Brevet FR3022634A1 — publié le 20151225

La présente invention concerne un procédé de contrôle non destructif et sans contact d'un objet à l'aide d'une sonde munie d'une pluralité de transducteurs. Elle concerne également un programme d'ordinateur et un dispositif de sondage pour la mise en oeuvre de ce procédé. L'invention s'applique notamment au domaine du contrôle non destructif par ultrasons de pièces mécaniques ayant une forme complexe, en particulier lors d'un contrôle en immersion totale, dans lequel une pièce mécanique est plongée dans un liquide pour être sondée à distance à l'aide d'un capteur également plongé dans le liquide, par exemple dans le secteur aéronautique. Plus généralement, l'invention concerne tout domaine dans lequel on souhaite sonder à distance un milieu avec une interface complexe, que ce soit par des ondes ultrasonores, sonores, voire même électromagnétiques. Dans le cas des ultrasons, le contrôle sans contact peut être réalisé, non seulement en immersion totale, mais aussi à l'aide d'un dispositif d'immersion locale utilisant la technique du jet d'eau, telle que par exemple mise en oeuvre dans les systèmes connus sous le nom de « squirter systems » de la société Ultrasonic Sciences Ltd (http://www.ultrasonic-sciences.co.uk), ou encore à l'aide d'un dispositif d'immersion locale utilisant une sonde à transducteurs multiples montée sur un sabot à membrane souple rempli d'eau, comme cela est par exemple décrit dans l'article de Bird et al, intitulé « Qualification of a phased array inspection of thin welds », 18th World Conference on Nondestructive Testing (WCNDT), 16-20 avril 2012, Durban, Afrique du Sud. Le contrôle sans contact pourrait également s'appliquer à des capteurs dits aériens, c'est-à-dire ne nécessitant pas un couplage avec un liquide pour transmettre les ultrasons à l'intérieur de l'objet à contrôler. Cependant la technologie des capteurs ultrasonores à transducteurs multiples n'est pas encore au point dans ce domaine. L'invention concerne plus particulièrement un procédé de contrôle non destructif sans contact comprenant les étapes suivantes : - commander les transducteurs afin qu'ils émettent vers une surface de l'objet des ondes présentant des retards d'émission initiaux les unes par rapport aux autres, - exécuter au moins une fois la boucle d'étapes suivante, de manière à obtenir après au moins une itération un front d'onde reçu simultanément sur la surface : 3022634 2 - recevoir depuis les transducteurs des signaux de mesure intermédiaires, mesurant en particulier des échos dus à des réflexions des ondes sur ladite surface de l'objet, - corriger les retards d'émission des transducteurs à l'aide des signaux de 5 mesure intermédiaires et commander les transducteurs afin qu'ils émettent vers ladite surface de l'objet des ondes présentant les retards d'émission corrigés les unes par rapport aux autres, recevoir depuis les transducteurs des signaux de mesure finaux résultant de la réflexion d'un front d'onde reçu simultanément sur ladite surface de 10 l'objet. Un procédé de ce type est par exemple décrit dans la demande de brevet publiée sous le numéro US 2006/0195273 A1. Plus précisément, ce document décrit un procédé dans lequel la boucle d'étapes précitée n'est exécutée qu'une seule fois et selon lequel l'étape de 15 correction des retards d'émission initiaux à partir des signaux de mesure intermédiaires consiste à procéder en deux temps : tout d'abord, une estimation de la surface inconnue de l'objet est calculée de façon explicite à partir des signaux de mesure intermédiaires obtenus à l'occasion d'un premier tir ; puis une loi de retards est calculée à partir de cette surface estimée et appliquée à l'occasion d'un second 20 tir. Plus précisément également, dans ce document, les retards d'émission initiaux sont des retards nuls. Au second tir, il n'y a donc pas explicitement de correction des retards d'émission initiaux mais l'application directe de la loi de retards établie à partir de la surface estimée de l'objet. 25 Un autre procédé de ce type est également décrit dans le brevet publié sous le numéro FR 2 963 443 Bl. Plus précisément, ce document décrit un procédé dans lequel la boucle d'étapes est exécutée plusieurs fois mais selon lequel l'étape de correction des retards d'émission initiaux à partir des signaux de mesure intermédiaires ne procède 30 pas de la même façon que dans le document US 2006/0195273 A1. En effet, aucune estimation de la surface de l'objet n'est calculée dans FR 2 963 443 B1, les retards en émission et les mesures intermédiaires de temps de vol entre les transducteurs et la surface de l'objet à l'occasion d'un n-ième tir étant directement exploités pour former les retards en émission du (n+1)-ième tir à partir des retards en émission du n- ième tir, sans autre enregistrement ou analyse particuliers. Cette simplification dans 3022634 3 le traitement des signaux de mesure intermédiaires n'engendre pas de dégradation des résultats finaux grâce à la répétition de la boucle d'étapes. Selon ce procédé amélioré également, les retards d'émission initiaux sont quelconques, notamment ils peuvent être nuls par défaut ou exploiter une éventuelle connaissance a priori, même 5 incomplète, de la surface de l'objet. Ce procédé tel que décrit dans le document FR 2 963 443 B1 est connu sous le nom de technologie SAUL (de l'anglais « Surface-Adaptive ULtrasound). Le B-scan obtenu est alors de bien meilleure qualité et permet notamment une meilleure détection de défauts éventuels dans l'objet inspecté. En général, quatre à 10 cinq itérations de la boucle d'étapes peuvent suffire pour parvenir à un résultat convenable quel que soit le type de géométrie inspectée. Ainsi, le procédé permet d'inspecter les différentes géométries (planes avec ou sans inclinaison, concaves, convexes) d'un même objet en utilisant une sonde unique, par exemple une sonde conventionnelle avec une géométrie plane de ses transducteurs. 15 Du fait de la loi de retards finale appliquée, la surface de l'objet est toujours atteinte simultanément par le front d'onde, de sorte que le front d'onde pénètre toujours de la même façon dans l'objet. Ce procédé appliqué tel quel est donc idéalement adapté au contrôle de structures composites stratifiées issues, par exemple, de l'aéronautique (telles que des structures en polymère à renfort fibre de 20 carbone dites PRFC). En revanche, il est moins adapté à l'inspection d'objets métalliques pour lesquels on souhaite former et maîtriser un faisceau focalisé dans le matériau pour améliorer la qualité de la détection de défauts. Il peut ainsi être souhaité de prévoir un procédé de contrôle non destructif et sans contact d'un objet qui permette de s'affranchir au moins en partie du problème 25 indiqué ci-dessus. Il est donc proposé un procédé de contrôle non destructif et sans contact d'un objet à l'aide d'une sonde munie d'une pluralité de transducteurs, comprenant les étapes suivantes : - A) commander les transducteurs afin qu'ils émettent vers une surface de 30 l'objet des ondes présentant des retards d'émission initiaux les unes par rapport aux autres, - B) exécuter au moins une fois la boucle d'étapes suivante, de manière à obtenir après au moins une itération un front d'onde reçu simultanément sur la surface : 3022634 4 - recevoir depuis les transducteurs des signaux de mesure intermédiaires, mesurant en particulier des échos dus à des réflexions des ondes sur ladite surface de l'objet, - corriger les retards d'émission des transducteurs à l'aide des signaux 5 de mesure intermédiaires et commander les transducteurs afin qu'ils émettent vers ladite surface de l'objet des ondes présentant les retards d'émission corrigés les unes par rapport aux autres, C) recevoir depuis les transducteurs des signaux de mesure finaux résultant de la réflexion d'un front d'onde reçu simultanément sur ladite 10 surface de l'objet, ce procédé comportant en outre les étapes suivantes : - D) définir des retards d'émission supplémentaires relatifs à une loi de retards conçue pour focaliser les ondes émises selon un angle et/ou à une profondeur souhaités au-delà de la surface de l'objet, 15 - E) ajouter les derniers retards d'émission corrigés aux retards d'émission supplémentaires pour former des retards d'émission finaux, - F) commander les transducteurs afin qu'ils émettent vers l'objet des ondes présentant les retards d'émission finaux les unes par rapport aux autres, et 20 - G) recevoir et traiter de nouveaux signaux de mesure finaux issus des ondes émises avec les retards d'émission finaux. Ainsi, la prise en compte de retards d'émission supplémentaires pour focaliser à l'intérieur de l'objet inspecté, selon un angle et/ou une profondeur souhaités, permet d'ajouter de la souplesse à la technologie SAUL précédemment introduite et 25 donc de l'améliorer pour certaines applications, notamment pour l'inspection d'objets métalliques. Cela revient à exploiter la loi de retards issue de la technologie SAUL pour focaliser sous la surface complexe d'un objet et réaliser ainsi de l'imagerie adaptative en immersion. Cela permet surtout, grâce à une amélioration astucieuse de la technologie SAUL, d'adapter judicieusement un faisceau au-delà d'une surface 30 complexe d'un objet sans avoir besoin de reconstruire la géométrie de cette surface. Il est alors possible de s'affranchir d'un calcul coûteux de lois de retards selon le principe de Fermat de recherche de trajets les plus courts, contrairement à ce qui est souvent préconisé dans l'état de la technique, et de parvenir à une imagerie temps réel autorisant des vitesses d'inspection accélérées avec des appareils à architecture 3022634 5 électronique relativement simple, tels que les appareils de contrôle non destructif conventionnels. De façon optionnelle, les retards d'émission supplémentaires sont définis préalablement pour une focalisation selon un angle et/ou à une profondeur souhaitée 5 au-delà de la surface de l'objet et sur la base d'une hypothèse de planéité de cette surface. De façon optionnelle également, les étapes A, B, C, E, F et G sont exécutées successivement à plusieurs reprises à des instants répétés dans le temps. De façon optionnelle également, la sonde est déplacée par rapport à l'objet 10 selon une pluralité de positions formant un trajet, et dans lequel, à chaque nouvelle position de la sonde sur le trajet, les étapes A, B, C, E, F et G sont exécutées. De façon optionnelle également, plusieurs ensembles de retards d'émission supplémentaires relatifs à plusieurs lois de retards sont définis à l'étape D et sont associés aux différentes positions sur le trajet à raison d'un ensemble par position. 15 De façon optionnelle également, les nouveaux signaux de mesure finaux sont traités à l'étape G de manière à produire une image de type B-scan ou S-scan de l'objet. De façon optionnelle également, les retards d'émission supplémentaires sont définis préalablement pour une focalisation selon un angle d'environ 45° par rapport à 20 la normale à un axe ou plan des transducteurs, notamment selon un angle compris entre 40° et 50° par rapport à cette normale. De façon optionnelle également, le contrôle se fait par sondage échographique à l'aide d'une sonde à ultrasons pour l'émission d'ondes ultrasonores par les transducteurs. 25 Il est également proposé un programme d'ordinateur téléchargeable depuis un réseau de communication et/ou enregistré sur un support lisible par ordinateur et/ou exécutable par un processeur, comprenant des instructions pour l'exécution des étapes d'un procédé de contrôle non destructif et sans contact d'un objet selon l'invention, lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur. 30 Enfin, il est également proposé un dispositif de sondage à ultrasons comportant une sonde comprenant un boîtier et une pluralité de transducteurs à ultrasons attachés au boîtier, et des moyens de commande et de traitement conçus pour : 3022634 6 A) commander les transducteurs afin qu'ils émettent vers une surface d'un objet des ondes présentant des retards d'émission initiaux les unes par rapport aux autres, B) exécuter au moins une fois la boucle d'étapes suivante, de manière à 5 obtenir après au moins une itération un front d'onde reçu simultanément sur la surface : - recevoir depuis les transducteurs des signaux de mesure intermédiaires, mesurant en particulier des échos dus à des réflexions des ondes sur ladite surface de l'objet, 10 - corriger les retards d'émission des transducteurs à l'aide des signaux de mesure intermédiaires et commander les transducteurs afin qu'ils émettent vers ladite surface de l'objet des ondes présentant les retards d'émission corrigés les unes par rapport aux autres, C) recevoir depuis les transducteurs des signaux de mesure finaux 15 résultant de la réflexion d'un front d'onde reçu simultanément sur ladite surface de l'objet, les moyens de commande et de traitement étant en outre conçus pour : D) définir des retards d'émission supplémentaires relatifs à une loi de retards conçue pour focaliser les ondes émises selon un angle et/ou à une 20 profondeur souhaités au-delà de la surface de l'objet, E) ajouter les derniers retards d'émission corrigés aux retards d'émission supplémentaires pour former des retards d'émission finaux, F) commander les transducteurs afin qu'ils émettent vers l'objet des ondes présentant les retards d'émission finaux les unes par rapport aux 25 autres, et G) recevoir et traiter de nouveaux signaux de mesure finaux issus des ondes émises avec les retards d'émission finaux. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés 30 dans lesquels : la figure 1 représente schématiquement la structure générale d'un dispositif de sondage selon un mode de réalisation de l'invention, la figure 2 illustre les étapes successives d'un procédé de contrôle non destructif et sans contact mis en oeuvre par le dispositif de sondage de la 35 figure 1, 3022634 7 la figure 3 illustre un premier exemple d'utilisation de la sonde de la figure 1 pour sonder un objet dont la géométrie est représentative d'un tube avec variation de section, la figure 4 illustre plusieurs étapes intermédiaires de l'exécution du procédé 5 de la figure 2 dans l'exemple de la figure 3, la figure 5 illustre des images B-scan obtenues à partir de signaux de mesure enregistrés aux étapes illustrées sur la figure 4, les figures 6 et 7 illustrent d'autres étapes de l'exécution du procédé de la figure 2 dans l'exemple de la figure 3, et 10 la figure 8 illustre un deuxième exemple d'utilisation de la sonde de la figure 1 pour la formation d'une image S-scan. En référence à la figure 1, un dispositif de sondage 100 d'un objet 102 selon un mode de réalisation de l'invention comporte un bras articulé 104, une sonde à ultrasons 106 fixée au bras articulé 104 et des moyens 108 de commande de bras 15 articulé conçus pour commander le bras articulé 104 afin que ce dernier déplace la sonde 106 par rapport à l'objet 102. L'objet 102 est par exemple une pièce mécanique que l'on souhaite examiner par contrôle non destructif. Il présente une surface 102A irrégulière et est immergé dans un liquide, tel que de l'eau 110, la sonde 106 étant maintenue à distance de 20 l'objet 102 et de sa surface 102A afin que l'eau 110 les sépare. La sonde 106 comporte tout d'abord un boîtier 112, c'est-à-dire un élément de structure indéformable qui sert de référentiel attaché à la sonde 106. La sonde 106 comporte en outre N transducteurs 1141, ...,114N disposés linéairement dans le boîtier 112 et attachés à ce dernier. Les transducteurs 1141, 25 ...,114N sont conçus pour émettre des ondes ultrasonores en direction de l'objet 102 en réponse à des signaux de commande identifiés sous la référence générale C, dans un plan principal qui est celui de la figure. Les transducteurs 1141, ...,114N sont en outre conçus pour détecter des échos des ondes ultrasonores se réfléchissant sur la surface 102A et dans l'objet 102 et 30 pour fournir des signaux de mesure identifiés sous la référence générale M ou Mf correspondant à ces échos. Le dispositif de sondage 100 comporte en outre un circuit électronique 116 de commande des transducteurs 1141, ..., 114N de la sonde 106 et de traitement des signaux de mesure M ou Mf. Le circuit électronique 116 est connecté à la sonde 106 35 afin de lui transmettre les signaux de commande C et afin de recevoir les signaux de 3022634 8 mesure M ou Mf. Le circuit électronique 116 est par exemple celui d'un ordinateur. Le circuit électronique 116 présente une unité centrale de traitement 118, telle qu'un microprocesseur conçu pour émettre vers la sonde 106 les signaux de commande C et pour recevoir de la sonde 106 les signaux de mesure M ou Mf, et une mémoire 120 5 dans laquelle est enregistré un programme d'ordinateur 122. Le programme d'ordinateur 122 comporte une boucle d'instructions 124 à 138 pouvant être exécutée une ou plusieurs fois. Dans la suite de la description, un rang d'itération p sera utilisé pour distinguer les différentes itérations de la boucle d'instructions 124 à 138. L'exécution initiale de la boucle correspond à p égal à zéro 10 (première itération), tandis que chaque répétition de la boucle correspond à la valeur de p : p est égal à un pour la première répétition (c'est-à-dire la deuxième itération), à deux pour la deuxième répétition (c'est-à-dire la troisième itération), etc. Le programme d'ordinateur 122 comporte tout d'abord des instructions 124 conçues pour déterminer une loi de retards en émission LP = (L731, où LP, est le 15 retard d'émission à appliquer au transducteur 114,, à partir de retards initiaux définis selon une loi de retards initiale E° = {E13, ...,E1,31} et, le cas échéant, de lois de retards d'émission complémentaires El = ..., EP =1E13,...,41 qui auront été déterminées par les instructions 136 décrites plus loin. Dans le mode de réalisation décrit, la loi de retards en émission LP est déterminée en additionnant les retards 20 initiaux de la loi de retards initiale E° et les retards d'émission complémentaires des lois de retards complémentaires El, ..., EP : LP = E° + E1 + --- + EP. A la première exécution des instructions 124, c'est-à-dire lorsque p est égal à zéro, la première loi de retards en émission L° comporte les retards initiaux de la loi de retards initiale E° : L° = E°. Les retards initiaux de la loi de retards initiale E° sont prédéfinis dans le 25 programme d'ordinateur 122. Il s'agit par exemple de retards nuls (aucun retard entre les transducteurs 1141, ...,114N), en particulier dans le cas où aucune information, même approximative, n'est connue sur la géométrie de la surface 102A de l'objet 102. En variante, les retards initiaux de la loi de retards initiale E° peuvent être non nuls, et engendrent par exemple un front d'onde partiellement adapté à la géométrie 30 de l'objet 102 en première approximation. Cette variante est par exemple utilisée dans le cas où la géométrie de la surface 102A de l'objet 102 est déjà au moins partiellement connue. Le programme d'ordinateur 122 comporte en outre des instructions 126 conçues pour commander les transducteurs 1141, ...,114N afin qu'ils émettent vers 35 l'objet 102 des ondes ultrasonores ayant des retards d'émission el, ...,LPN les unes 3022634 9 par rapport aux autres. A cet effet, les instructions 126 sont conçues pour transmettre à la p-ième itération des signaux de commande C notés CP = (Cr__ C1,3,1 aux transducteurs 1141, ...,114N, où Cf, est la commande transmise au transducteur 114, devant présenter un retard d'émission L. Ces signaux de commande CP sont conçus 5 pour que les transducteurs 1141, ...,114N émettent des ondes ultrasonores impulsionnelles de fréquence centrale f, où f est la fréquence de fonctionnement optimal du capteur, et pour décaler dans le temps ces ondes les unes par rapport aux autres avec des retards d'émission conformes à la loi de retards L. Ces retards d'émission ont pour but de compenser les différences entre les distances séparant 10 chaque transducteur de l'objet 102 pour le trajet aller, afin que les ondes ultrasonores émises par les transducteurs 1141, ...,114N atteignent au même instant la surface 102A de l'objet 102. Le programme d'ordinateur 122 comporte en outre des instructions 128 conçues pour recevoir à la p-ième itération, depuis les transducteurs, des signaux de 15 mesure M notés MP = {Ag__ MO, où Mn est le signal de mesure fourni par le transducteur 114, à la p-ième itération, mesurant en particulier les échos dus aux réflexions des ondes ultrasonores sur la surface 102A de l'objet 102. Les instructions 128 sont en outre conçues pour enregistrer les signaux de mesure M. Dans le mode de réalisation décrit, les instructions 128 sont conçues pour enregistrer le signal de 20 mesure Mn de chaque transducteur 114, sur une fenêtre temporelle de durée prédéterminée et débutant, par exemple, lorsque le signal de commande Cr', de ce transducteur 114, est émis. Les signaux de commande CP incluant les retards d'émission de la loi de retards LP, les enregistrements des signaux de mesure MP intègrent eux aussi ces retards d'émission. 25 Le programme d'ordinateur 122 comporte en outre des instructions 130 conçues pour déterminer des décalages en réception RP = (R713, ..., RO des enregistrements des signaux de mesure MP, à partir des retards d'émission de la loi de retards LP, R,73 étant le décalage en réception de l'enregistrement du signal de mesure Mn. Dans le mode de réalisation décrit, les décalages en réception RP sont 30 déterminés au moyen de la formule suivante : Rn?) = max(L1, LN) - L. Les décalages en réception RP ont pour but de compenser les différences entre les distances séparant chaque transducteur de l'objet pour le trajet retour, afin que les ondes ultrasonores, qui sont supposées se réfléchir au même instant sur la surface de l'objet 102 grâce aux retards d'émission de la loi de retards LP, soient 3022634 10 synchronisées et donc considérées dans l'enregistrement comme atteignant au même instant les transducteurs 1141, ...,114N. Le programme d'ordinateur 122 comporte donc des instructions 132 conçues pour décaler les enregistrements des signaux de mesure MP en fonction des 5 décalages en réception R. Les enregistrements ainsi décalés sont notés MP = (Ag, ...,MP}, où MP est l'enregistrement décalé du signal Mn du transducteur 114n. Le programme d'ordinateur 122 comporte en outre des instructions 134 conçues pour déterminer des temps de vol aller-retour tP = ..., tZI, où tri?' est le temps de vol aller-retour déterminé à partir de l'enregistrement décalé MP 10 correspondant au transducteur 114n. Ainsi, les temps de vol aller-retour tP tiennent compte des retards d'émission de la loi de retards LP et des décalages en réception R. Dans le mode de réalisation décrit, le temps de vol aller-retour triP pour chaque transducteur 114n est déterminé en détectant, par exemple, le maximum de l'enveloppe du signal de mesure correspondant Mn?), enregistré dans l'enregistrement 15 décalé MP. Le programme d'ordinateur 122 comporte en outre des instructions 136 conçues pour déterminer de nouveaux retards d'émission complémentaires d'une loi de retards EP+1 à partir des temps de vol aller-retour tP. Dans le mode de réalisation décrit, les retards d'émission complémentaires de la loi de retards EP+1 sont 20 déterminés au moyen de la formule suivante : 1 Er- 7 [max(tf, - 0,31. Le programme d'ordinateur 122 comporte en outre des instructions 138 conçues pour évaluer un test d'arrêt, afin de sortir de la boucle d'instructions 124 à 138 si le test d'arrêt est vérifié ou de poursuivre par une nouvelle itération dans le cas contraire. Dans ce dernier cas, les instructions 138 sont conçues pour revenir aux 25 instructions 124 afin de provoquer une nouvelle itération de la boucle d'instructions 124 à 138, avec les nouveaux retards d'émission complémentaires de la loi de retards EP+1, de sorte que l'ensemble des lois de retards complémentaires comprend les p+1 lois de retards complémentaires El, ...,EP+1. Dans la présente description, c'est à ce moment que l'indice p est incrémenté d'une unité (p p+1), de sorte que 30 l'ensemble des lois de retards complémentaires est à ce moment de nouveau noté El, ...,EP, en accord avec la description précédente des instructions 124. Dans le mode de réalisation décrit, le test d'arrêt consiste à vérifier que l'inégalité suivante est 3022634 11 vérifiée : max(Er, , où f est la fréquence centrale de fonctionnement des transducteurs et où EP = (Er__ E7/'31) est la loi de retards complémentaire incluant les derniers retards d'émission complémentaires déterminés par les instructions 136 (où elle était notée EP+1). Concrètement, ce test signifie que, si la différence maximale 5 entre les temps de vol aller-retour tP déterminés par les instructions 134 est inférieure à 4f' alors il peut être considéré en première approximation que ces temps de vol sont égaux et que la surface 102A de l'objet 102 a bien été atteinte simultanément par toutes les ondes émises. En variante, les instructions 138 peuvent être conçues pour sortir de la boucle d'instructions 124 à 138 au bout d'un nombre prédéterminé 10 d'exécutions de la boucle, par exemple quatre ou cinq, soit p égal à trois ou quatre. Si le résultat du test d'arrêt commande de sortir de la boucle d'instructions 124 à 138, alors les instructions 138 sont conçues pour passer à des instructions 140 programmées pour déterminer les derniers retards d'émission corrigés par la boucle d'instructions 124 à 138, LP = E° + E1 + --- + EP. Les instructions 140 sont en outre 15 conçues pour déterminer une loi de retards finale Lf = , L fN1, où L fri est le retard d'émission final à appliquer au transducteur 114,, à partir des derniers retards d'émission corrigés de la loi de retards LP et de retards d'émission supplémentaires définis dans une loi de retards L' (a, F) = ,(a, F), , L' N(a , F)}, où L' '(a, F) est le retard d'émission supplémentaire à appliquer au transducteur 114,, cette loi de 20 retards supplémentaire étant elle-même définie dans le programme d'ordinateur 122. Ces retards d'émission supplémentaires L' i(a, F), , L' N (a, F) sont relatifs à une loi de retards conçue pour focaliser les ondes émises selon un angle a et/ou à une profondeur F souhaités au-delà de la surface 102A de l'objet 102. Si la focalisation souhaitée est uniquement directionnelle, sans profondeur de focalisation particulière 25 visée, alors on définit F à l'infini (09). On a ainsi théoriquement : L f = LP + L' (a, F) En pratique, pour corriger un décalage qui est susceptible d'apparaître lorsque l'on additionne deux lois de retards, il est possible de définir les retards d'émission finaux de la façon suivante : Lf = LP + L' (a, F) min[(LPI + L', (a, F)) , , (LN + N(a, F))] Le programme d'ordinateur 122 comporte en outre des instructions 142 30 conçues pour commander les transducteurs 1141, ...,114N afin qu'ils émettent vers l'objet 102 des ondes ultrasonores ayant les retards d'émission de la loi de retards finale Lf les unes par rapport aux autres. A cet effet, les instructions 142 sont 3022634 12 conçues, comme les instructions 126, pour transmettre des signaux de commande C notés Cf = tCf1,...,CfN1 aux transducteurs 1141, ...,114N, où Cf?, est la commande transmise au transducteur 114, devant présenter un retard d'émission Lfn. Ces signaux de commande Cf sont conçus pour que les transducteurs 1141, ...,114N 5 émettent des ondes ultrasonores impulsionnelles de fréquence centrale f, et pour décaler dans le temps ces ondes les unes par rapport aux autres avec des retards d'émission conformes à la loi de retards Lf. Enfin, le programme d'ordinateur 122 comporte des instructions 144 conçues pour recevoir, depuis les transducteurs, et traiter des signaux de mesure finaux M 10 notés Mf = Dif1,...,MfN1, où M1,2 est le signal de mesure final fourni par le transducteur 114,, issus des ondes émises avec les retards d'émission finaux de la loi de retards Lf. En référence à la figure 2, un procédé 200 de contrôle non destructif et sans contact mis en oeuvre par le dispositif de sondage de la figure 1 va à présent être 15 décrit. Au cours d'une étape préalable 202, les retards d'émission supplémentaires définis précédemment et notés L'i(a,F),...,L'N(a,F) sont calculés en fonction d'au moins une loi de retards supplémentaire souhaitée pour focaliser les ondes émises par les transducteurs 1141, ...,114N selon un angle a et/ou à une profondeur F 20 souhaités au-delà de la surface 102A de l'objet 102. Ces retards d'émission supplémentaires sont calculés de façon connue en soi, avantageusement sur la base d'une hypothèse de planéité de la surface 102A et même de parallélisme par rapport au réseau de transducteurs 1141, ...,114N. En particulier, ils peuvent être estimés sur une portion plane et horizontale (par rapport au réseau de transducteurs 1141, 25 ...,114N) connue de la surface 102A de l'objet 102. La sonde 106 étant amenée à être déplacée par rapport à l'objet 102 à l'aide du bras articulé 104, selon les applications et inspections visées, une ou plusieurs lois de retards peuvent être souhaitées dans l'objet 102 au cours du trajet destiné à être suivi par la sonde 106. Si une seule loi de retards est souhaitée tout au long du 30 trajet, par exemple un angle d'incidence à 45° et uie focalisation F = 09 à l'infini au- delà de la surface 102A de l'objet 102, alors une seule loi de retards supplémentaire 1/(a, F) est définie. En revanche si plusieurs lois de retards successives sont souhaitées le long du trajet, alors plusieurs loi de retards supplémentaires doivent être définies. Elles sont associées à différentes positions de la sonde 106 sur le trajet 35 considéré, par exemple à raison d'une loi de retards par position. En notant x1, xK 3022634 13 les K différentes positions de la sonde 106 le long du trajet d'inspection prévu, on peut noter 1/(a, F,1), 1/(a,F,K) les K lois de retards supplémentaires en émission. Un indice k, destiné à varier de 1 à K de manière à suivre le déplacement de 5 la sonde 106 le long de son trajet d'inspection, est initialisé à 1 à l'étape 202. L'étape 202 est suivie d'une étape 204 au cours de laquelle la sonde 106 est dans sa position xk, k étant égal à 1 lors de cette première exécution de l'étape 204. Au cours de cette étape 204, l'indice p introduit précédemment est initialisé à zéro. Au cours de cette même étape, de façon optionnelle, les retards initiaux 10 E° = al sont définis. Par défaut, ils peuvent être prédéfinis et tous nuls. Mais en variante, ils peuvent être non nuls pour tirer profit d'une connaissance a priori, même partielle, de la surface 102A de l'objet 102. En fonction de cette connaissance a priori, ils peuvent donc éventuellement être mis à jour à l'occasion de l'exécution de l'étape 204. Par exemple, dans le cas où l'objet présente de faibles variations de 15 géométrie le long du trajet que suit la sonde 106, les retards d'émission initiaux de la loi de retards initiale E° à une position donnée sont avantageusement pris égaux aux derniers retards d'émission de la loi de retards LP déterminés à une position précédente, notamment la position directement précédente. Ceci permet d'augmenter les vitesses d'inspection de pièces de surfaces très étendues par diminution du 20 nombre de tirs à chaque position. Au cours d'une étape 206 suivante, l'unité de traitement 118 exécutant les instructions 124 détermine la loi de retards en émission LP = (L731, ...,LPNI à partir des retards initiaux de la loi de retards initiale E° et, le cas échéant, des lois de retards complémentaires El, ..., EP qui auront été déterminées à l'étape 226 décrite plus loin. 25 Au cours d'étapes 2081 à 208N, l'unité de traitement 118 exécutant les instructions 126 commande chaque transducteur 114, afin qu'il émette des ondes ultrasonores vers l'objet 102, les ondes ultrasonores émises par les transducteurs 1141, ...,114N ayant des retards d'émission conformes à la loi de retards L. A cet effet, l'unité de traitement 118 exécutant les instructions 126 transmet chaque signal 30 de commande Cr', au transducteur 114, correspondant, les signaux de commande CP incluant les retards d'émission de la loi de retards L. Au cours d'étapes 2101 à 210N, l'unité de traitement 118 exécutant les instructions 128 débute, suite à la transmission de chaque signal de commande Cf, vers le transducteur 114, correspondant, l'enregistrement du signal de mesure Mn 35 fourni par ce transducteur 114,. 3022634 14 Au cours d'étapes 2121 à 212N, chaque transducteur 1141, ...,114N émet, suite à la réception de son signal de commande, une onde ultrasonore impulsionnelle de fréquence centrale f. Ainsi, les impulsions sont décalées dans le temps les unes par rapport aux autres conformément à la loi de retards en émission L. 5 Au cours d'étapes 2141 à 214N, chaque transducteur 114, reçoit les échos des ondes ultrasonores réfléchies sur la surface 102A et dans l'objet 102. Au cours d'étapes 2161 à 216N, chaque transducteur 114, fournit son signal de mesure Mn, mesurant en particulier les échos des ondes ultrasonores sur la surface 102A de l'objet 102. L'unité de traitement 118 exécutant les instructions 128 reçoit ce 10 signal Mn et l'enregistre. Au cours d'étapes 2181 à 218N, l'unité de traitement 118 exécutant les instructions 128 stoppe l'enregistrement du signal Mn du transducteur 114,. Au cours d'une étape 220, l'unité de traitement 118 exécutant les instructions 130 détermine les décalages en réception RP à partir des retards d'émission de la loi 15 de retards LP. Au cours d'une étape 222, l'unité de traitement 118 exécutant les instructions 132 décale les enregistrements des signaux de mesure MP en fonction des décalages en réception RP, afin d'obtenir les enregistrements décalés M. Au cours d'une étape 224, l'unité de traitement 118 exécutant les instructions 20 134 détermine les temps de vol aller-retour tP = {tf, tZ} entre les transducteurs 114,...114N et l'objet 102 tenant compte des retards d'émission de la loi de retards LP et des décalages en réception RP, à partir des enregistrements décalés M. Au cours d'une étape 226, l'unité de traitement 118 exécutant les instructions 136 détermine de nouveaux retards d'émission complémentaires selon la loi de 25 retards EP+1 à partir des temps de vol aller-retour tP. Ainsi, on remarquera que les étapes 220 à 226 permettent de déterminer des retards d'émission complémentaires de la loi de retards EP+1 à partir des signaux de mesure M. Au cours d'une étape 228, l'unité de traitement 118 exécutant les instructions 30 138 détermine l'arrêt ou la poursuite de la boucle d'instructions 124 à 138, et, dans ce dernier cas, incrémente p d'une unité avant de retourner à l'étape 206. Si le test d'arrêt est vérifié, on passe à une étape 230 au cours de laquelle l'unité de traitement 118 exécute les instructions 140 pour déterminer les derniers retards d'émission corrigés par la boucle d'instructions 124 à 138, LP = E° + E1 + 35 --- + EP, et pour déterminer les retards d'émission finaux de la loi de retards finale Lf 3022634 15 à partir de ces derniers retards d'émission corrigés et des retards d'émission supplémentaires définis par la loi de retards L'(a,F,k): Lf = LP + (a, F ,k) - min[(LPI + i(a, F ,k)), ,(LPN + N (a, F, k))] Au cours d'une étape 232, l'unité de traitement 118 exécutant les instructions 142 commande les transducteurs 1141, ...,114N afin qu'ils émettent vers l'objet 102 5 des ondes ultrasonores ayant les retards d'émission finaux de la loi de retards finale Lf les unes par rapport aux autres. A cet effet, l'unité de traitement 118 exécutant les instructions 142 transmet les signaux de commande Cf aux transducteurs 1141, ...,114N, les signaux de commande Cf incluant les retards d'émission finaux de la loi de retards finale Lf. 10 Au cours d'une étape 234, l'unité de traitement 118 exécutant les instructions 144 reçoit et traite les signaux de mesure finaux Mf issus des ondes émises avec les retards d'émission finaux de la loi de retards finale Lf , par exemple pour produire une image de type B-scan de l'objet 102. Ensuite, au cours d'une étape 236, l'unité de traitement 118 détermine en 15 fonction de la valeur de l'indice k si l'inspection de l'objet 102 est terminée ou non. Si k=K, on passe à une dernière étape 238 de fin d'inspection. Sinon, l'indice k est incrémenté d'une unité et le procédé est reporté à l'étape 204. En référence aux figures 3 à 7, un premier exemple d'utilisation du procédé de contrôle non destructif sans contact de la figure 2 va être détaillé. 20 L'objet 102 illustré sur la figure 3 est un tube avec variation de section dont un détail D est représenté en coupe en partie droite de la figure 3. La sonde 106 est destinée à se déplacer le long de ce tube (direction principale indiquée par l'axe (O,x)) et à une certaine distance de celui-ci en immersion dans l'eau 110. Comme illustré sur la figure 4, pour une position xk donnée de la sonde 106 le 25 long de son trajet parallèlement à l'axe (O,x), cette position étant située en vis-à-vis de la zone de changement de section du tube 102, à la première exécution de l'étape 206, lorsque p = 0, une loi de retards L° dont tous les retards sont nuls est appliquée aux transducteurs de la sonde. Toutes les impulsions émises au même instant n'arrivent donc pas en même temps sur la surface du tube 102 dans cette zone de 30 changement de section puisque la surface n'y est pas parallèle au réseau de transducteurs. A la deuxième exécution de l'étape 206, lorsque p = 1, la loi de retards corrigée L1 engendre un front d'onde dont la propagation se rapproche de la normale à la surface du tube 102. A la troisième exécution de l'étape 206, lorsque p = 2, la loi de retards corrigée L2 engendre un front d'onde dont la propagation se rapproche 3022634 16 encore plus de la normale à la surface du tube 102. Enfin, à la quatrième exécution de l'étape 206, lorsque p = 3, la loi de retards corrigée L3 engendre un front d'onde reçu simultanément sur la surface du tube 102. Les signaux reçus et traités en image B-scan à l'occasion des quatre étapes 5 illustrées sur la figure 4 donnent les résultats illustrés sur la figure 5. A p = 0, la surface 102A de l'objet 102 apparaît en pente et l'image est bruitée au-delà de cette surface. A p = 1, puis p = 2, puis p = 3, la surface 102A se rapproche de plus en plus d'une droite horizontale et la qualité de l'image B-scan obtenue s'améliore. La figure 6.a) illustre une application directe de la loi de retards 10 supplémentaire 1/(a, F, k), avec a = 45° et F = 09 à une position xk de la sonde 106 sur son trajet. On voit que cette application directe de la loi de retards souhaitée a priori pour une inspection à 45° sans focalisation en profondeur ne fonctionne pas à la position xk illustrée en raison de la surface 102A de l'objet 102 qui n'est pas horizontale à cet endroit du trajet d'inspection. 15 La figure 6.b) illustre l'application de la loi de retards L3 obtenue à la quatrième exécution de l'étape 206, lorsque p = 3, comme illustré dans la partie inférieure à droite de la figure 4. Le front d'onde est reçu simultanément sur la surface 102A du tube 102 de sorte qu'il correspond à une inspection à 0° sans focalisation en profondeur. 20 Enfin, la figure 6.c) illustre l'application de la somme des lois de retards des figures 6.a) et 6.b), comme obtenu à l'étape 230 du procédé 200 par le calcul des retards d'émission finaux de la loi de retards finale Lf. On voit que, bien que la surface 102A de l'objet 102 ne soit pas horizontale en xk, grâce à l'addition éventuellement recalée des lois de retards «45°, oo, k) et L3 effectuée à l'étape 230, 25 on obtient bien finalement l'inspection à 45° et sais focalisation en profondeur souhaitée lors de l'étape 232. En répétant les étapes 206 à 234 pour toutes les positions xk de la sonde 106, comme prévu par le procédé 200, on obtient finalement bien une inspection à 45° sans focalisation en profondeur dans le tube 102 tout au long du trajet suivi par la 30 sonde 106. Ce résultat est illustré en trois positions différentes sur la figure 7. Selon une autre application de l'invention illustrée sur la figure 8, une image de type S-scan d'un objet 102 présentant des défauts Df (cf. figure 8.a) est souhaitée. La sonde 106 est placée à une position fixe et contrôlée par exemple manuellement par un utilisateur. La formation d'une telle image S-scan nécessite l'application de 35 plusieurs dizaines de lois de retards L'(a,F) pour couvrir un secteur angulaire 3022634 17 suffisamment grand avec une bonne résolution, comme par exemple illustré sur la figure 8.b). A chaque tir ultrasonore, la loi de retards 1/(a, F) est calculée pour engendrer une onde plane se propageant dans une direction orientée d'un angle a dans l'objet 102, avec a variant de -45° à +45° par exemple. Le calcul et 5 l'enregistrement de chaque loi de retards est fait en supposant la sonde 106 fixe et parallèle à la surface 102A de l'objet 102. Même si aucune focalisation en profondeur n'est appliquée (F = 09), il est possible de procéder à une focalisation dynamique en réception pour reconstituer l'image S-scan. En répétant les étapes 206 à 234 du procédé 200 à l'occasion de chaque tir 10 ultrasonore, c'est-à-dire pour chaque loi de retards 1/(a, F) nécessaire à l'obtention de l'image S-scan, il devient possible de compenser tout mouvement involontaire de l'utilisateur, par exemple toute déviation angulaire 0 de la sonde 106 comme illustré sur la figure 8.c). Un tel procédé permet ainsi de préserver la qualité de l'image Sscan même si le maintien de la sonde 106 au-dessus de l'objet inspecté ne peut pas 15 être en pratique totalement fixe pendant toute la durée de la génération de l'image. Il apparaît clairement qu'un procédé et un dispositif tels que ceux décrits précédemment permettent de procéder à des inspections à distance selon des critères souples de focalisation et de directions souhaités dans un objet, même avec une surface d'objet complexe ou une sonde difficile à immobiliser, grâce à une 20 amélioration de la technologie SAUL. On notera en outre que le procédé décrit précédemment permet une inspection en temps réel et à niveau de qualité élevé. On notera par ailleurs que l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits précédemment. Il apparaîtra en effet à l'homme de l'art que 25 diverses modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation décrits ci- dessus, à la lumière de l'enseignement qui vient de lui être divulgué. En particulier, les instructions de programme d'ordinateur pourraient être remplacées par des circuits électroniques dédiés aux fonctions réalisées lors de l'exécution de ces instructions. 30 En outre, le procédé selon l'invention peut être mis en oeuvre avec un déplacement mécanique de la sonde ou bien en procédant à un déplacement électronique d'une sous ouverture le long de l'ouverture totale du capteur où sont situés les transducteurs. Enfin, dans ce qui précède, l'invention a été illustrée par souci de simplicité à 35 l'aide d'applications bidimensionnelles mais s'étend également directement à des 3022634 18 applications d'imagerie tridimensionnelle en utilisant des capteurs à transducteurs multiples disposés matriciellement. D'une façon plus générale, dans les revendications qui suivent, les termes utilisés ne doivent pas être interprétés comme limitant les revendications aux modes 5 de réalisation exposés dans la présente description, mais doivent être interprétés pour y inclure tous les équivalents que les revendications visent à couvrir du fait de leur formulation et dont la prévision est à la portée de l'homme de l'art en appliquant ses connaissances générales à la mise en oeuvre de l'enseignement qui vient de lui être divulgué. 10 REVENDICATIONS1. Procédé (200) de contrôle non destructif et sans contact d'un objet (102) à l'aide d'une sonde (106) munie d'une pluralité de transducteurs (1141, ..., 114N), comprenant les étapes suivantes : A) commander (2081, ..., 208N) les transducteurs (1141, ..., 114N) afin qu'ils émettent vers une surface (102A) de l'objet (102) des ondes présentant des retards d'émission initiaux (L°) les unes par rapport aux autres, B) exécuter au moins une fois la boucle d'étapes suivante, de manière à obtenir après au moins une itération un front d'onde reçu simultanément sur la surface (102A) : - recevoir (2161, ..., 216N) depuis les transducteurs (1141, ..., 114N) des signaux de mesure intermédiaires (M), mesurant en particulier des échos dus à des réflexions des ondes sur ladite surface (102A) de l'objet, - corriger (206) les retards d'émission des transducteurs (1141, ..., 114N) à l'aide des signaux de mesure intermédiaires (M) et commander (2081, ..., 208N) les transducteurs (1141, ..., 114N) afin qu'ils émettent vers ladite surface (102A) de l'objet des ondes présentant les retards d'émission corrigés (LP) les unes par rapport aux autres, C) recevoir (2161, ..., 216N) depuis les transducteurs (1141, ..., 114N) des signaux de mesure finaux (M) résultant de la réflexion d'un front d'onde reçu simultanément sur ladite surface (102A) de l'objet, caractérisé en ce qu'il comporte en outre les étapes suivantes : D) définir (202) des retards d'émission supplémentaires (L') relatifs à une loi de retards conçue pour focaliser les ondes émises selon un angle et/ou à une profondeur souhaités au-delà de la surface (102A) de l'objet, E) ajouter (230) les derniers retards d'émission corrigés (LP) aux retards d'émission supplémentaires (L') pour former des retards d'émission finaux (Lf), 3022634 20 F) commander (232) les transducteurs (1141, ..., 114N) afin qu'ils émettent vers l'objet des ondes présentant les retards d'émission finaux (Lf) les unes par rapport aux autres, et G) recevoir et traiter (234) de nouveaux signaux de mesure finaux 5 (Mf) issus des ondes émises avec les retards d'émission finaux. 2. Procédé (200) de contrôle non destructif et sans contact selon la revendication 1, dans lequel les retards d'émission supplémentaires (L') sont définis préalablement (202) pour une focalisation selon un angle et/ou à une profondeur souhaitée au-delà de la surface (102A) de l'objet et sur la base d'une hypothèse de 10 planéité de cette surface. 3. Procédé (200) de contrôle non destructif et sans contact selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les étapes A, B, C, E, F et G sont exécutées successivement à plusieurs reprises à des instants répétés dans le temps. 4. Procédé (200) de contrôle non destructif et sans contact selon l'une 15 quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la sonde (106) est déplacée par rapport à l'objet (102) selon une pluralité de positions (xk) formant un trajet, et dans lequel, à chaque nouvelle position de la sonde sur le trajet, les étapes A, B, C, E, F et G sont exécutées. 5. Procédé (200) de contrôle non destructif et sans contact selon la 20 revendication 4, dans lequel plusieurs ensembles de retards d'émission supplémentaires (L') relatifs à plusieurs lois de retards sont définis à l'étape D et sont associés aux différentes positions (xk) sur le trajet à raison d'un ensemble par position. 6. Procédé (200) de contrôle non destructif et sans contact selon l'une 25 quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel les nouveaux signaux de mesure finaux (Mf) sont traités à l'étape G de manière à produire une image de type B-scan ou S-scan de l'objet (102). 7. Procédé (200) de contrôle non destructif et sans contact selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel les retards d'émission 30 supplémentaires (L') sont définis préalablement pour une focalisation selon un angle d'environ 45° par rapport à la normale à un axe ou plan des transducteurs (1141, ..., 114N), notamment selon un angle compris entre 40° et 50° par rapport à cette normale. 3022634 21 8. Procédé (200) de contrôle non destructif et sans contact selon la revendication 1, dans lequel le contrôle se fait par sondage échographique à l'aide d'une sonde à ultrasons pour l'émission d'ondes ultrasonores par les transducteurs. 9. Programme d'ordinateur (122) téléchargeable depuis un réseau de 5 communication et/ou enregistré sur un support (120) lisible par ordinateur et/ou exécutable par un processeur (118), caractérisé en ce qu'il comprend des instructions pour l'exécution des étapes d'un procédé de contrôle non destructif et sans contact selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur. 10 10. Dispositif de sondage à ultrasons comportant une sonde (106) comprenant un boîtier (112) et une pluralité de transducteurs (1141, ..., 114N) à ultrasons attachés au boîtier (112), et des moyens de commande et de traitement (116) conçus pour : - A) commander les transducteurs (1141, ..., 114N) afin qu'ils 15 émettent vers une surface (102A) d'un objet (102) des ondes présentant des retards d'émission initiaux (L°) les unes par rapport aux autres, - B) exécuter au moins une fois la boucle d'étapes suivante, de manière à obtenir après au moins une itération un front d'onde reçu 20 simultanément sur la surface (102A) : - recevoir depuis les transducteurs (1141, ..., 114N) des signaux de mesure intermédiaires (M), mesurant en particulier des échos dus à des réflexions des ondes sur ladite surface (102A) de l'objet, 25 - corriger les retards d'émission des transducteurs (1141, ..., 114N) à l'aide des signaux de mesure intermédiaires (M) et commander les transducteurs (1141, ..., 114N) afin qu'ils émettent vers ladite surface (102A) de l'objet des ondes présentant les retards d'émission corrigés (LP) les unes par rapport aux autres, 30 - C) recevoir depuis les transducteurs (1141, ..., 114N) des signaux de mesure finaux (M) résultant de la réflexion d'un front d'onde reçu simultanément sur ladite surface (102A) de l'objet, caractérisé en ce que les moyens de commande et de traitement (116) sont en outre conçus pour : 3022634 22 D) définir des retards d'émission supplémentaires (L') relatifs à une loi de retards conçue pour focaliser les ondes émises selon un angle et/ou à une profondeur souhaités au-delà de la surface (102A) de l'objet, 5 E) ajouter les derniers retards d'émission corrigés (LP) aux retards d'émission supplémentaires (L') pour former des retards d'émission finaux (Lf), F) commander les transducteurs (1141, ..., 114N) afin qu'ils émettent vers l'objet des ondes présentant les retards d'émission 10 finaux (Lf) les unes par rapport aux autres, et G) recevoir et traiter de nouveaux signaux de mesure finaux (Mf) issus des ondes émises avec les retards d'émission finaux.