CND

LES COURANTS DE FOUCAULT

CONTRoLE NON DESTRUCTIF

Théo Leguille, Enzo Vicenzi, Noa Charpiat et Léa Parpinel

SOMMAIRE

4. L'influence de la conductivité

6. Mesures quantitatives

7. Détermination d'épaisseur de métal

2. Les Courants de Foucault

5. Détermination d'épaisseur de peinture

3. L'influence de la fréquence

1. Etude d'un transformateur

CONCLUSION

Qu'est-ce qu'un tranformateur ?

Figure 1 : Schéma d'un transformateur

1. Etude d'un transformateur

a. Theorique

• Convertisseur qui permet de modifier les valeurs de tension et d'intensité délivrées par la source
• La fréquence reste la même
• 2 enroulements (500 et 1000 spires) et un circuit magnétique
• Transfert de puissance par induction magnétique

Figure 3 : Circuit électrique en étude en court-circuit

Figure 2 : Circuit électrique en étude à vide

1. Etude d'un transformateur

b. Expérimentale

Etude à vide : Loi de Faraday : Le flux magnétique étant le même, on peut écrire : On applique : U1 = 5V On mesure : U2 = 2,25V contre U2 théorique = 2,5V Etude en court-circuit : Loi de Hopkinson : Etant en court circuit, on peut écrire : On applique : U1 = 5V On mesure : i1eff = 29,0 mA i2eff = 52,4 mA

Figure 4 : Schéma représentatif des courants de Foucault sur un matériau conducteur

• L'amplitude de la densité des courants est maximale à la surface du matériau
• Diminue suivant une loi quasi exponnentielle
• Profondeur de pénétration définie :

2. Les courants de foucault

Loi de lenz :

Les courants de Foucault s'opposent à la cause qui leur a donné naissance.

• Une bobine au-dessus d'un matériau conducteur est parcouru par un courant
• Un flux magnétique variable est crée dans le matériau conduisant à l'apparition de courants de Foucault

Fréquences des lift-offs : 100 ; 200 ; 300 ; 400 et 500 kHz

Fréquences des lift-offs : 1 ; 2 ; 3 ; 4 ; 5 ; 10 ; 20 ; 30 ; 40 et 50 kHz

Remarque : Expériences dans un plan non normalisé car Rcn ≠ 0 et Xcn ≠ 1

Figure 6 : Lift-offs sur un matériau d'alliage d'aluminium avec une sonde 100 kHz - 500 kHz

Figure 5 : Lift-offs sur un matériau d'alliage d'aluminium avec une sonde 1 kHz - 50 kHz

3. L'influence de la fréquence

A/ Sonde 1kHz - 50 kHz

b/ Sonde 100 kHz - 500 khz

Dans un plan normalisé

Figure 7 : Echantillon contenant 6 matériaux

Figure 8 : Lift-offs sur les matériaux de l'étalon à une fréquence de 10kHz

Figure 9 : Lift-offs de différents matériaux conducteurs dans un plan normalisé

4. l'Influence de la conductivité

Lift-off des 5 matériaux conducteurs de l'étalon

e papier fin = 0,15 mm e revêtement = 2/3 du e papier fin = 0,1 mm

Figure 11 : Echantillon d'alliage d'aluminium avec un revêtement peinture

• L'impédance correspond à la résistance en courant alternatif
• Les courants de Foucault vont déterminer une différence de résistance et donc de conductivité
• Cette variation est l'épaisseur de peinture

Figure 10 : Lift-offs sur un alliage d'aluminium avec une feuille de papier cigarette et un revêtement de peinture à une fréquence de 200kHz

5. Détermination d'épaisseur de peinture

Convertion : 45.42 %IACS = 2634.36 MS/m

Figure 13 : Photo de la mesure de conductivité et d'épaisseur de revêtement d'un alliage d'aluminium

Figure 12 : Photo de la mesure de conductivité d'un alliage d'aluminium-zinc traité thermiquement

6. Mesures quantitatives

Détermination de l'épaisseur d'un revêtement

Détermination de la conductivité d'un matériau

Profondeur de pénétrabilité:

Finalement :

Figure 15 : Liff-offs sur un alliage d'aluminium avec 3 fissures à une fréquence de 100kHz

Finalement :

Figure 15 : Photo échantillon d'aluminium SPO-4304 avec 3 défauts

Figure 14 : Schéma échantillon d'aluminium SPO-4304

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7. Determination de l'épaisseur de métal

Exprimer l'épaisseur e en fonction de x

Inconvénients

Avantages

• Sensible à de petites fissures ou autres petits défauts
• Détecte les défauts de surface et près de la surface
• L'inspection donne des résultats immédiats
• Equipement portatif
• Permet d'évaluer l'épaisseur, la conductivité électrique et la pernétrabilité magnétique d'un matériau
• Possibilité d'effectuer des mesures sans contact

• Restreint aux matériaux conducteurs
• Les surfaces doivent être accessibles à la sonde
• L'état de surface et la rugosité du matériau peuvent affecter les résultats de mesure
• Des échantillons de référence doivent être utilisés pour étalonner le système
• La profondeur de pénétrabilité est limitée

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conclusion