Les matériaux isolants prennent une place de plus en plus importante dans le monde moderne. La découverte de l’électricité, le besoin de matériaux faciles à former, résistants à l’eau, peu cher, plus légers que les métaux, etc. ont poussé les ingénieurs à développer de nombreux matériaux isolants performants.
Figure 1 – Matériaux isolants
Les métaux sont conducteurs et peuvent donc être contrôlés par la méthode des courants de Foucault. Pas les isolants. Cependant, cette lacune vient d’être comblée par la maîtrise de Sciensoria d’une nouvelle technique : l’émission d’onde à haute fréquence.
Le principe de fonctionnement de cette technique est la suivante : la sonde applique un champ électrique de haute fréquence vers le matériau à tester. A l’intérieur du matériau, un phénomène de polarisation se produit : des molécules se réorganisent et créent un champ électrique de polarisation qui a tendance à s’opposer au champ électrique appliqué. En captant le champ électrique global qui est la somme vectorielle des champs appliqué et de polarisation, il est possible de déterminer l’état du matériau testé.
Lorsqu’il y a des défauts dans le matériau testé (vides, inclusions de matières étrangères indésirables, pénétration d’humidité ou de l’eau), les champs de polarisation locaux sont différents du champ de polarisation général. Il est donc possible d’observer des variations locales du champ électrique global si l’on utilise un petit capteur de champ pour balayer la surface du matériau testé.
Figure 2 – Illustration d’un isolant comportant des défauts et de la distribution des champs électriques appliqué et de polarisation dans un matériau isolant
Figure 3 – Le champ global est la somme vectorielle des champs appliqué et de polarisation
Un système de contrôle nondestructif de matériaux isolants comporte un capteur électromagnétique, un analyseur de réseau embarqué et une liaison Ethernet ou Wifi avec un ordinateur sur lequel on effectue des analyses et on visualise les signaux.
Figure 4 – Synoptique d’un système de contrôle nondestructif de matériaux isolants par capteur électromagnétique
Le capteur électromagnétique est composé d’antennes spécialement agencées, le tout est blindé et encapsulé dans une matière isolante.
S’il y a des défauts à l’intérieur du matériau testé tels que le vide, le délaminage, l’inclusion de corps étrangers, la pénétration d’eau ou d’autres liquides, la sonde peut les détecter. Elle peut également mesurer l’épaisseur des feuilles isolantes.
Cette technique ouvre donc un champ d’application très large et répond à de nombreux besoins non résolus. Voici quelques exemples d’application de cette technique :
- Mesure de l’épaisseur de matériaux isolants tels que les plaques, feuilles ou couches minces
- Mesure de l’épaisseur de revêtement en matière isolante (céramique, plastique, etc.)
- Détection de défauts (vides, délamination, décollage, inclusion de corps étrangers, pénétration de l’eau ou d’autres liquides)
- Contrôle du taux d’imprégnation d’eau dans du béton
- Mesure de distance entre un capteur et un corps en matériau isolant, même immergé dans l’eau
- Détection d’inondation de structures sous-marines
Figure 5 – Mesure de la distance à un objet en matériau non conducteur dans l’eau
Voir aussi https://www.sciensoria.fr/suivi-de-la-sante-des-structures-immergees-par-sondes-electromagnetiques/
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