Courants de Foucault

Principe :

La méthode des courants de Foucault (Eddy current en anglais, d’où le sigle ET) consiste à créer des courants induits dans le matériau à analyser grâce à un capteur qui produit un champ magnétique variable, et à observer les perturbations de ces courants, qui dépendront des anomalies présentes dans le matériau.

Il s’agit d’une méthode dite “surfacique” qui ne nécessite généralement pas de préparation de la pièce à contrôler.

Mise en œuvre :

Les courants induits, dits “de Foucault”, circulent dans le matériau en fonction du champ magnétique appliqué, mais également de la géométrie de la pièce et de ses propriétés électrique (conductivité) et magnétique (perméabilité).

En cas de présence d’anomalies dans la pièce, la circulation des courants est perturbée et fait varier l’impédance de la bobine du capteur selon deux composantes : l’amplitude et la phase. C’est cette variation d’impédance par rapport à celle d’une pièce de référence (pouvant contenir des défauts références), ou étalon, qui est mesurée et analysée.

Les courbes ainsi obtenues sont dites de “Lissajous”.

Plusieurs possibilités existent et peuvent se combiner :

  • mise en œuvre de hautes fréquences : le plus couramment utilisées, elles permettent de détecter les défauts de surface
  • mis en œuvre de basses fréquences : moins souvent utilisées, elles permettent de voir des défauts plus en profondeur (4-5 mm ou plus si l’anomalie est très grande)
  • utilisation de capteurs multiéléments, avec la possibilité d’exciter indépendamment chaque éléments
  • utilisation de capteurs bi-fréquences permettant d’exciter simultanément avec 2 fréquences différentes
  • il existe aussi des capteurs “conformables” qui sont souples et s’adaptent à la géométrie de la pièce

A noter que les courants de Foucault peuvent aussi être utilisés pour évaluer des revêtements non conducteurs (peintures) sur supports conducteurs non magnétiques (titane, aluminium).

Avantages :

  • détections de défauts débouchants
  • sensibilité (tri de nuances d’alliages, de pièces ayant des traitements thermiques différents, …)
  • contrôle automatisable, particulièrement adapté aux pièces plates ou cylindriques
  • vitesse de contrôle par défilement peut être élevée (pas de contact entre la pièce et le capteur)

Limites :

  • nécessité de disposer d’une pièce de référence
  • temps de contrôle qui peut être important pour les grandes surfaces
  • faible profondeur de contrôle (surface à quelques millimètres)
  • importance de l’état de surface : une forte rugosité peut masquer les défauts
  • sensibilité de la méthode (nécessite une bonne maîtrise)
  • nécessité de disposer d’un bon couplage électromagnétique entre la pièce et le capteur, de maîtriser la perpendicularité entre le capteur et la pièce, et donc d’adapter la position du capteur à la géométrie de la pièce

Exemples d’applications :

  • tri des matériaux
  • mesures d’épaisseurs : de revêtements, peinture, dépôts
  • mesure des profondeurs de trempe ou des traitements
  • contrôle des perçages à l’aide d’une sonde rotative qui va réaliser un balayage dans dans le trou
  • détection de la corrosion, vue en CNDcomme une perte d’épaisseur
  • contrôles de structures cylindriques (tubes) ou plaques