Conception et modélisation de capteurs électromagnetiques : application à la mesure simultanée des propriétés physiques et géométriques des pièces métalliques

Design and modelling of a nondestructive evaluation system using electromagnetic sensors. Application for measuring simultaneously physical and geometrical properties of metallic pieces

• Auteur / Autrice : Minh-Quang Lê
• Direction : Dominique Placko
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1995
• Etablissement(s) : Paris 11

Mots clés

Mots clés contrôlés

Capteurs (technologie)

Résumé

Cette thèse est consacrée a l'étude et a la réalisation d'un système de contrôle non destructif par capteurs electromagnetiques. Les capteurs étudies appartiennent a la famille des capteurs magnétiques ou a courants de foucault. Ce mémoire comprend trois étapes principales: la conception des capteurs, leur modélisation et la résolution du problème inverse pour l'estimation des paramètres recherches. Le principe de fonctionnement de ces capteurs, ainsi que quelques generalites sur cette technique de contrôle non destructif sont présentes au chapitre 1. Ensuite, le chapitre 2 aborde le problème de l'optimisation de la géométrie du capteur afin d'augmenter son efficacité de détection. Deux structures différentes y sont proposées. Les simulations par éléments finis et les essais expérimentaux ont montre que ces structures sont intéressantes par rapport a certaines structures existantes. Afin d'approfondir l'étude des structures proposées et l'exploitation des données, la modélisation des capteurs est indispensable et elle constitue l'objectif du troisième chapitre. La première partie de ce chapitre traite la modélisation analytique, laquelle est fondée entièrement sur la théorie de l'electromagnetisme. L'approche comportementale de la modélisation est traitée au cours de la deuxième partie. Ce type de modélisation est utilisée quand on veut obtenir rapidement un modèle pour une configuration donnée. Pour ce faire, nous avons utilise des modèles polynomiaux ou des réseaux de neurones. La bonne adéquation avec les données expérimentales a valide les modèles obtenus. Le quatrième chapitre aborde l'exploitation des signaux capteur permettant de retrouver les paramètres influents. Nous avons illustre ce problème par deux exemples de contrôles industriels. Le premier exemple est la mesure simultanée de la conductivité électrique et de la perméabilité magnétique d'une cible métallique plane ainsi que de la distance capteur cible. Le deuxième exemple concerne la mesure avec grande précision du diamètre des cylindres d'acier dont les propriétés physiques sont incontrôlables. Pour le premier exemple, nous avons résolu le problème par inversion du modèle de l'interaction capteur cible a l'aide des algorithmes itératifs, tandis que pour le deuxième, un modèle inverse permettant de retrouver directement le paramètre recherche a été utilise