Brevet FR3130981A1 — publié le 20230623

Ensemble d’étalonnage (10) pour un dispositif d’analyse cristallographique par diffraction de rayons X en transmission, l’ensemble d’étalonnage (10) comprenant - un bloc principal (12) présentant une structure monocristalline, le bloc principal (12) comprenant une pluralité de portions (16), chaque portion (16) présentant une épaisseur (H1, H2) respective constante mesurée selon une direction de traversée (X), les portions (16) présentant des épaisseurs (H1, H2) différentes les uns des autres, - au moins un pion (14) présentant une structure monocristalline, prévu pour être disposé sur une des portions (16) du bloc principal (12), en contact avec le bloc principal (12) selon la direction de traversée (X). Figure à publier avec l’abrégé : 1 Ensemble d’étalonnage pour un dispositif d’analyse cristallographique Domaine technique de l’invention L’invention concerne le domaine de l’analyse cristallographique des matériaux. Plus précisément, l’invention concerne un ensemble d’étalonnage pour un dispositif d’analyse cristallographique, ainsi qu’un procédé d’étalonnage d’un tel dispositif. Etat de la technique antérieure L’analyse cristallographique par diffraction de rayons X permet d’avoir des indications sur l’arrangement des atomes dans un réseau cristallin et de détecter des défauts dans cet arrangement. Ce type d’analyse est notamment utilisé pour l’inspection des aubes de turbines haute pression. Lesdites aubes sont placées dans un turboréacteur juste en aval de la chambre de combustion, où elles subissent des contraintes thermomécaniques élevées. En effet, la température est parfois plus haute que le point de fusion du matériau composant lesdites aubes. Pour résister à cet environnement sévère, les aubes de turbine sont monocristallines en superalliage à base de nickel, fabriquées avec un procédé de fonderie spécifique. Afin de vérifier le caractère monocristallin de l’aube, les aubes sont inspectées par un procédé d’analyse par diffraction de rayons X afin de détecter d’éventuels défauts dans la structure monocristalline. Ce procédé est un procédé de diffraction de Laue en transmission, c’est-à-dire que les rayons X émis par une source traversent une partie de l’aube pour atteindre un capteur. Le signal de diffraction bidimensionnel obtenu répond à la loi de Bragg, et est caractéristique de l’arrangement cristallin du matériau. L’analyse du signal de diffraction permet de valider que l’aube soit bien monocristalline ou bien de détecter la présence d’un grain étranger dans la pièce. Les aubes de turbine étant des pièces à géométrie complexe (présence de cavités, multiples parois…), le dispositif de mesure doit pouvoir être étalonné pour savoir quelle est sa capacité de mesure/détection, c’est-à-dire quelle taille de défaut est détectable, en fonction de l’épaisseur de matériau traversée et des différents paramètres d’acquisition. Or, il est impossible de fabriquer une éprouvette quasi-monocristalline contenant un grain étranger de taille maitrisée. Il est donc souhaitable de fournir un moyen d’étalonnage pour un montage de Laue en transmission, adapté pour le cas de la détection de défauts dans une aube de turbine monocristalline. Présentation de l’invention A cet effet, l’invention a pour objet un ensemble d’étalonnage pour un dispositif d’analyse cristallographique par diffraction de rayons X en transmission, l’ensemble d’étalonnage comprenant - un bloc principal présentant une structure monocristalline, le bloc principal comprenant une pluralité de portions, chaque portion présentant une épaisseur respective constante mesurée selon une direction de traversée, les portions présentant des épaisseurs différentes les uns des autres, - au moins un pion présentant une structure monocristalline, prévu pour être disposé sur une des portions du bloc principal, en contact avec le bloc principal selon la direction de traversée. Un tel ensemble d’étalonnage permet de caractériser la capacité du dispositif d’analyse cristallographique à détecter un défaut dans une structure monocristalline en fonction de la taille du défaut et de la longueur de matériau monocristallin traversée par les rayons. Le bloc principal et/ou les pions peuvent être réalisés en superalliage à base de nickel. On rappelle que l’expression « structure monocristalline » signifie que le bloc principal présente une structure cristalline identique sur l’ensemble de son volume, avec une orientation unique. Il en va de même pour chacun des pions. Les structures cristallines du bloc principal et des pions sont par exemple identiques, mais orientées différemment. Le bloc peut comprendre au moins six portions d’épaisseurs respectives différentes. Les portions peuvent présenter des dimensions transverses, mesurées dans un plan perpendiculaire à la direction de traversée, identiques d’une portion à l’autre. Chaque portion du bloc principal peut être délimitée par deux faces planes opposées sensiblement parallèles l’une à l’autre et perpendiculaires à la direction de traversée. Les faces peuvent être carrées ou rectangulaires. Dans ce cas, les dimensions transverses de la portion sont la largeur et la longueur de chaque face. Lesdites faces peuvent présenter des largeurs et/ou des longueurs supérieures ou égales à 5 mm. Les faces délimitant chaque portion peuvent être équidistantes d’un même plan médian du bloc principal, perpendiculaire à la direction de traversée. Cette caractéristique permet à l’ensemble du bloc principal d’avoir une même ligne neutre pour chaque portion. Ceci permet de faciliter l’alignement du bloc principal Chaque pion peut présenter une forme cubique ou parallélépipédique. Cette caractéristique permet d’avoir un bon contact entre le pion et le bloc principal, et une bonne stabilité du pion pendant la mesure. Les portions peuvent être alignées selon une direction d’étendue du bloc principal, perpendiculaire à la direction de traversée, les portions étant ordonnés selon leur épaisseur respective le long de cette direction d’étendue. Cette caractéristique permet d’améliorer la stabilité du bloc principal et le rend plus aisé à manipuler. L’invention concerne également un procédé d’étalonnage d’un dispositif d’analyse cristallographique par diffraction de rayons X, le procédé comprenant des étapes de : - fourniture d’un dispositif d’analyse cristallographique par diffraction de rayons X en transmission, comprenant au moins une source et au moins un capteur, et d’un ensemble de calibration tel que décrit plus haut, - mise en place du bloc principal entre la source et le capteur, - mesure d’un signal de base d’une des portions, par émission d’un faisceau de rayons X par la source, traversée de ladite portion par les rayons X selon la direction de traversée et acquisition par le capteur des rayons X incidents, - mise en place d’un pion en contact avec le bloc principal, sur la portion, - mesure d’un signal altéré de la portion et du pion, par émission de rayons X par la source, traversée de la portion et du pion par les rayons X selon la direction de traversée et acquisition par le capteur des rayons X incidents, - détermination d’une capacité du dispositif d’analyse cristallographique à détecter le pion. Les rayons X peuvent présenter une énergie supérieure à 80 keV. Le procédé peut comprendre une pluralité d’étapes de mesure d’un signal altéré, mettant en œuvre une pluralité de pions présentant des dimensions différentes. Une telle caractéristique permet de quantifier la taille minimale de défaut détectable par le dispositif d’analyse cristallographique. Les étapes de mesure d’un signal de base et de mesure d’un signal altéré peuvent être mises en œuvre sur plusieurs portions du bloc principal. Cette caractéristique permet de quantifier la capacité de détection de défaut du dispositif d’analyse cristallographique en fonction de l’épaisseur de matériau traversé. Le procédé peut comprendre, après l’étape de mesure d’un signal de base d’une portion, une étape d’ajustement de paramètres d’acquisition du capteur, sur la base du signal de base mesuré. Une telle étape permet d’améliorer la qualité du signal mesuré et donc la sensibilité de détection de défauts. Brève description des figures la est une vue schématique d’un ensemble de calibration selon l’invention, la est une vue de côté de l’ensemble de la pendant la mise en œuvre d’un procédé de calibration, la est une vue de côté d’une autre étape du procédé de la , et la est une vue de côté d’une troisième étape du procédé des figures 2 et 3. Ensemble d’étalonnage (10) pour un dispositif d’analyse cristallographique (30) par diffraction de rayons X en transmission, l’ensemble d’étalonnage (10) comprenant - un bloc principal (12) présentant une structure monocristalline, le bloc principal (12) comprenant une pluralité de portions (16), chaque portion (16) présentant une épaisseur (H1, H2) respective constante mesurée selon une direction de traversée (X), les portions (16) présentant des épaisseurs (H1, H2) différentes les unes des autres, - au moins un pion (14) présentant une structure monocristalline, prévu pour être disposé sur une des portions (16) du bloc principal (12), en contact avec le bloc principal (12) selon la direction de traversée (X). Ensemble d’étalonnage (10) selon la revendication précédente, dans lequel chaque portion (16) du bloc principal (12) est délimitée par deux faces (18) planes opposées, sensiblement parallèles l’une à l’autre et perpendiculaires à la direction de traversée (X). Ensemble d’étalonnage (10) selon la revendication précédente, dans lequel les faces (18) délimitant chaque portion (16) sont équidistantes d’un même plan médian (P) du bloc principal (12), perpendiculaire à la direction de traversée (X). Ensemble d’étalonnage (10) selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle chaque pion (14) présente une forme cubique ou parallélépipédique. Ensemble d’étalonnage (10) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les portions (16) sont alignées selon une direction d’étendue (Z) du bloc principal (12), perpendiculaire à la direction de traversée (X), les portions (16) étant ordonnées selon leur épaisseur (H1, H2) respective le long de cette direction d’étendue (Z). Procédé d’étalonnage d’un dispositif d’analyse cristallographique (30) par diffraction de rayons X, le procédé comprenant des étapes de : - fourniture d’un dispositif d’analyse cristallographique (30) par diffraction de rayons X en transmission, comprenant au moins une source (32) et au moins un capteur (36), et d’un ensemble de calibration (10) selon l’une des revendications précédentes, - mise en place du bloc principal (12) entre la source (32) et le capteur (36), - mesure d’un signal de base d’une des portions (16), par émission d’un faisceau (34) de rayons X par la source (32), traversée de ladite portion (16) par les rayons X selon la direction de traversée (X) et acquisition par le capteur (36) des rayons X incidents, - mise en place d’un pion (14) en contact avec le bloc principal (12), sur la portion (16), - mesure d’un signal altéré de la portion (16) et du pion (14), par émission de rayons X par la source (32), traversée de la portion (16) et du pion (14) par les rayons X selon la direction de traversée (X) et acquisition par le capteur (36) des rayons X incidents, - détermination d’une capacité du dispositif d’analyse cristallographique (30) à détecter le pion (14). Procédé selon la revendication 6, dans lequel le procédé comprend une pluralité d’étapes de mesure d’un signal altéré, mettant en œuvre une pluralité de pions (14) présentant des dimensions différentes les uns des autres. Procédé selon la revendication 6 ou 7, dans lequel les étapes de mesure d’un signal de base et de mesure d’un signal altéré sont mises en œuvre sur plusieurs portions (16) du bloc principal (12). Procédé selon l’une des revendications 6 à 8, dans lequel le procédé comprend, après l’étape de mesure d’un signal de base d’une portion (16), une étape d’ajustement de paramètres d’acquisition du capteur (34), sur la base du signal de base mesuré.