Contrôle automatisé de matériaux hétérogènes par imagerie TeraHertz
Authors:   Terakalis, Antonini Thierry 
Published: August 2023

Les matériaux hétérogènes sont utilisés dans l’industrie notamment pour alléger les structures ou renforcer certaines propriétés mécaniques ou chimiques propres à chacun des matériaux combinés tout en visant l’optimisation des cycles de production. Ils peuvent être déclinés sous la forme d’assemblages collés ou soudés ou sous forme de composites. Ils répondent à des enjeux de plus en plus élevés dans des secteurs exigeants comme l’aérospatial, la défense, les transports ou l’énergie. En raison de la complexité de leurs procédés de fabrication et d’un retour d’expérience limité sur ces matériaux en exploitation, ces derniers nécessitent des moyens de contrôle avancés permettant de détecter leurs défauts internes ou d’évaluer les propriétés internes qui pourraient notamment affecter leurs performances que ce soit au stade de la production ou en cours d’exploitation.
Les matériaux assemblés peuvent être affectés par différents types de défaut, cohésif ou adhésif, tels que des porosités dans la colle, des défauts de polymérisation, des mauvaises transformations de la matière chauffée ou encore des décollements. Pour les matériaux composites, dans le cadre de leur production, il s’agit notamment de défauts d’imprégnation, de défauts d’alignement ou d’orientation des fibres alors qu’en cours d’exploitation, plutôt de délaminations ou de perte d’épaisseur.
De ce fait, la possibilité d’apporter des garanties supplémentaires sur les performances de ces matériaux en s’appuyant sur un contrôle de leur volume intérieur, suscite un intérêt grandissant pour les techniques de contrôle non destructif et rapide pour qualifier 100% des produits en production et de suivre le vieillissement de ces matériaux en exploitation.
Dans ce cadre, la technologie d’imagerie THz, méthode de contrôle non destructif rapide, sans contact et portative, est une solution prometteuse. Basée sur de nouvelles ondes électromagnétiques, appelées THz, elle associe une capacité de pénétration importante dans la plupart des matériaux diélectriques (i.e. non conducteurs), comme les polymères, élastomères et céramiques, avec une forte sensibilité de détection des hétérogénéités de la matière et de leur anisotropie en proposant une capacité de résolution d’imagerie compatible avec la taille des défauts courants recherchés par le monde industriel.
Une technique d’imagerie THz innovante en mode réflexion ou transmission permet notamment de réaliser des cartographies 2D de leurs hétérogénéités en temps réel, compatible avec du contrôle à haute cadence sur ligne de production ou pour des pièces de grandes dimensions.
Lors de cette communication, TERAKALIS, société spécialisée dans la fabrication d’équipements THz, présentera le domaine des ondes THz, les principales techniques de mesure, un état de la maturité des systèmes THz actuels avec leurs niveaux de performance et limites pour le contrôle de la qualité des assemblages collés ou soudés et aussi des matériaux composites. Elle s’appuiera sur des cas applicatifs automatisés en guise d’illustration dans le cadre de production ou d’exploitation.