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Conception et Modélisation d’un Micro Capteur À Courant de Foucault Pour le Contrôle Non Destructif / ABER Chifaa 

Public ISBD Titre : Conception et Modélisation d’un Micro Capteur À Courant de Foucault Pour le Contrôle Non Destructif Type de document : texte imprimé Auteurs : ABER Chifaa, Auteur Année de publication : 2022-2023 Accompagnement : CD Langues : Français (fre) Catégories : Physique:Intégration pour l’électronique de puissance et matériaux Mots-clés : contrôle non destructif, courants de Foucault, micro-capteur, méthode des éléments finis, défauts fins, bande de mouvement, capteurs souple, composants passifs. non-destructive testing, eddy currents, microsensor, finite element method, minor cracks, motion band method, flexible sensors, passive components Résumé : La complexité croissante des procédés industriels et des pièces fabriquées, le besoin croissant en termes de sûreté de fonctionnement et la volonté d'optimisation de la durée de vie des pièces, nécessitent la mise en place des contrôles de qualité de plus en plus complexes. Parmi les différentes anomalies à considérer, les entailles submillimétriques de surface (fissures) doivent faire l'objet d'un soin particulier. En effet, il constitue souvent une amorce d'entailles plus importantes, ce qui peut entraîner la destruction des pièces. Leur détection avant la mise en service prévient l’endommagement des pièces en fonctionnement et augmente la fiabilité des produits industriels. L’utilisation des courants de Foucault (CF) permet un contrôle non destructif (CND) rapide, fiable et peu coûteux. La nécessité de contrôler des pièces de géométries de plus en plus complexes ou des structures particulières contenants des zones de petites dimensions, tout en améliorant les performances de contrôle, conduit au développement de capteurs miniaturisés conçus pour s'adapter à la surface de la pièce contrôlée afin de minimiser la distance capteur-pièce (lift-off).Ce travail de thèse aborde un cas précis mais de grande importance parmi les applications du CND par CF. Il s’agit de proposer une sonde miniaturisée pour la détection des défauts de faible ouverture (fissures). La réduction du volume de tels composants passifs nous amène à affronter et résoudre plusieurs problèmes tels que, les problèmes de conception, dimensionnement, modélisation électromagnétique sans oublier la difficulté du choix des matériaux compatibles avec les procédés de fabrication. L’optimisation du dimensionnement géométrique et électrique de la sonde utilisée permet de réduire son volume tout en conservant son bon fonctionnement et sa fiabilité. L’objectif du travail exposé dans ce mémoire est la conception et la modélisation d’un micro-capteur à courants de Foucault destinée pour la détection des défauts fins afin de pouvoir former un diagnostic d’intégrité. Ce modèle EF permet de simuler l’interaction micro-capteur-cible avec défauts fins. La technique de la bande de mouvement est proposée pour la gestion économique du déplacement du capteur ainsi que la prise en compte des milieux fins. Le modèle EF a été étendu pour prendre en compte les micro-capteurs à fonctions séparées, et les micro-capteurs souples destinés à l’inspection des essieux creux. Une technique qui permet d’imposer correctement le courant dans un inducteur de forme arbitraire a été implantée. Afin de valider notre modèle développé, les résultats EF obtenus ont été comparés avec des solutions de référence expérimentales. The growing complexity of industrial processes and manufactured parts, the growing need for operational safety in service, and the desire to optimize the life span of parts, require the implementation of increasingly complex quality controls. Among the various anomalies to be considered, sub-millimeter surface notches (cracks) must be the subject of particular care. Indeed, it often constitutes a primer for larger notches, which can lead to the destruction of parts. Their detection before commissioning prevents damage to parts in operation and increases the reliability of industrial products. The use of eddy currents (EC) enables fast, reliable, and inexpensive non-destructive testing (NDT). The need to control parts with complex geometries or particular structures containing areas of small dimensions, while improving control performance, leads to the development of miniaturized sensors designed to adapt to the surface of the controlled part. This thesis work deals with a specific case but of great importance among the applications of NDT by eddy currents. An EC miniaturized probe for the detection of small surface defects (cracks) is proposed. Reducing the volume of such passive components leads us to face and solve several problems such as design problems, dimensioning, and electromagnetic modeling without forgetting the difficulty of choosing materials compatible with the manufacturing processes. The optimization of the geometric and electrical sizing of the probe makes it possible to reduce its volume while maintaining its proper functioning and reliability. The objective of this thesis is the design and the modeling of an eddy current microsensor intended for the detection of small defects to be able to form an integrity diagnosis. This FE model makes it possible to simulate the micro-sensor-target interaction with micro defects. The motion band technique is proposed for the economic management of the sensor displacement as well as the consideration of fine media. The FE model has been extended to take into account micro-sensors with separate functions, and flexible microsensors intended for the inspection of hollow axles. A technique that allows to correctly impose the current in an inductor of arbitrary shape has been implemented. In order to validate our developed model, the FE results were compared with experimental solutions. Directeur de thèse : HAMID Azzedine Conception et Modélisation d’un Micro Capteur À Courant de Foucault Pour le Contrôle Non Destructif [texte imprimé] / ABER Chifaa, Auteur . - 2022-2023 . -  + CD. Langues : Français (fre) Catégories : Physique:Intégration pour l’électronique de puissance et matériaux Mots-clés : contrôle non destructif, courants de Foucault, micro-capteur, méthode des éléments finis, défauts fins, bande de mouvement, capteurs souple, composants passifs. non-destructive testing, eddy currents, microsensor, finite element method, minor cracks, motion band method, flexible sensors, passive components Résumé : La complexité croissante des procédés industriels et des pièces fabriquées, le besoin croissant en termes de sûreté de fonctionnement et la volonté d'optimisation de la durée de vie des pièces, nécessitent la mise en place des contrôles de qualité de plus en plus complexes. Parmi les différentes anomalies à considérer, les entailles submillimétriques de surface (fissures) doivent faire l'objet d'un soin particulier. En effet, il constitue souvent une amorce d'entailles plus importantes, ce qui peut entraîner la destruction des pièces. Leur détection avant la mise en service prévient l’endommagement des pièces en fonctionnement et augmente la fiabilité des produits industriels. L’utilisation des courants de Foucault (CF) permet un contrôle non destructif (CND) rapide, fiable et peu coûteux. La nécessité de contrôler des pièces de géométries de plus en plus complexes ou des structures particulières contenants des zones de petites dimensions, tout en améliorant les performances de contrôle, conduit au développement de capteurs miniaturisés conçus pour s'adapter à la surface de la pièce contrôlée afin de minimiser la distance capteur-pièce (lift-off).Ce travail de thèse aborde un cas précis mais de grande importance parmi les applications du CND par CF. Il s’agit de proposer une sonde miniaturisée pour la détection des défauts de faible ouverture (fissures). La réduction du volume de tels composants passifs nous amène à affronter et résoudre plusieurs problèmes tels que, les problèmes de conception, dimensionnement, modélisation électromagnétique sans oublier la difficulté du choix des matériaux compatibles avec les procédés de fabrication. L’optimisation du dimensionnement géométrique et électrique de la sonde utilisée permet de réduire son volume tout en conservant son bon fonctionnement et sa fiabilité. L’objectif du travail exposé dans ce mémoire est la conception et la modélisation d’un micro-capteur à courants de Foucault destinée pour la détection des défauts fins afin de pouvoir former un diagnostic d’intégrité. Ce modèle EF permet de simuler l’interaction micro-capteur-cible avec défauts fins. La technique de la bande de mouvement est proposée pour la gestion économique du déplacement du capteur ainsi que la prise en compte des milieux fins. Le modèle EF a été étendu pour prendre en compte les micro-capteurs à fonctions séparées, et les micro-capteurs souples destinés à l’inspection des essieux creux. Une technique qui permet d’imposer correctement le courant dans un inducteur de forme arbitraire a été implantée. Afin de valider notre modèle développé, les résultats EF obtenus ont été comparés avec des solutions de référence expérimentales. The growing complexity of industrial processes and manufactured parts, the growing need for operational safety in service, and the desire to optimize the life span of parts, require the implementation of increasingly complex quality controls. Among the various anomalies to be considered, sub-millimeter surface notches (cracks) must be the subject of particular care. Indeed, it often constitutes a primer for larger notches, which can lead to the destruction of parts. Their detection before commissioning prevents damage to parts in operation and increases the reliability of industrial products. The use of eddy currents (EC) enables fast, reliable, and inexpensive non-destructive testing (NDT). The need to control parts with complex geometries or particular structures containing areas of small dimensions, while improving control performance, leads to the development of miniaturized sensors designed to adapt to the surface of the controlled part. This thesis work deals with a specific case but of great importance among the applications of NDT by eddy currents. An EC miniaturized probe for the detection of small surface defects (cracks) is proposed. Reducing the volume of such passive components leads us to face and solve several problems such as design problems, dimensioning, and electromagnetic modeling without forgetting the difficulty of choosing materials compatible with the manufacturing processes. The optimization of the geometric and electrical sizing of the probe makes it possible to reduce its volume while maintaining its proper functioning and reliability. The objective of this thesis is the design and the modeling of an eddy current microsensor intended for the detection of small defects to be able to form an integrity diagnosis. This FE model makes it possible to simulate the micro-sensor-target interaction with micro defects. The motion band technique is proposed for the economic management of the sensor displacement as well as the consideration of fine media. The FE model has been extended to take into account micro-sensors with separate functions, and flexible microsensors intended for the inspection of hollow axles. A technique that allows to correctly impose the current in an inductor of arbitrary shape has been implemented. In order to validate our developed model, the FE results were compared with experimental solutions. Directeur de thèse : HAMID Azzedine

Exemplaires

Code-barres	Cote	Support	Localisation	Section	Disponibilité
9028	02-05-967	Version numérique et papier	Bibliothèque USTOMB	Thèse de Doctorat	Exclu du prêt

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