Le contrôle non destructif (CND) 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, contrairement à un contrôle destructif. On parle aussi d'un essai non destructif (END) ou d'un examen non destructif..
Utilisations Ces méthodes sont utilisées dans l'ensemble des secteurs industriels. On peut citer notamment : l'industrie pétrolière (pipelines, tubes, barres, soudures, réservoirs) ; l'industrie navale (contrôle des coques) ; l'aéronautique (poutres, ailes d'avion, nombreuses pièces moteurs, trains d'atterrissage) ; l'aérospatiale et l'armée ; l'industrie automobile (contrôle des blocs moteurs) ; la sidérurgie ; la fonderie ; la chaudronnerie et la tuyauterie en fabrication ; l'industrie de l'énergie : réacteurs nucléaires, chaudières, tuyauterie, turbines (maintenance des installations) ; le ferroviaire en fabrication et en maintenance notamment pour les organes de sécurité (essieux, roues, bogies) ; le Génie civil et le bâtiment.
Et en règle générale dans tous les secteurs produisant : des pièces à coût de production élevé en quantité faible (nucléaire, pétrochimique, par exemple) ; des pièces dont la fiabilité de fonctionnement est critique (BTP, nucléaire, canalisation de gaz, par exemple).
Mais également dans des secteurs autres qu'industriels comme l'agroalimentaire, l'archéologie.
Les agents qui effectuent ces contrôles peuvent être certifiés selon les normes en vigueur, si la règlementation l'exige, si le client le demande, ou si l'entreprise utilise ce moyen comme assurance de la compétence de ses opérateurs dans le cadre de sa politique qualité.
Acteurs Les acteurs de la profession sont nombreux : prestataires, formateurs, fabricants de matériels, laboratoires de recherche, centres techniques industriels ainsi que les industriels utilisateurs.
Par ailleurs, plusieurs organismes à but non lucratif existent en France, avec des vocations complémentaires : La Cofrend (Confédération française pour les essais non destructifs) est un organisme « tierce-partie » qui gère le système de certification selon deux normes. : norme française et européenne NF EN 473 intitulée : « Essais non destructifs, qualification et certification du personnel END ». Cette norme a été écrite en , révisée en 2000 puis en 2008. Sous ce référentiel, la certification se répartit dans trois comités sectoriels : produits métalliques (CCPM) regroupant la fonderie. (anciennement CCF) et les produits en acier (CCPA) ; maintenance ferroviaire (CFCM) ; fabrication et maintenance (CIFM) ; norme européenne EN 4179 dont l'équivalent américain est la NAS 410. Pour les pièces destinées à l'industrie aérospatiale (aéronautique et espace), les CND sont considérés comme des procédés spéciaux et doivent être qualifiés comme tels. En France, ces certifications sont regroupées sous le comité sectoriel aéronautique COSAC de la Cofrend. La certification a une durée de validité de cinq ans (renouvelables) et ce sont plus de qui sont ainsi certifiées, c'est-à-dire qui ont passé avec succès un examen théorique et pratique. Par ailleurs, la Cofrend est accréditée par le Cofrac selon l'ISO 17024. PRECEND., plateforme régionale d'innovation, structure associative financée par des fonds européens, nationaux et régionaux pour aider et assister les entreprises dans leur problématiques de contrôles non destructifs. ECND-PDL., qui regroupe les compétences des laboratoires de recherche en CND, qui sont nombreux en Pays de la Loire Ces trois organismes collaborent pour animer la profession, notamment en diffusant l'information (documentation technique à disposition, journées d'information…) et sont au service des entreprises pour leur permettre de trouver les bons interlocuteurs.
Principes généraux framed|center|Synoptique de la mise en œuvre d'un système CND. Quelle que soit la méthode adoptée, on peut représenter la mise en œuvre d'un système CND suivant le synoptique suivant : la cible se caractérise par un ensemble de paramètres que l'on va chercher à estimer afin de former un diagnostic d'intégrité. La mise en œuvre d'un système CND adéquat va permettre de produire un certain nombre de signaux qui sont fonction des paramètres recherchés. Une étape « d'inversion », plus ou moins compliquée, est bien souvent nécessaire afin de retrouver les paramètres initiaux de la pièce.
Dans l’industrie pétrolière, plus spécifiquement, les canalisations sont inspectées de manière interne par des systèmes automatisés. Le déplacement à plus ou moins grande vitesse de ces outils et les résolutions attendues nécessitent alors des moyens de CND très performants comme l'utilisation d'EMAT. Sur les pipelines, on utilise des racleurs instrumentésStéphane Sainson, Inspection en ligne des pipelines. Principes et méthodes, Éd. Lavoisier, 2007 , 332 et sur les forages profonds, des sondes de diagraphieStéphane Sainson, Les diagraphies de corrosion. Acquisition et interprétation des données, Éd. Lavoisier, 2010 , 547.
Différentes méthodes de contrôle Les normes NF EN ISO 9712 (2021)ISO 9712:2021 Essais non destructifs Qualification et certification du personnel END (qui annule et remplace la norme EN 473) et EN 4179 définissent un certain nombre de symboles pour les méthodes usuelles (cf. tableau).
Ces symboles correspondent généralement à l'abréviation de la désignation anglaise de la méthode, par exemple, le symbole « PT » pour le ressuage vient de . Cependant, il existe de nombreuses autres méthodes qui ne sont pas sujettes à la certification des contrôleurs, et n'ont donc pas de terminologie normée : c'est le cas par exemple du radar, très utilisé dans le génie civil.
Méthode END (ISO 9712) Norme ISO de terminologie SymboleTous les essais non destructifs ISO 18173ISO/TS 18173:2005(fr) Essais non destructifs — Termes généraux et définitionsENDContrôle par émission acoustiqueISO 12716ISO 12716:2001(fr) Essais non destructifs — Contrôle par émission acoustique — VocabulaireATContrôle par courants de FoucaultISO 12718ISO 12718:2019(fr) Essais non destructifs — Contrôle par courants de Foucault — VocabulaireETContrôle d'étanchéitéISO 20484ISO 20484:2017(fr) Essais non-destructifs — Contrôle d'étanchéité — VocabulaireLTContrôle magnétique (contrôle par magnétoscopie et par flux de fuite)ISO 12707ISO 12707:2016(fr) Essais non destructifs — Magnétoscopie — VocabulaireMTContrôle par ressuageISO 12706ISO 12706:2009(fr) Essais non destructifs — Contrôle par ressuage — VocabulairePTContrôle par radiographieISO 5576ISO 5576:1997(fr) Essais non destructifs — Radiologie industrielle aux rayons X et gamma — VocabulaireRTContrôle par thermographieISO 10878ISO 10878:2013(en) Non-destructive testing — Infrared thermography — VocabularyTTContrôle par ultrasonsISO 5577ISO 5577:2017(fr) Essais non destructif — Contrôle par ultrasons — VocabulaireUTContrôle visuelVT
Contrôle par examen visuel (VT) Le contrôle visuel est une technique essentielle lors du contrôle non destructif. L'état extérieur d'une pièce peut donner des informations essentielles sur l'état de celle-ci : des défauts évidents (comme des pliures, des cassures, de l'usure, de la corrosion ou fissures ouvertes). Un examen visuel doit être effectué dans de bonnes conditions assurant avant tout un éclairage suffisant. Le niveau d’éclairement minimum requis est de l’ordre de . L’accessibilité de la partie à examiner doit permettre d’approcher l’œil à au moins , sous une incidence de 30°. Lorsque la partie de la pièce à contrôler n’est pas accessible par un examen direct, on utilise un appareil appelé « endoscope ». Il s’agit d’un appareillage constitué de miroirs et lentilles. La méthode est appelée « contrôle par endoscopie ». Des défauts cachés sous-jacents présentant une irrégularité sur la surface extérieure peut être une indication de défaut plus grave à l'intérieur. Choisir la technique la plus adaptée en CND pour des examens approfondis déterminer des limitations des autres techniques CND choisies (accès, état de surface). Les tests d'étanchéité, les tests pneumatiques et les épreuves hydrauliques comportent aussi un examen visuel pour mettre en évidence des fuites éventuelles.
Contrôle par ressuage (PT)
C'est une méthode destinée à révéler la présence de discontinuités ouvertes en surface de pièces métalliques, essentiellement, mais aussi en céramique. Elle consiste à badigeonner (par immersion ou par pulvérisation électrostatique, parfois mais rarement, au pinceau) la cible avec un liquide fluorescent ou coloré en rouge, qui pénètre dans les discontinuités. Après nettoyage de la cible, un révélateur est appliqué et, en faisant « ressuer » le liquide resté dans les fissures, va les révéler.
Cette méthode semble très simple à mettre en œuvre et elle est sensible aux discontinuités ouvertes. On peut mettre en évidence des discontinuités de d'ouverture, cent fois plus fines qu'un cheveu. De plus, elle nécessite l'utilisation de produits non récupérables, voire contaminés après utilisation (exemple d'une centrale nucléaire où on essaie de réduire le volume des déchets), mais cette méthode est irremplaçable pour la mise en évidence de discontinuités débouchantes présentes dans les matériaux non ferromagnétiques ou non conducteurs d'électricité.
Contrôle radiologique (RT) vignette|GemX-160 : générateur de rayons X portable destiné à la radiologie numérique en CND ; l'appareil est alimenté sur batterie et contrôlé à distance par ondes radios.
Rayons X (RTX)
Les rayons X en contrôle non destructif sont principalement utilisés pour réaliser des radiographies X. L'avantage de cette technique est de fournir des informations directement exploitables sur l'intérieur des objets ou des matériaux. L'étape d'inversion peut être assez réduite et la résolution spatiale suffisamment bonne. Toutefois, l'interprétation des images demande de l'expertise et la réalisation des clichés nécessite des conditions de sécurité pour l'opérateur et l'environnement.
Dans l'industrie lourde, le contrôle à l'aide des rayons X est utilisé notamment pour les soudures dans les centrales nucléaires et les chantiers navals et pétroliers, la corrosion des tuyaux, la structure des matériaux composites ou les fissures dans les pièces mécaniques complexes ainsi que pour les pièces de fonderie.
D'autres méthodes radiologiques de contrôle non destructif utilisent la fluorescence et la spectrométrie. Grâce au rayonnement rétrodiffusé, il est possible d'analyser le contenu atomique des objets et ainsi par exemple de détecter la présence de plomb ou d'autres matériaux toxiques dans les peintures, ou bien la présence d'explosifs dans des objets suspects.
Gammagraphie (RT gamma)
Cette technique de radiographie industrielle utilise une source de rayonnements gamma. Elle se rapproche de la radiographie par rayons X mais nécessite plus de précautions. La qualité d'image est également moins bonne. L'avantage principal réside dans l'énergie du rayonnement qui permet une meilleure pénétration que par les rayons X et la plus grande compacité des projecteurs et des sources. Les appareils de gammagraphie appelés gammagraphes (abrégé : GAM) fonctionnent à l'aide d'isotope radioactif stable (principalement iridium 192, cobalt 60 et sélénium 75). Ce sont des sources autonomes qui ne nécessitent aucune prise de courant contrairement au poste à rayon X.