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Fiche détaillée Thèses
Ecole Centrale de Lyon (31/01/1995), Alain Nicolas et Noël Burais (Dir.)
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Conception et optimisation de capteurs à courants de Foucault pour la détection de défauts profonds dans des matériaux amagnétiques
Frédéric Thollon1

Les exigences au niveau de la qualité et en matière de sécurité deviennent de plus en plus contraignantes dans l'activité industrielle et expliquent l'importance croissante du contrôle non destructif. Parmi les méthodes utilisées, les courants de Foucault sont appelés à occuper une place de plus en plus grande. Mais l'augmentation des exigences met en défaut les méthodes de développement classique. En s'appuyant sur le contrôle des assemblages rivetés des voilures d'avions, ce travail a pour but de mettre en place de nouvelles méthodes permettant d'augmenter les performances des dispositifs à courants de Foucault. Pour cela. il est avant tout nécessaire d'avoir une connaissance aussi complète que possible du phénomène physique en utilisant les outils de modélisation 2D et 3D par éléments Finis. Les possibilités d'utilisation et les limitations des logiciels mis en oeuvre dans cette étude sont tout d'abord évaluées. La mise au point d'une méthode de détection par courants de Foucault pulsés est ensuite présentée. Après une caractérisation de ceux-ci sur des critères énergétiques, les différents éléments du dispositif sont optimisés (dimension du bobinage, position des éléments de mesure, spectre du signal d'excitation). Les performances du capteur sont évaluées expérimentalement à chaque étape pour valider les résultats fournis par la modélisation. La méthode précédente est lourde à mettre en oeuvre. L'introduction d'une méthode automatique d'optimisation utilisant un algorithme génétique permet d'alléger considérablement le travail de conception. L'ensemble de ces outils a permis de concevoir des capteurs plus performants que ceux existants.
1 :  CEGELY - Centre de génie électrique de Lyon
Courants de Foucault pulsés – Capteurs – Conception – Expérimentation – Optimisation – Défauts profonds – Matériaux amagnétiques

Design and optimization of eddy current probes for detecting deep flaws in non magnetic materials
The requirements on the level of quality and as regards safety become increasingly constraining in the industrial activity and explain the increasing importance of the non destructive testing. Among the methods used, the eddy currents have to occupy an increasingly large place. But the increase in the requirements puts at fault the traditional methods of development. While being based on the control of the riveted joints of the wings of planes, the purpose of this work is to set up new methods making it possible to increase the performances of the devices with eddy currents. It is therefore necessary to achieve a knowledge as complete as possible of the physical phenomena by using 2D and 3D simulations by Finit Elements. The potential use and the limitations of the software implemented in this study are first of all evaluated. The development of a method of detection by pulsed eddy currents is then presented. After a characterization of those on energy criteria, the various elements of the device are optimized (dimension of winding, position of the elements of measurement, spectrum of the signal of excitation). The performances of the sensor are evaluated in experiments with each stage to validate the results provided by modeling. The preceding method is heavy to implement. The introduction of an automatic method of optimization using a genetic algorithm makes it possible to reduce considerably the time of design. The whole of these tools made it possible to design more powerful sensors than those existing.
Pulsed Eddy Currents – design – experiment – optimization – deep flaw – non magnetic material