Brevet FR3084474A1 — publié le 20200131

Procédé et dispositif de localisation d'une sonde de contrôle non destructif, et système mettant en oeuvre le procédé. Domaine technique L'invention se situe dans le domaine des procédé et dispositif de contrôle non destructif d'une pièce mécanique, ou d'un assemblage de pièces mécaniques par une sonde. Le contrôle non destructif est un ensemble de méthodes qui permettent de caractériser l'état d'intégrité de structures ou de matériaux, sans les dégrader, soit au cours de la production, soit en cours d'utilisation, soit dans le cadre de maintenances. On parle aussi d'essais non destructifs (END) ou d'examens non destructifs. Quelle que soit la méthode adoptée, on peut représenter la mise en oeuvre d'un système de contrôle non destructif suivant le synoptique suivant : la cible se caractérise par un ensemble de caractéristiques que l'on va chercher à estimer afin de former un diagnostic d'intégrité. La mise en oeuvre d'un système de contrôle non destructif adéquat va permettre de produire un certain nombre de signaux qui sont fonction des réglages du système et des caractéristiques du ou des matériaux contrôlés. Différentes méthodes de contrôle existent comme, notamment, le contrôle par examen visuel, le contrôle par ressuage, le contrôle radiologique (rayons X, gammagraphie, neutrographie, jauges), le contrôle par ultrasons, par émission acoustique, la thermographie, la magnétoscopie, le contrôle d'étanchéité, la mise en oeuvre de courants de Foucault. Aussi une sonde comprend un ou plusieurs émetteurs et un ou plusieurs récepteurs d'une caractéristique physique ou physico-chimique. État de la technique antérieure Dans le domaine technique précité, il existe un besoin de localiser la sonde sur la pièce mécanique contrôlée. Cela permet de lier des signaux - soit mesurés par la sonde, soit présents dans une base de données - aux positions de la sonde sur la pièce. Il existe à cet effet plusieurs méthodes pour obtenir ladite localisation, les plus courantes étant l'encodage temporel, des codeurs incrémentaux ou absolus, par exemple à fil, à roue, assemblé aux moteurs de déplacement ou avec des systèmes de positionnement par bandes magnétiques. Toutefois, l'utilisation des solutions précitées ne permet de localiser la sonde que sur un seul axe à la fois, il faut multiplier le nombre par le nombre d'axes de déplacement de la sonde. Cette mise en oeuvre n'est pas aisée et augmente significativement la complexité cinématique en jeu. 2 Exposé de l'invention Un but de l'invention est notamment de remédier à tout on partie des inconvénients précités. Selon un premier aspect de l'invention, il est proposé un procédé de localisation d'utile sonde pour un contrôle non destructif de tout ou partie de la pièce à analyser par ladite sonde, ladite ^ sonde comportant au moins trois zones, dites de référence. Selon l'invention, le procédé de localisation comporte : - une étape de détection, par un module de détection, des zones de références de ladite sonde et une génération de données de détection, - une étape de génération, par un module de détermination, de données de positions et 10 d'orientation de la sonde à partir desdites données de détection. Les zones de références peuvent, par exemple, être des points de contact disposés sur une surface de la sonde, ou peuvent, par exemple, être assemblés à ladite sonde pour lui ajouter cette fonctionnalité. Le procédé selon le premier aspect de l'invention peut en outre comporter une étape 15 d'acquisition de données provenant de la sonde, et une étape d'enregistrement d'une association des données acquises avec les données de position et d'orientation. Selon une particularité, cet enregistrement peut être réalisé au sein d'une base de données. Cette utilisation permet de générer une cartographie. En effet, dans le domaine technique précité, il existe des besoins de réaliser des cartographies sur des sites extérieurs à celui du contrôleur ou sur une partie d'un assemblage 20 mécanique de volume important, par exemple une voilure d'avion. Ledit contrôleur doit donc transporter tout le matériel et le mettre en place dans des conditions mal maitrisées. La mise en oeuvre d'une cartographie sur trois axes (deux translations et une rotation), par les moyens de localisation actuels, nécessite des moyens lourds, encombrants et coûteux, tels que des axes mécaniques linéaires encodés et un axe pivot encodé, ainsi qu'un approvisionnement en énergie 25 important, tels que des ventouses actionnées par un compresseur, pour fixer ledit moyen audit assemblage mécanique. Il existe donc un besoin de diminuer les coûts, simplifier la mise en oeuvre, réduire l'encombrement et le poids des moyens de cartographie auquel répond cette uti I isation. Le procédé selon le premier aspect de l'invention peut en outre comporter une étape de 30 génération de données d'analyses à partir des données de position et d'orientation générées. Selon une possibilité, procédé selon le premier aspect de l'invention peut en outre comporter une étape d'affichage des données d'analyses. A titre d'exemple, l'étape de génération des données d'analyse peut être fonction de la partie de pièce à analyser et des données relatives à la sonde. 3 De préférence, l'étape de génération de données d'analyses comporte en outre une étape de requête d'une base de données pour en extraire au moins un signal de mesure associé aux données de position et d'orientation et une détermination de données à afficher à partir de l'au moins un signal de mesure associé. À titre d'exemple, à une position d'une sonde ultrasonore ^ conventionnelle (avec un élément piézoélectrique) est associé un signal et à une position d'une sonde ultrasonore multi-éléments sont associés plusieurs signaux. Avantageusement, procédé selon le premier aspect de l'invention peut en outre comporter une étape de représentation, par un module de représentation, de la partie de pièce à analyser sur une surface, dite surface de représentation. 10 Selon une possibilité, l'affichage de données représente la pièce contrôlée. Dans le cas d'usage pour un besoin de formation, il faut mettre les opérateurs en cours formation dans les conditions les plus proches d'un contrôle réel. Il existe donc un besoin de représenter la pièce contrôlée pour que l'opérateur prenne ses repères de manière identique à un contrôle dans des conditions réelles. Aussi dans le cadre de l'apprentissage, des représentations complémentaires, 15 du type réalité augmentée, par exemple la trajectoire empruntée par la sonde, apportent à l'opérateur des outils pédagogiques visuels non disponibles avec les outils de formations classiques. Il existe donc aussi un besoin de représenter des éléments informatifs complémentaires pour améliorer la qualité des formations. Selon un deuxième aspect de l'invention, il est proposé un dispositif de localisation d'une 20 sonde pour un contrôle non destructif d'une partie de pièce à analyser par ladite sonde, la sonde comportant au moins trois zones, dites de référence. Selon I ' invention , le dispositif de localisation comporte : - mi module de détection présentant une surface de détection et agencé pour détecter les zones de références de ladite sonde et générer des données de détection, 25 - un module de détermination configure pour générer des données de position et d'orientation de la sonde à partir desdites données de détection. Le dispositif selon le deuxième aspect de l'invention peut en outre comporter un module de représentation configure pour générer une représentation de la partie de pièce à analyser sur une surface, dite surface de représentation. 30 Selon une possibilité, le dispositif de localisation comporte un écran tactile présentant une partie d'affichage, une partie de détection tactile, dans lequel le module de détection est implémenté par la partie de détection de l'écran tactile, le module d'affichage est implémenté par la partie d'affichage de l'écran tactile. 4 Le dispositif peut comporter en outre une unité de calcul conngurée pour générer des données de position et d'orientation de la sonde à partir des données de détection. C'est par exemple le cas lorsque le dispositif de localisation met en oeuvre une tablette tactile. Selon un troisième aspect de l'invention, il est proposé un dispositif de simulation d'un 5 contrôle non destructif d'une pièce à analyser par une sonde, comportant un dispositif de localisation selon le deuxième aspect de l'invention, ou l'un ou plusieurs de ses perfectionnements, et un module d'analyse configuré pour générer des données d'analyses à partir de données relatives à la partie de pièce à analyser et à partir des données de position et d'orientation générées. 10 Le dispositif de simulation peut comporter un module d'affichage pour afficher les données d'analyses. Selon encore un autre aspect de l'invention, il est proposé un dispositif de simulation d'un contrôle non destructif d'une pièce à analyser par une sonde selon le quatrième aspect de l'invention, ou l'un ou plusieurs de ses perfectionnements, et une sonde. 15 Selon une possibilité, la sonde est une sonde réelle pour le contrôle par ultrasons ou par courants de Foucault. Selon une autre possibilité, la sonde est une sonde factice/ A titre d'exemple, la sonde est une sonde Factice pour le contrôle par ultrasons ou par courants de Foucault. En effet, dans le domaine technique précité, il existe des besoins de lire des signaux 20 enregistrés par un système de cartographie, pour analyser lesdits signaux, qui peuvent être expérimentaux, simulés, ou un mélange des deux. La relecture de ces signaux se fait dans les logiciels courants du marché au travers de curseurs avec une sourie. Les sensations haptiques du contrôleur sont alors très différentes de celles dudit contrôleur lorsqu'il réalise le contrôle manuellement. Aussi, la souris ne permet des déplacements que sur deux axes. Il existe donc un 25 besoin d'améliorer les sensations haptiques de l'utilisateur desdits logiciels de lecture de données pour que lesdites sensations se rapprochent de celles perçues lors d'un contrôle réel auquel répond ledit procédé de localisation. Selon une autre possibilité, la sonde est une sonde factice. En effet, dans le domaine technique précité, il existe un besoin de formation d'opérateurs habilités à mettre en oeuvre des méthodes 30 de contrôle non destructif. Le nombre d'opérateurs pouvant être formés est limité par le nombre de sondes, et le type de sondes, dont peut disposer une société de formation aux méthodes de contrôles non destructifs. En outre, le matériel nécessaire à la formation a un prix important, variable selon la méthode de contrôle. Ce matériel nécessite d'être entretenu et des vérifications annuelles suivant la norme sont nécessaires. Aussi pour former un opérateur, celui-ci doit apprendre, s'exercer, et passer son examen avec différents échantillons de pièces présentant des 5 défauts connus par les formateurs ou les examinateurs. 11 existe donc un besoin de diminuer le coût lié an matériel de formation de manière globale auquel répond l'utilisation d'une sonde factice avec ledit procédé de localisation. R16/ Selon encore une autre possibilité, la sonde est une sonde factice et inerte. Description des figures D'autres avantages et particularités de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée de mises en oeuvre et de modes de réalisation nullement limitatifs au regard de dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 représente schématiquement, un mode de réalisation d'un dispositif de 10 simulation d'un contrôle non destructif d'une pièce à analyser par une sonde, - la figure 2 représente schématiquement un système selon un premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 3 représente schématiquement un système selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. 15 Description de modes de réalisation Les modes de réalisation décrits ci-après n'étant nullement limitatifs, on pourra notamment considérer des variantes de l'invention ne comprenant qu'une sélection de caractéristiques décrites, par la suite isolées des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de 20 caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieure. Cette sélection comprend au moins une caractéristique, de préférence fonctionnelle sans détails structurels, ou avec seulement une partie des détails structurels si cette partie uniquement est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieure. 25 Sur les figures un élément apparaissant sur plusieurs figures conserve la même référence. Il est représenté sur la figure 1 un dispositif 1 de simulation d'un contrôle non destructif d'une pièce 3 à analyser par une sonde factice inerte 10 La sonde 10 comporte au moins trois zones, dites de référence. 30 Sur la figure 1, la sonde 10 comporte trois zones de référence numérotées 12, 14 et 16. Le dispositif 1 comporte un dispositif 2 de localisation de la sonde factice inerte 10 pour un contrôle non destructif de la partie de pièce à analyser par la sonde 10. Le dispositif 2 comporte : - un module de détection 20 présentant une surface de détection 22 et agencé pour : 35 o détecter les zones de références 12, 14 et 16 de la sonde 10, et 6 o générer des données de détection 24, - un module de représentation 30 configuré pour générer une représentation de la partie de pièce à analyser sur au moins une partie 32 de la surface de détection 22, dite surface d'étude, 5 - un module de détermination 40 de la position et de l'orientation de la sonde configuré pour générer des données de positions et d'orientation 42 de la sonde à partir des données de détection 24. Le dispositif 1 comporte en outre un module d'analyse 52 configuré pour générer des données d'analyses 54 à partir de données 56 relatives à la partie de pièce à analyser et à partir des données 10 de positions et d'orientation générées 42. La figure 2 illustre un système 100 selon l'invention, comportant : - une unité de contrôle 200 comportant une unité centrale 202 et un écran 204, - un écran externe tactile multipoint 300, 15 - une sonde factice, inerte 400 - une base de données 510. L'écran externe tactile multipoint 300 peut être de type capacitif ou résistif ou ondes acoustiques. L'écran externe tactile multipoint 300 peut être de type 31) multipoint 20 Le système 100 selon l'invention comporte un dispositif 500 (non représenté) de localisation d'une sonde factice inerte pour un contrôle non destructif d'une partie de pièce à analyser par ladite sonde selon un mode de réalisation de l'invention, formé par des parties de l'unité de contrôle 200, de l'écran externe tactile multipoint 3(10 et de la sonde factice inerte 400. Plus précisément, l'écran tactile 300 présente une unité de calcul 302, une partie 25 d'affichage 304, une partie de détection tactile 306 et un connecteur de sortie de données 308 : la partie de détection 306 forme le module de détection du dispositif 500, - la partie d'affichage 304 forme le module d'affichage du dispositif 500, - l'unité de calcul 302 forme le module de détermination du dispositif 500, L'unité de calcul 302 est en outre configure° pour adresser les données de positions et 30 d'orientation du dispositif 500 sur le connecteur de sottie de données 308. L'unité centrale de l'unité de contrôle 200 est configure° pour former le module d'analyse du dispositif 500. Aussi, l'unité centrale de l'unité de contrôle 200 est configure° pour générer des données d'analyses 54 à partir de données 56 relatives à la partie de pièce à analyser et à partir des données de positions et d'orientation 42 et à partir de données relatives à la sonde 400. 7 L'écran externe tactile multipoint 300 et l'unité de contrôle 200 sont reliés par deux câbles, Cl et C2, respectivement de type HDMI et USB. Bien entendu, l'écran externe 300 et l'unité de contrôle 200 pourraient être reliés au moyen d'une liaison Ethernet, Bluetooth, ou encore WiPi. 5 L'unité de contrôle est reliée à la hase de données 510 qui peut comprendre des représentations de partie de pièce à contrôler. Le câble Cl achemine une représentation d'une partie de la pièce à contrôler par la sonde 300, pour affichage par l'écran externe tactile multipoint 300. Le câble C2 achemine des données de positions et d'orientation depuis l'écran externe tactile 10 multipoint 300 à destination de l'unité de contrôle 200. Par exemple, les données d'analyses 54 peuvent être des données simulées, à partir de la connaissance du type de sonde, de la pièce 3 et des données de positions et d'orientation 42. Par exemple, si lorsque la sonde simulée est une sonde de type sonde à courants de Foucault, les données d'analyses 54 peuvent être des différences de tension simulées à partir de la 15 connaissance de la position de la sonde et de l'orientation de défauts présents sur la pièce. Par exemple, si lorsque la sonde simulée est une sonde de type sonde par ultrasons, les données d'analyses 54 peuvent être des signaux acoustiques simulées à partir de la connaissance de la position de la sonde et de l'orientation de défauts présents sur la pièce. Les données d'analyses 54 peuvent par exemple être représentées sous forme de graphe et 20 être affichées par l'écran 204. Les données simulées 54 peuvent être enregistrées dans la base de données 510, de sorte de pouvoir être récupérées depuis la hase de données. Ceci permet, lors d'une utilisation ultérieure de la même pièce, de la même sonde, en une position et une orientation identique, de récupérer la donnée préalablement simulée et d'éviter un temps de calcul nécessaire à la simulation. 25 Selon une autre possibilité, Les données simulées 54 peuvent être enregistrées dans la base de données 510, de sorte de pouvoir être récupérées depuis la hase de données. Ceci permet d'alimenter la base de données avec des données provenant d'expériences réelles, c'est-à-dire acquises par une sonde. Ces données peuvent être utilisées dans le but de réaliser une cartographie associée. 30 La figure 3 illustre un deuxième mode de réalisation 100', comportant une surface incurvée 600, de forme cylindrique. La surface incurvée présente une partie de détection 602 sur une partie 604 de laquelle est formée, ou encore projetée, une représentation de la partie de pièce à analyser. Ta partie de 35 détection est formée d'un réseau à détection capacitive. 8 On comprend qu'il est ainsi possible d'étudier le comportement d'une sonde sur une surface non plane. Bien entendu, la surface incurvée pourrait présenter tout autre forme, et notamment la forme de la pièce à analyser. 5 La représentation de la partie de pièce à analyser peut être purement géométrique, c'est-à-dire qu'elle imite la géométrie de la pièce à analyser. Cela permet par exemple à l'utilisateur de se placer dans les conditions réelles que représente l'encombrement et l'accès à la pièce, et le contacte de la sonde sur une surface courbe. 10 Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention. De plus, les différentes caractéristiques, formes, variantes et modes de réalisation de l'invention REVENDICATIONS1 Procédé de localisation d'une sonde (10) pour un contrôle non destructif d'une partie de pièce (3) à analyser par ladite sonde, ladite sonde comportant au moins trois zones (12, 14, 16), dites de référence, ledit procédé comportant : - une étape de détection, par un module de détection (20), des zones de références de ladite sonde et une génération de données de détection, - une étape de génération, par un module de détermination (40), de données de position 10 et d'orientation de la sonde à partir desdites données de détection. 2. Procédé selon la revendication précédente, comportant une étape d'acquisition de données provenant de la sonde, et une étape d'enregistrement d'une association des données acquises avec les données de position et d'orientation. 15 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant en outre une étape de génération de données d'analyses à partir des données de position et d'orientation générées. 20 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant en outre une étape d'affichage des données d'analyses. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 4, dans laquelle l'étape de génération de données d'analyses est fonction de la partie de pièce à analyser et des 25 données relatives à la sonde. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, dans laquelle l'étape de génération de données d'analyses comporte en outre une étape de requête d'une base de données pour en extraire an moins un signal de mesure associé aux données de position 30 et d'orientation et une détermination de données à afficher à partir de l'au moins un signal de mesure associé. 10 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant une étape de représentation, par un module de représentation (30), de la partie de pièce à analyser sur une surface, dite surface de représentation. 8. Dispositif (2) de localisation d'une sonde pour un contrôle non destructif d'une partie de pièce à analyser par ladite sonde, ladite sonde comportant an moins trois zones, dites de référence, ledit dispositif comportant : - un module de détection (20) présentant une surface de détection et agencé pour 10 détecter les zones de références de ladite sonde et générer des données de détection, - un module de détermination (40) configuré pour générer des données de position et d'orientation de la sonde à partir desdites données de détection. 9. Dispositif selon la revendication précédente, comportant en outre un module de 15 représentation (30) configuré pour générer une représentation de ladite partie de pièce à analyser sur une surface, dite surface d'étude. 10. Dispositif selon la revendication précédente, comportant un écran tactile (300) présentant une partie d'affichage (304), une partie de détection tactile (306), dans lequel le module 20 de détection (20) est implémenté par la partie de détection tactile, le module d'affichage (30) est implémenté par la partie d'affichage. 11. Dispositif de simulation d'un contrôle non destructif d'une pièce à analyser par une sonde, comportant un dispositif de localisation selon l'une quelconque des 25 revendications précédentes de dispositif de localisation, et un module d'analyse (52) configuré pour générer des données d'analyses (54) à partir de données relatives à la partie de pièce à analyser et à partir des données de position et d'orientation générées (42). 30 12. Dispositif (1) selon la revendication précédente, comportant en outre un module d'affichage (58) pour afficher les données d'analyses. 13. Système comportant un dispositif de simulation d'un contrôle non destructif d'une pièce à analyser par une sonde selon la revendication 11 ou 12 et une sonde. 35 11 14. Système selon la revendication précédente, dans lequel la sonde est une sonde réelle pour le contrôle par ultrasons ou par courants de Foucault. 15. Système selon la revendication 13, dans lequel la sonde est une sonde factice. 16. Système selon la revendication précédente, dans lequel la sonde est une sonde inerte.