 18 formés dans l'arceau 20 comportent respectivement deux premières parties 30, 32 divergeant l'une de l'autre à partir de la partie de réception, sur environ un quart de cercle jusqu'à former un demi-cercle, et deux secondes parties 34, 36 convergent l'une vers l'autre jusqu'à leur extrémité libre 22, 24. Les deux extrémités libres 22, 24 sont en outre équipées d'organes de roulement 38, 40 présentant un axe de rotation 42 sensiblement perpendiculaire au plan moyen défini par l'arceau 20. Les organes de roulement 38, 40 s'étendent vers l'intérieur du cercle défini par l'arceau 20. Selon un mode de mise en oeuvre particulier de l'invention, les organes de roulement 38, 40 sont constitués de deux paliers métalliques écartés l'un de l'autre et s'étendant respectivement en saillie des bords des extrémités libres 22, 24 de l'arceau 20. Les paliers métalliques présentent l'avantage de résister à de hautes températures. Selon un autre mode de mise en oeuvre, les organes de roulement 38, 40 sont constitués de galets dont la bande de roulements est résistante à la température. On expliquera ci-après la fonction des organes de roulement 38, 40. Par ailleurs, les premières parties 30, 32 de l'arceau 20 sont équipées, de chaque côté du capteur 14, d'entretoises d'appui 44, 46. On se référera maintenant sur la figure 2 illustrant le support de capteur 10 dans une première phase d'installation autour d'une conduite en acier 48. On observera dans l'exemple présenté sur les figures que le diamètre de la conduite en acier 48 se situe entre 70% et 80 % du diamètre de l'arceau 20 au repos. Le support de capteur 10 est en outre équipé d'un amplificateur 50 relié d'un côté au capteur 14 et de l'autre côté à des moyens enregistrement et de contrôle 52. Ainsi, dans une première phase d'installation, le support de capteur 10 est approché de la conduite 48 de façon que l'arceau 20 soit orienté sensiblement perpendiculairement par rapport à la conduite 48 et les organes de roulement 38, 40 sont portés en appui d'une paroi avant 54 de la conduite 48. Ainsi les organes de roulement 38, 40 sont-ils écartés l'un de l'autre et leur axe de rotation est sensiblement parallèle à la conduite 48. Ensuite, le support de capteur 10 est entraîné à force vers la conduite 48 selon la flèche F. Aussi, les organes de roulement 38, 40 sont entraînés en roulement contre la surface de la paroi avant 54 selon une trajectoire circonférentielle dans des sens opposés l'un de l'autre, tandis que les deux extrémités libres 22, 24 s'écartent l'une de l'autre. Partant, les deux organes de retenue en regard 16, 18, élastiquement déformables, s'écartent progressivement l'un de l'autre. Lorsque les organes de roulement 38, 40 atteignent une position dans laquelle ils sont symétriques l'un de l'autre par rapport au centre C de la conduite 48, en poursuivant d'entraînement du support de capteur 10 vers la conduite 48, ces organes de roulement 38, 40 viennent rouler selon une trajectoire toujours circonférentielle sur la paroi arrière 58 de la conduite 48. Aussi, ils tendent à se rapprocher l'un de l'autre tout comme les organes de retenue en regard 16, 18 car l'arceau 20 tend à revenir vers sa forme initiale au repos circulaire. En bout de course, le capteur 14 vient s'appliquer contre la paroi avant 54 de la conduite 48 tout comme les entretoises d'appui 44, 46. Ces dernières permettent de contrôler la pression qui s'exerce entre le capteur 14 et la paroi avant 54, puisqu'elles retiennent la partie de réception 12 qui tend à être entraînée vers le centre C de la conduite 48 par le retour élastique des organes de retenue 16, 18. Par ailleurs, dans certaines circonstances il est nécessaire d'ajuster la position du capteur 14 sur la circonférence de la conduite 48. Aussi, en écartant sensiblement la partie de réception 12 de la paroi avant 54 de manière à en décoller le capteur 14 et les entretoises 44, 46, les seuls organes de roulement 38, 40 demeurent en contact avec la conduite 48 et il est alors possible d'entraîner en rotation autour de la conduite 48 le support de capteur 10 dans son ensemble pour porter le capteur 14 en regard du point de la conduite 48 que l'on a déterminé. Ainsi, l'installation du capteur 14 sur la conduite 48 est-il réalisé simplement pas un seul opérateur et dans un temps très court. Il est ainsi possible d'installer au moyen d'une pluralité de support de capteur 10, une pluralité de capteur 14 sur différents points de la conduite 48. De la sorte on constitue un réseau de capteur qui permet de recueillir les émissions acoustiques de la conduite 48 en service et partant, de localiser les défauts qui apparaissent notamment dans l'épaisseur de la conduite 48. Selon une variante de réalisation de l'invention non représentée, où le capteur installé sur le support est un capteur ultrasonore, pour remplacer un scanner magnétique par exemple, les entretoises 44, 46 sont respectivement remplacées par des organes de roulements analogues aux organes de roulement 38, 40 situés aux deux extrémités libres 22, 24, et ces organes de roulement présentent également un axe de rotation sensiblement perpendiculaire au plan moyen défini par l'arceau 20. De la sorte, il n'est nul besoin d'écarter la partie de réception 12 de la paroi avant 54 pour entraîner le support de capteur 10 dans son ensemble en rotation autour de la conduite 48. Selon une autre variante, non représentée, les entretoises 44, 46 et les organes de roulement 38, 40, sont respectivement remplacés par des organes d'appui à billes permettant, non seulement de pouvoir entraîner le support de capteur 10 en rotation autour de la conduite 48, mais aussi en translation le long de la conduite 48. Les organes d'appui à billes comportent un boîtier présentant une surface d'où affleurent des billes libres en rotation. Les billes sont prisonnières du boîtier. En l'espèce, ladite surface présente une forme incurvée de manière à respecter la géométrie de la conduite 48. REVENDICATIONS1. Support de capteur (10) pour installer un capteur de contrôle (14) non destructif contre une structure présentant deux parois opposées (54, 58), ledit support de capteur (10) présentant une partie de réception (12) pour recevoir ledit capteur de contrôle (14) ; caractérisé en ce qu'il comprend en outre deux organes de retenue (16, 18) solidaires de ladite partie de réception (12), lesdits organes de retenue (16, 18) présentant deux premières parties (30, 32) divergeant l'une de l'autre à partir de ladite partie de réception (12) et deux secondes parties libres (34, 36) convergeant l'une vers l'autre respectivement dans le prolongement desdites premières parties (30, 32) ; et en ce que ladite partie de réception (12) est apte à être appliquée contre l'une desdites deux parois opposées (54), tandis que lesdites secondes parties libres (34, 36) viennent prendre appui contre l'autre desdites deux parois opposées (58), de manière à pouvoir maintenir ledit capteur de contrôle (14) en appui contre ladite une desdites deux parois opposées (54). 2. Support de capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits organes de retenue (16, 18) sont élastiquement déformables entre une position rapprochée l'une de l'autre et une position écartée l'une de l'autre. 3. Support de capteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite partie de réception (12) et lesdits organes de retenue (16, 18) forment ensemble une seule pièce. 4. Support de capteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite partie de réception (12) et lesdits organes de retenue (16, 18) sont formés d'un arceau (20) en acier ressort. 5. Support de capteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdites secondes parties libres (34, 36) comprennent chacune des premiers organes de roulement (38, 40). 6. Support de capteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits premiers organes de roulement (38, 40) présentent un axe de rotation (42) sensiblement perpendiculaire au plan moyen définit par lesdits organes de retenue (16, 18). 7. Support de capteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits premiers organes de roulement (38, 40) comportent des premiers organes d'appui à billes. 8. Support de capteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, 5 caractérisé en ce que lesdites deux premières parties (30, 32) sont respectivement équipées d'entretoises d'appui (44, 46). 9. Support de capteur selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdites entretoises d'appui (44, 46) comportent des seconds organes de roulement. 10 10. Support de capteur selon la revendication 9, caractérisé en ce que lesdits seconds organes de roulement comportent des seconds organes d'appui à billes. 15