IN THE FIELD  
Maintenance Magazine 143 – mars 2019

Le Contrôle par émission acoustique (EA) des équipements sous pression (Part 3)

Dans les deux premiers épisodes de cette série, André Viaud a tout d’abord souligné les difficultés rencontrées dans l’exploitation des données de contrôle des équipements sous pression (ESP) par émission acoustique. Il a ensuite souligné l’interaction entre l’analyse, l’interprétation et la classification dans les systèmes de référence existants. Dans cette troisième partie, il se penche sur le signal acoustique lui-même et la représentation des salves et des sources.

Caractères physiques définissant une salve

On rappelle qu’en EA, ce sont les caractères attachés à la première salve reçue (1er capteur atteint) qui sont pris en compte. Ces caractères sont principalement et habituellement :

• Amplitude,
• Temps de montée,
• Durée,
• Nombre de coups (alternances positives),
• Energie,
• Période.

Ces descripteurs reflètent-ils suffisamment les propriétés des transitoires? Retirent-ils bien toute l’information contenue et combien de descripteurs indépendants sont réellement nécessaires pour décrire complètement –autant que faire se peut- le signal issu du capteur. En fait, excepté l’amplitude, les descripteurs sont affectés par le seuil d’acquisition. L’impact de ce dernier est d’autant plus important que l’amplitude de la salve est faible. En particulier, si on considère l’énergie, qui est l’image de celle libérée sous forme d’onde transitoire par une discontinuité évolutive, la valeur mesurée basée sur « l’enveloppe » de la salve est souvent éloignée de la réalité (L’enveloppe de la salve est la courbe qui passe par les maxima des alternances positives du signal périodique transitoire).

Salves constitutives d’une source

Une source d’émission acoustique correspond à un ensemble d’événements physiques dont l’origine est un phénomène évolutif localisé, lié à une discontinuité, provoqué par l’application d’une contrainte (pression). De la même façon qu’il faut regrouper les salves appartenant à un même événement physique (rôle de « l’assembleur » dans le logiciel du système EA), il faut regrouper les événements appartenant au même mécanisme source. Cela signifie :

• Qu’il faut délimiter géographiquement sur la paroi de l’ESP le « cluster » des événements attribuables à la source et uniquement à cette source,
• Chercher à identifier les Ev1 et Ev2 (événements correspondant à un seul ou deux capteurs atteints) de la zone de rattachement et qui appartiennent à cette source pour les lui affecter.

Sur ce second point, la difficulté tient au fait qu’a priori, on ne dispose pas d’éléments caractérisant la source telle qu’elle est connue sur la base des événements localisés (au moins trois capteurs atteints). Aussi, les procédures habituelles ignorent cet aspect des choses, alors que les Ev1 et Ev2 peuvent constituer la majeure partie de la population des événements reçus ! Limiter la connaissance de la source aux événements localisés (événements visibles en quelque sorte), c’est réduire la population représentative de cette source à un échantillon biaisé puisque non choisi aléatoirement.

Représentation matricielle d’une source

Le tableau d’une population d’événements et de ses descripteurs, par exemple une source d’activité acoustique, peut se lire comme une matrice dont le nombre de lignes correspond à l’activité (nombre d’Ev reçus) et dont le nombre de colonnes correspond au nombre de descripteurs indépendants. L’analyse en contrôle EA d’une population d’événements revient toujours en l’exploitation plus ou moins sophistiquée de tout ou partie de la matrice image de cette population.

Application dans la pratique industrielle

Concernant l’application du contrôle EA aux ESP métalliques, la pratique actuelle dans l’industrie reflète les prescriptions des référentiels évoqués et n’exploite que très partiellement la richesse informationnelle de la matrice de la source ou plus généralement celle d’une population donnée d’événements. Les dispositifs de correction de la distorsion salve/transitoire n’existent pas. Les analyses se limitent à observer l’évolution des activités acoustiques avec des fonctions simples ou plus élaborées comme les fenêtres temporelles glissantes, et à examiner des caractères pris individuellement ou au plus en corrélant des caractères pris deux à deux. Sans prétraitement de « purification », on retrouve des sources indésirables à l’étape ultime de la classification ! Plus grave les signatures acoustiques des sources utiles s’en trouvent affectées.

Le résultat est que souvent, à une indication évolutive identifiée avec l’EA, ne correspond aucune discontinuité physique perceptible lors d’investigations complémentaires par d’autres techniques de contrôle non destructif comme les ultrasons. En d’autres termes, dans l’état actuel des choses au stade industriel, le contrôle EA a une probabilité de fausse alarme non négligeable.

On note aussi qu’on ne se penche que rarement sur l’interprétation (signification mécanique du comportement acoustique de l’équipement, de ses sous-ensembles et des sources). <<

(à suivre)