Modélisation Semi-analytique Des Courants De Foucault. – Application Au Contrôle Non Destructif Par Des Capteurs À Noyau De Ferrite. Magister Thesis(2008) , Université De Batna 2.

Résumé: Dans ce mémoire, nous présentons un modèle semi-analytique direct destiné pour la conception et l’optimisation des dispositifs axisymétriques de contrôle non destructif par courants de Foucault contenant des milieux magnétiques. L’objectif principal est d’aboutir à l’expression semi analytique de l’impédance aux bornes d’un capteur à double fonction opérant avec noyau de ferrite dont la configuration est de type pancake ou cylindrique. Avant d’entamer la modélisation, il est utile de rappeler les différentes techniques de contrôle non destructif et leurs domaines d’application. Puisque la technique qui nous intéresse est celle qui est basée sur les courants de Foucault, une recherche détaillée est faite sur la technologie des capteurs concernés. Les phénomènes qui se produisent dans le cadre du contrôle par courants de Foucault sont régis par les équations de Maxwell. A travers ces dernières, nous exprimons les courants induits, l’épaisseur de peau et l’impédance d’une bobine au-dessus d’un matériau conducteur. D’autre part, nous évoquons la notion des sources équivalentes à la magnétisation des milieux magnétiques. Cette méthode consiste à remplacer un milieu magnétique par un autre amagnétique sur lequel existe une distribution équivalente en courant, en charge magnétique ou en combinaison des deux. En effet, ce passage est une grande utilité, car l’aimantation de ces milieux est prise en compte par une distribution surfaciques et volumiques équivalents. En partant du principe des grandeurs électromagnétiques couplées et de la notion des courants équivalents à la magnétisation des milieux magnétiques, nous établissons un modèle semi-analytique général. Il est capable d’assumer la modélisation des capteurs à double fonction, à fonctions séparées et différentiels opérants avec noyau de ferrite, pour le contrôle des matériaux conducteurs (plaque ou tube). Nous proposons aussi la notion de la conductivité électrique fictive qui traduit la circulation des courants volumiques à l’intérieur des matériaux magnétiques conducteurs. La méthode devient ainsi plus générale. Car, on peut l’orienter pour la caractérisation physique, dimensionnelle et l’évaluation de l’état de santé de matériaux conducteur et/ou magnétiques, même avec des configurations en multicouches. Ensuite, nous exploitons ce modèle pour arriver à l’expression de la variation de l’impédance due à la présence d’une plaque conductrice au-dessous d’un capteur à double fonction avec noyau de ferrite. Après discrétisation des équations dans la bobine du capteur, dans la plaque et le noyau de ferrite et en retranchant l’impédance à vide de l’impédance en charge, nous arrivons enfin à l’expression semi analytique de la variation de l’impédance. Pour deux différentes configurations, les résultats de calcul de l’impédance normalisée montrent une bonne concordance avec ceux issus de la méthode des éléments finis et la méthode des intégrales de volume. Etant donné que la variation de l’impédance est fonction des caractéristiques physiques et dimensionnelles du système, nous orientons nos objectifs pour l’étude de l’influence de chaque paramètre comme : la conductivité de la plaque, son épaisseur et sa distance par rapport au capteur (lift-off). De même, nous exploitons ce modèle pour trier les noyaux selon leur perméabilité magnétique. Nous orientons le modèle pour la détection et l’inspection des pièces cylindriques. La configuration choisie est composée d’un capteur équipé d’un noyau de ferrite opérant sur la surface intérieure d’un tube creux

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